PPGEG - Programa de Pós-graduação em Engenharia Geotécnica
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Item Análise da eficiência do sistema de vedação da fundação em granito de uma barragem de concreto.(2015) Lopes, Marieli Biondo; Assis, André Pacheco deO Brasil possui um dos maiores parques hidrelétricos do mundo, com capacidade de geração de energia comparado à posição da Arábia Saudita na extração de petróleo. Com isso é importante avançar em conceitos e técnicas, indo além das metodologias já consagradas. Este estudo aprofunda os conhecimentos sobre a eficiência de tratamentos de vedação em fundações rochosas de barragens de concreto, com o uso de cortinas de injeção com calda de cimento. Tratamentos como este permitem a redução do coeficiente de permeabilidade do maciço e a subpressão. Para atestar a real eficiência dos serviços de vedação no vertedouro da UHE Jirau, ela foi realizada através de três análises: redução do coeficiente de permeabilidade, redução da absorção de calda de cimento e redução da subpressão. Na primeira análise, observando a permeabilidade antes (furos de sondagem e furos obrigatórios de injeção) e depois (furos de verificação), concluiu-se que o maciço possui boas características mecânicas e hidráulicas (mesmo com a presença de fraturas sub-horizontais) por possuir coeficientes de permeabilidade baixos, sendo que a injeção auxiliou em uma pequena redução deste coeficiente, passando da ordem de 10-5 para 10-6 cm/s.. Na segunda análise, através do acompanhamento pari passu de consumo de calda, observando o maciço de forma geral, verificou-se que houve redução de absorção de calda de 27% e com isso a atividade de injeção foi funcional. Na terceira e última análise, verificando as leituras de piezometria, estas constataram que a subpressão não ultrapassou os limites referenciados em projetos, porém como não foi utilizado o método racional com retroanálise, não foi quantificado o quanto a cortina de injeção contribuiu para estes valores. De forma geral, adotando o critério de Cruz (2004), que prescreve que fundações com coeficientes menores que 5 x 10-4 cm/s não há necessidade de tratamento, conclui-se que as atividades de injeção na UHE Jirau poderiam ter sido anuladas ou reduzidas, reduzindo o prazo e custo destes serviços.Item Estabelecimento estatístico de valores de controle para a instrumentação de barragens de terra : estudo de caso das barragens de Emborcação e Piau.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Fusaro, Teresa Cristina; Gomes, Romero CésarEste trabalho visa aferira aplicabilidade dos métodos estatísticos no estabelecimento de valores de controle para os dados da instrumentação de barragens de terra, através da análise das séries históricas das medidas dos instrumentos instalados nas barragens de Emborcação e Piau, operadas pela Cemig Geração e Transmissão S.A. Para isto, inicialmente foramexpostos os princípios dos métodos de auscultação e sua importância para a segurança de barragens, bemcomoos objetivos da instrumentação. Foramdiscutidos os procedimentos de análise dos parâmetros medidos em barragens de terra e as aplicações e limitações dos métodos determinísticos usualmente empregados para esta finalidade. Foram,então, pesquisados os fatores de variação nasleituras, que justificam as diferenças entre valores previstos nos modelos numéricos e os valores obtidos pela instrumentação de campo. Os principais métodos estatísticosaplicáveisà análise dasséries temporais de dados da instrumentação foram estudados e verificada a sua aplicação atual emprojetos de barragens no Brasil. Para a barragemde Emborcação foramutilizadas técnicasde regressão e de séries temporais para prever valores futuros das leituras para todosos instrumentos de medida de pressão instalados na barragem de terra principal, sendo feitas comparações entre os resultados obtidos. Correlações entretensões totaise pressõespiezométricas medidas por instrumentos adjacentes tambémforamimplementadas. Tentativas de previsão de recalques futuros foramdesenvolvidas através do estudo das variações das velocidades das deformações como tempo. No caso da Barragemde Piau, aplicou-se a técnica de máximos e mínimos em intervalos pré-fixados para a previsão de valores de nível d’água e de poropressão para todos os instrumentos instalados no maciço de terra da barragem. Os resultados obtidospermitiramo estabelecimento de valoresdecontrole estatísticos para os instrumentos estudadose a elaboraçãode fluxogramas de alerta automático para situações de comportamento divergentes das condições de referência historicamente detectadas pela instrumentação.Item Estudos de tensão deformação para o 3º alteamento da barragem do Itabiruçu.