Experimentos físicos de barragens de terra homogênea sujeitas ao galgamento

• Autor(a) principal: Ahn, Bianca dos Santos von
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/264949
• topic: Barragens de terra; Ruptura de barragens; Modelagem física; Galgamento; Dam; Dam failure; Failure breach; Physical modeling; Similarity analysis

Barragens são estruturas na qual sua construção sempre esteve associada ao benefício que trazem para a sociedade, permitindo o desenvolvimento de atividades essenciais em decorrência de seus múltiplos. Entretanto, essas estruturas estão sujeitas a falhas que podem levar ao seu rompimento. Excepcionalmente, no ano de 2020 foram reportadas 44 rupturas de barragens pela ANA que tiveram, em grande parte, como causa o galgamento, associado a eventos de intensa precipitação. Em sua maioria, esses acidentes ocorreram em barragens de terra. Assim, este trabalho possui como objetivo analisar o efeito de diferentes vazões e tempos de enchimento do reservatório no rompimento por galgamento em barragens de terra homogêneas, utilizando modelagem física. Neste viés, foi construído um modelo reduzido de uma barragem de terra hipotética em que foram realizadas três simulações físicas no qual foi simulado o enchimento rápido e lento do reservatório. O enchimento do reservatório ocorreu em duas etapas (que consistiu em divisões de alturas de níveis da barragem). Está divisão foi realizada com o objetivo de simular um reservatório que já estava operando com nível d’água máximo na borda livre e depois recebeu um incremento de vazão até a sua ruptura. Os resultados foram coletados através de iPad, cronômetro, medidor de vazão eletromagnético e um medidor de nível instalado no final do canal que registraram, respectivamente, fotos e vídeos, tempo dos processos, vazão e volume injetados e o nível de água correspondente a onda de ruptura ao longo do tempo. Os principais resultados foram em relação a percolação no maciço e as suas deformações, a mensuração da vazão na qual a estrutura rompeu, o tempo que a barragem levou para romper, a origem e evolução da brecha de ruptura, o hidrograma de ruptura e o balanço de massa do material que ficou retido no barramento e o material que foi carregado pela onda de ruptura. Conclui-se que as diferentes distribuições temporais do enchimento do reservatório afetam o rompimento de barragens de terra, principalmente em relação a saturação do maciço. Não é apenas um parâmetro de forma isolada o único responsável pela ruptura e sim um conjunto de parâmetros como grau de compactação, percolação do maciço e origem da brecha. A forma como é realizado o enchimento do reservatório impacta na forma como o maciço vai se comportar e isso contribui diretamente para a formação da brecha. A evolução da brecha de ruptura sofreu significativas deformações nos segundos iniciais após a ruptura.