Seção D

A seção D é aquela que se apresenta com o menor número de estruturas internas. Como está localizada mais lateralmente (região de ombreira), esta seção já não está mais sob a influência do dique de partida. Nesse sentido, é composta essencialmente pelo septo lateral distribuído ao longo da ombreira da barragem, com mais ou menos 5m de largura, diretamente apoiado sobre a fundação da barragem. Devido às similaridades, foram utilizados os mesmos padrões e procedimentos anteriormente descritos para a seção B.

Os dados recentes (maio a dezembro/2005) da instrumentação geotécnica instalada na seção D da Barragem B5 estão apresentados na Tabela 6.7.

Tabela 6.7 – Dados de monitoramento da seção D (maio a dezembro/2005).

Mês Mai. Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez.

Dia 05 09 07 11 08 06 03 15

N.A. 939,84 941,00 940,66 940,61 941,30 941,70 942,03 941,72

INA 303 923,51 923,40 923,47 923,34 923,44 923,45 923,48 923,59

INA 304 seco seco seco seco seco seco seco seco

PZ 305 904,23 904,35 904,46 904,40 904,34 904,25 904,23 904,29

INA 306 seco seco seco seco seco seco seco seco

De acordo com os dados do monitoramento, a região à jusante do septo drenante, não se apresenta seca, como observado nos registros da seção anterior. Entretanto, pela posição relativa do piezômetro PZ 305, constata-se que as leituras correspondem basicamente à cota da fundação da barragem naquela região, ou seja, o instrumento indica que a superfície freática naquela região está paralela ou pouco abaixo da interface aterro / fundação da barragem.

As análises de percolação seguiram as mesmas prescrições adotadas para a seção B (dados dos coeficientes de permeabilidade determinados em laboratório para a seção 2; razão de anisotropia estabelecida no modelo de calibração). O resultado desta análise de percolação, para uma prescrição de vazão no dreno igual a 1,65 x 10-5 m3/s, é apresentada na Figura 6.26.

INA 303 INA 304 PZ 305 INA 306 N.A. 941,72 DEZ. 2005

Figura 6.26 – Análises de percolação para a seção D (considerando um fluxo prescrito no dreno igual a 1,65 x 10-5 _m3_/s).

O modelo numérico apresenta, mais uma vez, um ajuste muito bom com os registros da instrumentação de campo. A linha freática é forçada em direção à interface fundação / aterro, em função da maior permeabilidade do rejeito em comparação com o material de fundação. Com relação à medida do instrumento INA 303, localizado a montante do septo drenante, o modelo numérico forneceu um valor apenas 29 cm superior à leitura de campo (923,59), enquanto que, para o piezômetro (PZ 305), o modelo indicou uma leitura apenas 50cm superior à leitura de campo (904,29).

Estas análises podem ser estendidas para a Barragem B5 como um todo, uma vez que as seções analisadas (central, B e D) contemplam as três diferentes concepções adotadas para o sistema de drenagem interna. A seção central tipifica a região do tapete drenante associado ao dreno-de-pé, a seção B contempla a drenagem interna até a cota 915 da barragem, com os septos drenantes associados ao dique de partida e a seção D, por sua vez, é representativa do sistema de drenagem interna da barragem a partir da cota 915, constituída essencialmente pelo tapete drenante ao longo das ombreiras.

C

CAAPPÍÍTTUULLOO

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ANÁLISES DE ESTABILIDADE DA BARRAGEM B5

Como etapa conclusiva da avaliação do comportamento geotécnico da Barragem B5, foram implementadas análises de estabilidade para as seções de referência adotadas, admitindo-se uma condição de fluxo em regime permanente e considerando os valores das poropressões estimadas previamente pelas análises de percolação.

As análises de estabilidade foram implementadas por meio do programa computacional SLOPE/W. Este programa tem sido bastante utilizado na prática da engenharia geotécnica, por oferecer uma ampla gama de recursos de análise e uma interface bastante amigável com o usuário. O programa permite, por exemplo, a consideração de diferentes materiais, geometrias complexas, definição de superfícies de ruptura pelo próprio usuário, hipóteses de inclusão dos efeitos das poropressões nas análises pela importação direta de dados gerados pelo Programa SEEP/W (opção utilizada no presente trabalho), simulação de carregamentos, etc.