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Costa, Aluisio Marcondes; Ribeiro, Saulo Gutemberg SilvaA Barragem do Itabiruçu, localizada no Município de Itabira – MG é destinada à contenção de rejeitos de minério de ferro. Visando o aumento da capacidade do reservatório e adequação da estrutura para sua utilização final e descomissionamento foi proposto recentemente um alteamento de dezoito metros e meio, associado a diversas medidas corretivas e de segurança. Com base em informações do projeto de alteamento e da pesquisa bibliográfica, foi desenvolvida para este trabalho uma modelagem do problema, utilizando programas do pacote Geostudio 2007©. Nesta modelagem, as camadas de materiais e parâmetros geotécnicos foram totalmente reavaliados sendo introduzida a simulação do alteamento em camadas, de acordo com a sequência cronológica prevista para a obra. A análise acoplada de fluxo, tensões-deformações e estabilidade do talude de jusante permitiu avaliar as condições de fluxo, tensões in situ , tensões-deformações e estabilidade nos períodos antes, durante e após o final da obra. Este estudo foi desenvolvido com base nas pressões estáticas e pressões geradas pelo alteamento. Ao final é apresentada a análise acoplada Sigma ( pwp change ) -Slope, considerando em tempo real de cálculo, os incrementos de tensões determinados pelo processo de adensamento e avaliando os fatores de segurança da Barragem em diversas etapas. Do ponto de vista qualitativo é sabido que solos argilosos compactados na umidade ótima apresentam aumento de poropressão em função da elevação do aterro. O aumento de poropressão tem sido modelado por parâmetros de poropressão ou parâmetros de resistência totais. Nesta modelagem foi utilizada uma nova ferramenta de trabalho que possibilita avaliar em tempo real a estabilidade de taludes compactados, considerando de forma acoplada o aumento de poropressão advindo do alteamento e sua velocidade de execução, concomitante à sua dissipação no tempo. Por se tratar de uma ferramenta nova e tendo como base funções aproximadas, o estudo aqui desenvolvido não é conclusivo, mas aponta na direção mais avançada e consistente de como estes processos construtivos devem ser avaliados em projeto e segurança de barragens.Item Correlações para obtenção de parâmetros geotécnicos de argilas compressíveis com utilização do penetrômetro dinâmico leve.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2010) Alves Filho, Carlos Eduardo Sales; Ribeiro, Saulo Gutemberg SilvaEste estudo teve como objetivo principal expandir e valorizar a aplicação do equipamento de sondagem denominado Penetrômetro Dinâmico Leve (PDL), Norma DIN 4094 (1964). O trabalho inicialmente mostra as principais correlações existentes na literatura para obtenção dos parâmetros geotécnicos baseadas em investigações de campo com cone estático CPT, cone estático com medida de poropressão CPTU, Penetrômetro Dinâmico Leve PDL e o Standard Penetration Test SPT. Os parâmetros geotécnicos avaliados foram a resistência ao cisalhamento não drenada, o ângulo de atrito, o módulo de deformabilidade. Uma série de testes de campo e de laboratório foi desenvolvida para suportar a avaliação das correlações existentes e o que de novo pudesse ser apresentado. Dois sítios foram em estudados, Heliodora e Vilma, ambos localizados no estado de Minas Gerais, Brasil. Foram realizados 21 ensaios SPT, 21 ensaios PDL, 10 ensaios triaxiais, 7 ensaios edométricos e 7 ensaios CBR. Os resultados mostraram dispersões similares àquelas observadas neste tipo de estudo. Correlações foram estabelecidas para cada uma das áreas, chegando-se a relações entre número de golpes PDL e o número de golpes SPT, resistência não drenada do ensaio triaxial e SPT, resistência não drenada Su obtida por fórmulas empíricas do PDL e SPT e também entre a resistência não drenada S u do triaxial e PDL. A maioria da quantificação dos parâmetros realizada por meio das correlações aqui desenvolvidas foi semelhante aos valores reportados na literatura geotécnica.Item Preparação de cartas de risco para o controle de estabilidade ao cisalhamento da barragem de concreto gravidade daUsina Hidrelétrica de Guilman-Amorim.