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Type: TCC
Title: Avaliação dos Níveis Piezométricos Críticos de uma Barragem de Terra: Um Estudo de Caso da Barragem Jaburu I
Title in English: Evaluation of Critical Piezometric Levels of an Earth Dam: A Case Study of the Jaburu I Dam
Authors: Carneiro, Antonio Henrique Azevedo
Advisor: Leme, Rosiel Ferreira
Keywords in Brazilian Portuguese : Piezômetros;Estabilidade de taludes;Colmatação;Filtro interno;Modelagem numérica
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Issue Date: 2022
Citation: CARNEIRO, Antonio Henrique Azevedo. Avaliação dos Níveis Piezométricos Críticos de uma Barragem de Terra: Um Estudo de Caso da Barragem Jaburu I. 2022. 76 f. Monografia (Graduação em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
Abstract in Brazilian Portuguese: Barragens são estruturas que tem como principal finalidade a reservação de água ou o acúmulo de rejeitos e detritos. Entretanto, por mais que estas sejam projetadas para beneficiar a população, verifica-se o oposto, em alguns casos, como em situações de ruptura. Neste contexto, tem-se que o fluxo descontrolado de água através da barragem pode ser um dos fatores que pode potencializar uma possível ruptura, por meio do deslizamento do talude de jusante do maciço. Pensando nisto, criaram-se diversos tipos de instrumentos, como os piezômetros, que tornaram possível um monitoramento do fluxo da água pela barragem. Aliado a isto, criaram-se, também, alguns tipos de filtro interno, com o intuito de controlar o fluxo de água no interior do maciço, contudo, estes podem estar sujeitos a um processo de colmatação ao longo de sua vida útil, tornando-se ineficientes, apresentando riscos para a estrutura. Por conta disto, estudos de estabilidade se tornam mais necessários para garantir a preservação da obra, entretanto, estudos frequentes podem acarretar em maiores custos operacionais para os órgãos gestores. Pensando nisto, o presente estudo propõe a metodologia dos “níveis piezométricos críticos”, na qual utiliza-se das leituras dos piezômetros instalados numa barragem de terra e de modelagens numéricas para determinar às poropressões críticas da obra, que representam um coeficiente de segurança igual ao mínimo valor recomendável, com uma maior velocidade e com menos custos operacionais, utilizando-se, como estudo de caso, a Barragem Jaburu I. Para isto, realizou- se modelagens computacionais da seção máxima da barragem, por meio do software GeoStudio 2021.4, calibrando o modelo a partir das leituras reais dos piezômetros da Barragem Jaburu I, cedidas pela Companhia de Gestão dos Recursos Hídricos, de forma que o modelo representasse resultados condizentes com os verificados nos piezômetros. Com isto, realizou-se estudos de estabilidade do talude de jusante para diferentes situações de colmatação do filtro interno da barragem, obtendo os coeficientes de segurança para cada cenário. Por meio disto, foi possível realizar a correlação entre os fatores de segurança da obra e as poropressões, obtendo equações que descrevem este comportamento, estabelecendo, assim, os níveis piezométricos críticos da barragem. A partir disto, realizou-se uma retroanálise da estabilidade da barragem, obtendo, no pior cenário, um coeficiente de segurança de 1,36, abaixo do mínimo valor recomendável para a situação de estudo, o que também foi constatado por Souza et al. (2005). Assim, verificou-se que a metodologia dos níveis piezométricos críticos tende a obter resultados satisfatórios.
Abstract: Dams are structures whose main purpose is the storage of water or accumulation of tailings and debris. However, as much as these structures are designed to benefit the population, the opposite occurs, in some cases, such as in failure situations. In this context, the uncontrolled water flow through the dam can be one of factors that can potentiate a possible failure, through the sliding of slope downstream of massif. With this in mind, different types of instruments were created, such as piezometers, which made it possible monitor the water flow through the dam. Allied to this, some types of internal filters were also created, in order to control the water flow inside the massif, however, these filters can be subject to a clogging process throughout their useful life, becoming inefficient, presenting risks to the structure. Because of this, stability studies become more necessary to ensure the dam’s preservation, however, frequent studies can lead to higher operational costs to manager agencies. With this in mind, the present study proposes a methodology of “critical piezometers levels”, in which the readings of piezometers installed in an earth dam and numerical modeling are used to determine the critical porepressures of the dam, which represent a coefficient of safety equal to the minimum recommended value, with a higher speed and with less operating costs, using Jaburu I Dam as a case study. For this, computational modeling of the dam’s maximum section was carried out, using GeoStudio 2021.4 software, calibrating the model from the real readings of the piezometers of Jaburu I Dam, between 1999 and 2013, provided by Companhia de Gestão dos Recursos Hídricos, so that the model represents consistent results with those verified in the piezometers. With this, stability studies of the downstream slope were carried out for different situations of dam’s internal filter clogging, obtaining the coefficient of safety of the dam for each scenario. Through this, it was possible to perform the correlation between the dam’s factors of safety and the porepressures, obtaining equations that describe this behavior, thus establishing the dam’s critical piezometers levels. Based on this, a retro-analysis of the dam's stability was carried out, obtaining, in the worst scenario, a factor of safety of 1.36, below the minimum recommended value for the situation under study, which was also observed by Souza et al. (2005). Thus, it was found that the methodology of critical piezometric levels tends to obtain satisfactory results.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/75024
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/2075096506739627
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:ENGENHARIA CIVIL - Monografias

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