No caso em estudo, as análises contemplaram superfícies potencialmente instáveis de geometria circular, com pesquisa automática e generalizada para obtenção do FSmin a

partir da aplicação dos princípios de equilíbrio limite, sendo utilizado o método de Bishop Simplificado, pela sua acurácia e consistência de resultados, mesmo quando comparado a metodologias mais rigorosas, como o método de Spencer, por exemplo (Ribeiro & Montes, 2004).

A natureza das análises, em condições drenadas ou não drenadas, está associada diretamente à ‘drenabilidade’ e capacidade de dissipação das poropressões dos rejeitos

da praia. A condição drenada geralmente se aplica para a maioria das análises, pela natureza tipicamente drenante dos rejeitos de maneira geral, permitindo, assim, uma rápida dissipação dos excessos de poropressão gerados. Um exemplo prático desta condição compreende a execução dos alteamentos da barragem de forma lenta, sob taxas menores que a capacidade do rejeito de dissipar as poropressões geradas. Para este tipo de análise utilizam-se os parâmetros efetivos.

A condição não-drenada é caracterizada pelo desenvolvimento de poropressões durante o cisalhamento e se aplica aos casos de rejeitos mais finos e de baixa permeabilidade ou mesmo para os casos em que a barragem seja submetida a carregamentos rápidos. Geralmente, também se utiliza este tipo de condição para análises de estabilidade em materiais susceptíveis a elevações bruscas de poropressão e potencialmente susceptíveis à liquefação. Para este tipo de análise utilizam-se os parâmetros de resistência em termos de tensões totais.

Para a Barragem B5, como os resultados dos ensaios de laboratório mostraram um comportamento tipicamente dilatante dos rejeitos e as análises envolvem baixas taxas de alteamento da barragem associada ao regime permanente de fluxo, foram adotados os parâmetros efetivos de resistência nas análises de estabilidade do talude de jusante da barragem.

Genericamente, os parâmetros de resistência dos rejeitos são obtidos por meio de ensaios triaxiais do tipo CIU (consolidado não-drenado, com adensamento isotrópico), com medida de poropressões ou ensaios de cisalhamento direto (condições drenadas). Esta sistemática foi a adotada para a estimativa dos parâmetros de resistência dos rejeitos dispostos na Barragem B5 (Capítulo 5) e os valores adotados estão sistematizados na Tabela 7.1. Para os demais materiais de construção e da fundação da barragem, os valores destes parâmetros foram estabelecidos a partir de relatórios técnicos referentes ao projeto original da barragem ou, como no caso de estruturas drenantes da barragem como o tapete drenante e o dreno-de-pé, foram adotados valores típicos obtidos para materiais similares utilizados em obras desta natureza.

Tabela 7.1 – Parâmetros efetivos de resistência utilizados nas análises de estabilidade.

material amostra Dr (%) atrito ₍o₎ coesão _(kPa) fonte

15 34,8 0 50 40,3 0 underflow S1-U-A1 70 40,8 0 triaxial 20 32,3 0 50 37, 3 0 underflow S2-U-A2 80 40,5 0 cisalhamento Direto A te rr o

underflow S2-A1 50 38,4 0 triaxial

overflow S2-F5 22 36,1 0 triaxial P ra ia overflow S2-F5 20 32, 9 0 cisalhamento direto dique de

partida solo argiloso compactado 27,0 6 relatório de projeto fundação xisto alterado - 27,0 17, 2 relatório de _projeto

tapete

drenante brita/magnetita/ pedrisco - 30,0 0 estimado

O ut ro s m at er ia is

dreno-de-pé enrocamento blocos 37,0 0 estimado

Observa-se na tabela 7.1, que se adotou um valor único para os parâmetros de rejeitos da praia, uma vez que os valores obtidos foram essencialmente similares para as três sub-regiões previamente estabelecidas, tornando tal subdivisão injustificada para as análises de estabilidade. Para fins das análises, tomou-se como referência os parâmetros obtidos para a amostra S2-F5, de granulometria mais fina e parâmetros mais baixos. Para os rejeitos do aterro, foram estimados parâmetros sob diferentes compacidades, de modo a se avaliar a influência da compacidade relativa dos mesmos na estabilidade da barragem.

A Tabela 7.2 apresenta os valores dos pesos específicos adotados, tomados a partir dos relatórios técnicos do projeto original da barragem.

Tabela 7.2 – Valores dos pesos específicos dos materiais. Peso específico (kN/m3₎

material

seco úmido saturado

underflow 21,0 25,3 25,7 overflow 19,9 23,9 25,1 dreno de pé - 19,6 - tapete - 19,0 - fundação 13,7 - 18,5 dique de partida 14,1 17,7 18,8