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Veloso, Ivan Guimarães; Silva Filho, Jorge Felippe daO presente trabalho foi desenvolvido para as estruturas de barramento da UHE Guilman-Amorim, construída em concreto compactado a rolo (CCR) e em operação há 8 anos. O objetivo dos estudos foi preparar cartas de risco de ruptura ao cisalhamento, tanto para a estrutura da barragem quanto para a do vertedouro, de forma a permitir o monitoramento da estabilidade das estruturas, em função das leituras piezométricas. Para a elaboração das análises de estabilidade, necessárias para a preparação das cartas de risco, as subpressões atuantes nas fundações das estruturas foram determinadas através de análises de fluxo utilizando-se o modelo numérico tridimensional não linear DW3D. Os componentes do tensor de permeabilidades das fundações, empregados nas análises de fluxo, foram estimados, através de retroanálises, utilizando-se também o modelo DW3D. As variações de subpressões nas fundações das estruturas, necessárias para a preparação das cartas de risco, foram estimadas através da simulação do entupimento dos drenos, que poderia ocorrer por efeito da carbonatação e da proliferação de ferrobactérias, um fenômeno recorrente em Guilman-Amorim. Os resultados obtidos mostraram-se coerentes e permitirão que a estabilidade ao cisalhamento das estruturas possa ser monitorada em função das leituras piezométricas. Desta forma, através da utilização das cartas de risco, a equipe de operação poderá, por exemplo, determinar se os drenos necessitam ou não de serviços de manutenção.Item Ensaios laboratoriais para avaliação da drenagem ácida na barragem da UHE Irapé.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2011) Duarte, Marcelo Guimarães; Leite, Adilson do LagoA formação da drenagem ácida é um dos problemas ambientais mais graves associados à atividade de mineração. Na construção de usinas hidrelétricas o problema é pouco conhecido e é uma consequência natural do processo de escavações obrigatórias para implantação das estruturas da usina, que expõem o mineral sulfetado ao contato com água e oxigênio, dando origem às reações de oxidação. A Usina Hidrelétrica de Irapé foi construída em sítio onde a geologia local é dominada pela presença de quartzo micaxisto sulfetado, tornando o problema da drenagem ácida uma realidade. Diversos estudos foram conduzidos no intuito de gerar medidas para controle e minimização dos riscos ambientais do empreendimento. O objetivo deste trabalho é apresentar a ampla campanha de ensaios realizada no âmbito do projeto de Pesquisa e Desenvolvimento da Aneel - P&D 188, intitulado “Controle da drenagem ácida em barragens de terra e enrocamento utilizando geossintéticos” que buscou avaliar o mecanismo de geração de drenagem ácida sob o contexto da UHE Irapé. O presente trabalho descreve ainda os estudos conduzidos pela Cemig durante as fases de implantação da usina que incluíram, além de investigações geológico-geotécnicas regulares para avaliação das condicionantes hidrogeotécnicas locais, ensaios de caráter mineralógico e geoquímico, visando caracterizar e quantificar o teor dos sulfetos, bem como identificar os mecanismos envolvidos no seu processo de oxidação, avaliando a sua influência sobre as estruturas da usina e o meio ambiente. Desta forma, este trabalho pretende contribuir para aprofundar o conhecimento técnico-científico relativo à geração de drenagem ácida em empreendimentos de geração de energia elétrica, subsidiando o desenvolvimento de metodologias para controle e minimização de riscos ambientais inerentes a estes empreendimentos.Item Estudo tensão-deformação da barragem de Irapé.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotécnica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2006) Aires, Alexandre Duarte Barhouch; Ribeiro, Saulo Gutemberg SilvaA barragem da Usina Hidrelétrica de Irapé, localizada no rio Jequitinhonha, é uma das maiores do mundo. A previsão de recalques e de tensões durante o período construtivo é extremamente importante, tanto no acompanhamento da construção do aterro quanto no que concerne à validação do modelo teórico, ou mesmo calibração deste, principalmente de seus parâmetros. Com esses propósitos, foram efetuadas análises de tensão-deformação da barragem utilizando o método dos elementos finitos, largamente utilizado no campo da engenharia. Uma vez que o escopo do trabalho não contemplou estudos de estabilidade por tensão deformação, as análises foram desenvolvidas por modelo linear elástico. No sentido de sofisticar a análise linear elástica e aproximá-la mais das condições de campo, foi implementado uma variante deste modelo através do uso de módulos de elasticidade crescentes com o nível de tensão. A ferramenta numérica utilizada também propiciou representar de forma mais fiel a construção da barragem através de etapas definidas no programa, objetivando a obtenção de valores de tensão e deformação, nos diversos pontos do aterro. Os valores obtidos nas simulações numéricas foram razoavelmente validados perante os resultados da instrumentação disponibilizada na estrutura.