POSGEO - Mestrado (Dissertações)

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    Estudo de filtro aplicado ao controle de erosão interna em barragens.
    (2016) Silva, Dayana Santos; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva; Silva Filho, Jorge Felippe da; Espósito, Terezinha de Jesus; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva
    Vários fatores podem colocar uma barragem em risco. A perda progressiva da estabilidade provocada por algum tipo de anomalia pode levar esta estrutura ao colapso. No projeto, construção e operação de uma barragem, o requisito fundamental deve ser a segurança, considerando que os acidentes envolvendo esse tipo de estrutura podem ter consequências catastróficas e imensuráveis. O processo de erosão interna é uma das principais causas de ruptura em barragens em todo o mundo. Um dos dispositivos mais eficientes para evitar e/ou conter esse tipo de processo é o sistema interno de drenagem. Para se avaliar a susceptibilidade ou vulnerabilidade do solo sofrer erosão é necessário estudar os processos de erodibilidade e instabilidade interna do solo, que se dão por meio de critérios definidos na literatura e mais ainda, por ensaios laboratoriais. Os critérios estão relacionados, principalmente, às curvas de distribuição granulométrica dos materiais e a combinação do gradiente hidráulico e tensão efetiva. Dentro desse contexto e com o objetivo de elucidar a aplicação dos critérios de dimensionamento de filtro, realizou-se ensaio de laboratório em amostra de filtro e solo base. Por meio do ensaio, foi possível avaliar a eficiência do filtro, como proteção do solo base, quando submetido a altos valores de gradientes hidráulicos impostos por fluxo descendente de água. A partir do resultado do ensaio é possível ter uma segurança maior quanto ao dimensionamento do filtro. Outro recurso disponível, para avaliar os gradientes hidráulicos, e consequentemente, a erosão interna é a utilização de programas computacionais aplicados em estudos numéricos de controle de fluxo. Há a necessidade de recorrer a modelos numéricos, para interpretar e quantificar as grandezas associadas ao fenômeno da percolação de um fluido em meio poroso, devido à dificuldade que existe em enquadrar a utilização de soluções analíticas exatas em problemas complexos como estes. Neste trabalhou, foi utilizado o programa Seep/W para quantificar os gradientes hidráulicos em diferentes seções típicas de barragem, além do estudo de três casos reais.
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    Análise de erodibilidade em taludes com horizontes resistentes e suscetíveis aos processos erosivos.
    (2015) Couto, Bruno de Oliveira Costa; Gomes, Romero César; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Pejon, Osni José
    A erodibilidade é considerada a propriedade mais complexa que regula o processo erosivo, devido ao grande número de variáveis que a controlam, sendo simplificadamente definida como a suscetibilidade do solo à erosão. O presente trabalho aborda a erodibilidade de solos no âmbito de taludes de corte adotando-se como padrão de referência, taludes conformados por dois horizontes tipicamente distintos em relação à ação de processos erosivos. Ao se estudar as variáveis geotécnicas que tenderiam a condicionar o comportamento distinto de ambos os horizontes, a partir de uma mesma referência espacial e ambiental, torna-se viável estabelecer correlações diretamente associadas às naturezas específicas dos solos locais. Para estabelecimento destas relações, foram coletadas amostras deformadas e indeformadas em cada um destes solos, e foram realizados ensaios de caracterização física, química, mineralógica e da metodologia MCT. As frações de areia e silte tenderam a ser dominantes, com significativa concentração de pedregulho em algumas amostras. Pode-se associar a erodibilidade dos solos a baixos valores de Índice de Plasticidade (IP). O índice de atividade (Skempton, 1953) apresentou valores elevados para os horizontes resistentes à erosão, mostrando-se importante para diferenciação de solos erodíveis. Os resultados da Metodologia MCT foram bem expressivos, confirmando o caráter mais erodível de solos NA, NA’ e NS’. As análises químicas mostram que os parâmetros CTC, pH (Δ pH), e teores de matéria orgânica são mais relevantes na distinção dos horizontes. A partir dos dados obtidos foram empregados alguns critérios propostos na literatura para avaliação do potencial de erodibilidade, porém seus resultados foram limitados e inconclusivos. Ainda foi proposto, em caráter absolutamente preliminar, um novo critério de erodibilidade, baseado na seleção de dois conjuntos de fatores: o primeiro chamado de Relação de Erodibilidade (ε), e o segundo denominado Índice de Resistência à Erosão (IRε). Estes valores foram distintos para os horizontes suscetíveis e resistentes à erosão da seguinte forma: solos erodíveis: IRε ≤ 5,0 e solos resistentes à erosão: ε ≤ 5,0 e IRε ≥ 5,0.