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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/50173
Type: | Dissertação |
Title: | Estudo teórico e experimental da segurança de filtros de barragens de terra à erosão interna |
Title in English: | Theoretical and experimental study of the safety of dam filters Earth to internal erosion |
Authors: | Araujo, Antonio Anderson Fontenele |
Advisor: | Soares, Anderson Borghetti |
Co-advisor: | Malveira, Vanda Tereza Costa |
Keywords: | Geotecnia;Barragens de terra;Erosão;Analytical method;Granular filter;Constrictions |
Issue Date: | 2019 |
Citation: | ARAUJO, A. A. F. Estudo teórico e experimental da segurança de filtros de barragens de terra à erosão interna. 2019. 150 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Geotecnia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | A erosão interna é um processo de remoção e carreamento de partículas de solo devido à ação do fluxo de água. Tal fenômeno representa uma das principais causas de rupturas de barragens de terra em todo o mundo, estando, normalmente, associada à inexistência ou à falha no dimensionamento do sistema de drenagem interna. Os filtros granulares são estruturas utilizadas para controlar e estabilizar a perda de grãos suscetíveis à erosão interna, capturandoos entre suas constrições. Para tanto, é necessário que o filtro apresente uma adequada granulometria para garantir este processo eficiente de filtração. Esse problema torna-se mais relevante na região do semiárido do nordeste brasileiro, onde os processos cíclicos de enchimento e secagem de reservatório auxiliam no gatilho da erosão interna. Critérios empíricos foram desenvolvidos para projetos de filtros, baseados na distribuição de partículas, que consistem em relacionar diâmetros característicos dos grãos do filtro com grãos do solo que se deseja proteger. Estudos mais recentes têm apresentado uma nova abordagem analítica relacionada à determinação da distribuição das constrições internas do filtro granular, que têm provado ser mais realistas em avaliar o comportamento filtrante dessas estruturas. Esta dissertação, portanto, tem por objetivo apresentar um estudo metodológico desses critérios de filtros granulares em barragens de terra. A metodologia consta de desenvolvimento de dois modelos experimentais de barragem de terra, dimensionadas segundo a abordagem de distribuição de constrições, com os resultados experimentais comparados com os critérios empíricos de distribuição de partículas. Por fim, foi proposto uma metodologia de avaliação de sistemas de drenagem interna, baseada na abordagem da distribuição de constrições e aplicada em duas barragens do estado do Ceará, as barragens Benguê e Itaúna. Os resultados revelaram que a abordagem dos critérios baseados na distribuição das constrições internas de filtros granulares é mais realista, adequada e segura para identificar a eficiência de granulometrias quanto a capacidade de interromper processos de erosão interna. |
Abstract: | Internal erosion is a process of removing and carrying soil particles due to the action of the water flow. Such phenomenon represents one of the main causes of dam ruptures worldwide, and is normally associated with the absence or failure of dimensioning of the internal drainage system. Granular filters are structures used to control and stabilize the loss of grains susceptible to internal erosion, capturing them between your constrictions. For that, it is necessary that the filter presents an adequate granulometry to guarantee this efficient filtration process. This problem becomes more relevant in the semiarid region of northeastern Brazil, where cyclical processes of reservoir filling and drying help trigger internal erosion. Criteria empirical tests were developed for filter designs, based on particle distribution, that consist in relating characteristic diameters of the filter grains with soil grains that if you want to protect. More recent studies have presented a new analytical approach related to determining the distribution of the internal constraints of the granular filter, which have proved to be more realistic in assessing the filtering behavior of these structures. It is Therefore, this dissertation aims to present a methodological study of these granular filters on earth dams. The methodology consists of developing two experimental earth dam models, dimensioned according to the constriction distribution, with the experimental results compared with the criteria empirical particle distribution. Finally, a methodology for the evaluation of internal drainage systems, based on the constriction distribution approach and applied in two dams in the state of Ceará, the Benguê and Itaúna dams. The results revealed that the approach to criteria based on the distribution of internal filter constrictions granular is more realistic, adequate and safe to identify the efficiency of granulometries regarding the ability to interrupt internal erosion processes. |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/50173 |
Appears in Collections: | DEHA - Dissertações defendidas na UFC |
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