Comportamento da barragem Sem clima (Estudo 0)

Como foi mencionado no capítulo 3, a existência de um Estudo 0 prende-se com o facto de ser imprescindível proceder à validação do modelo, ou seja, mostrar que todas as condições impostas garantem uma aproximação ao comportamento real. Por outro lado, a obtenção de dados sobre o comportamento da barragem sem a contemplação do clima mostra-se necessária para a comparação com os estudos em que estas acções são consideradas. Deste modo, foi criado um modelo onde não se incluíram as acções atmosféricas mas apenas foi considerado o peso próprio e o primeiro enchimento.

Para a validação do modelo são analisadas as tensões verticais totais calculadas ao longo do processo construtivo e o andamento da rede de escoamento durante o enchimento e em serviço (fluxo permanente).

6.2.2. Análise de Tensões Totais

A distribuição de tensões verticais totais no final da construção está de acordo com o esperado considerando o peso próprio da barragem. Não se esperam diferenças entre todos os estudos efectuados. Nas figuras seguintes, pretende-se ilustrar a distribuição de tensões totais no corpo da barragem no final da construção e no final do enchimento. Faz-se notar que, ao contrário da convenção de sinais da mecânica dos solos, o output do programa atribui valores negativos para as compressões e positivos para tracções. As diferenças visuais observadas entre as figuras 6.3 e 6.4 estão relacionadas com as pressões hidrostáticas resultantes do enchimento da barragem, originando uma configuração assimétrica de tensões totais no final desta fase.

12 m

6.2 Estudo 0 – Sem Clima

51

Figura 6.3 – Distribuição de tensões totais verticais no interior da barragem no final da construção

Figura 6.4 – Distribuição de tensões totais verticais no interior da barragem no final do enchimento

Para validar o modelo, é importante verificar se as tensões totais são correctamente distribuídas atendendo às diferenças de rigidez dos materiais do núcleo e dos maciços. Para tal, recorreu-se ao perfil horizontal representado na Figura 6.5 para uma análise da evolução das tensões verticais durante a construção e após o enchimento. Foram traçados os gráficos representados na Figura 6.6. Na Figura 6.7 apresentam-se as tensões totais horizontais para o perfil indicado na Figura 6.5. A comparação entre os andamentos das tensões totais verticais e horizontais permite confirmar que os seus valores estão relacionados entre si.

Figura 6.5 - Perfil horizontal escolhido para a análise da evolução das tensões verticais totais

22 m

52

Figura 6.6 – Evolução das tensões verticais totais durante a construção e no final do enchimento

Figura 6.7 - Evolução das tensões horizontais totais durante a construção e no final do enchimento -1,2

-1

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

15 35 55 75 95

Tensão Vertical (MPa)

Distância (m)

Camada 9 Camada 10 Camada 11 Camada 12 Camada 13 Camada 14 Camada 15 Camada 16 Final Enchimento

-0,6

-0,5

-0,4

-0,3

-0,2

-0,1

-1E-15

15 35 55 75 95

Tensão Horizontal (MPa)

Distância (m)

Camada 9 Camada 10 Camada 11 Camada 12 Camada 13 Camada 14 Camada 15 Camada 16 Final Enchimento

Maciço Lateral Núcleo Maciço Lateral

Maciço Lateral Núcleo Maciço Lateral

6.2 Estudo 0 – Sem Clima

53 Conclui-se que, analisando a Figura 6.6, existe uma distribuição das tensões verticais totais concordante com os diferentes valores de rigidez, resultando numa “suspensão” do núcleo nos maciços laterais bastante mais rígidos. Os valores obtidos estão dentro da ordem de grandeza expectável. No caso de o núcleo ter uma rigidez idêntica aos maciços, a tensão vertical seria dada por:

(6.1)

onde:

- peso volúmico seco (17,3 KN/m³);

- altura do terreno acima do perfil escolhido (54 m).

Deste modo, a tensão vertical seria 0,93 MPa, que se encontra na mesma ordem de grandeza que o valor 0,78 MPa calculado no fim do processo construtivo. A diferença de valores é explicada pela distinta rigidez apresentada pelos materiais já mencionada atrás e que conduz a redistribuição de esforços.

As tensões totais no final do enchimento sofrem um ligeiro decréscimo a jusante, situação que pode ser resultante da assimetria de geometria e rigidez que a barragem apresenta. Assim, haverá uma ligeira redistribuição de esforços durante esta etapa.

A análise das tensões horizontais não pode ser dissociada da análise das tensões verticais. Esperava-se portanto que as tensões horizontais acompanhassem o andamento das tensões verticais, o que se verifica pois o andamento dos diagramas são semelhantes (Figura 6.6 e Figura 6.7)

6.2.3. Rede de Escoamento

Devido à construção da ensecadeira e desvio do rio admitiu-se que o nível freático antes do enchimento se localizava-se abaixo dos terrenos de fundação, conforme indicado na Figura 6.8. A simulação do processo de enchimento foi realizado por etapas até o nível da água no reservatório atingir 73 metros de altura. Cada etapa sofre um incremento de 20 metros de altura de água em relação à anterior. O programa de cálculo realiza este aumento de carga hidráulica de uma forma progressiva, reproduzindo de uma forma real o enchimento do reservatório. A Figura 6.8 representa o andamento do nível da água (correspondente à altura piezométrica ) durante as etapas do enchimento. Os valores indicados na legenda da figura indicam a altura da superfície da água no reservatório.

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Figura 6.8 – Variação da linha de saturação durante o enchimento do reservatório

A Figura 6.9 mostra a distribuição das pressões intersticiais em profundidade sob fluxo permanente.

Figura 6.9 – Distribuição das pressões intersticiais sob regime permanente

Pela observação das Figuras 6.8 e 6.9 conclui-se que o modelo reproduz de uma forma satisfatória (Huertas, 2006) a rede de escoamento no interior do corpo da barragem durante o enchimento desta permitindo inferir que tanto o núcleo como os filtros exibem o funcionamento pretendido. A evolução das pressões intersticiais não se mostra relevante nesta fase da análise de resultados e será apresentada apenas para o Estudo 3. Constata-se pela observação da figura anterior que a cortina impermeabilizante apresenta um comportamento eficiente uma vez que existe uma perda eficiente de pressão na zona da sua localização.

Como se pode observar na Figura 6.10, o caminho preferencial de percolação contorna o núcleo, uma vez que este apresenta uma permeabilidade reduzida. Pode também observar-se que a velocidade de percolação na zona da fundação é superior e que os vectores velocidade de percolação estão direccionados para a fronteira que simula o filtro.