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ITEM B ITEM B Medidas Medidas de de Pressão Pressão D D ’Á ’Á gua gua

ITEM B Medidas de Pressão D’Á gua - cbdb.org.br PowerPoint - Item B.pdf · estruturas de concreto em barragens, radiers , etc. O desenvolvimento cont ínuo das t écnicas de medi

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ITEM BITEM BMedidasMedidas de de PressãoPressão DD’Á’Águagua

ITEM BITEM B

IntroduIntroduççãoão

As medidas de nmedidas de níível dvel d’á’água no lengua no lenççol, pressão neutra interna do ol, pressão neutra interna do solo e pressões em junta são determinados por piezômetros.solo e pressões em junta são determinados por piezômetros.

O termo piezômetro O termo piezômetro éé usado para indicar um dispositivo que usado para indicar um dispositivo que ééselado no interior do subsolo para responder a variaselado no interior do subsolo para responder a variaçção da ão da pressão do subsolo ao redor dele e isolado de outros estratos.pressão do subsolo ao redor dele e isolado de outros estratos.

Medidores de nMedidores de níível dvel d’á’água são utilizados para controle da gua são utilizados para controle da estabilidade dos maciestabilidade dos maciçços tais como aterro, barragens, tos tais como aterro, barragens, túúneis, neis, taludes naturais ou escavataludes naturais ou escavaçções bem como na estabilidade das ões bem como na estabilidade das estruturas de concreto em barragens, estruturas de concreto em barragens, radiersradiers, etc. , etc.

O desenvolvimento contO desenvolvimento contíínuo das tnuo das téécnicas de medicnicas de mediçção têm ão têm ocorrido paralelamente ao progresso da ocorrido paralelamente ao progresso da GeotecniaGeotecnia..

ITEM BITEM B

Existem duas famExistem duas famíílias de piezômetroslias de piezômetros

A) Piezômetros de tubo abertoA) Piezômetros de tubo aberto

B) Piezômetros de resposta rB) Piezômetros de resposta ráápida.pida.

ITEM BITEM B

Croqui de um Piezômetro Croqui de um Piezômetro

CasagrandeCasagrande

ITEM BITEM B

Usina HidrelUsina Hidreléétrica de trica de ItItááRio Uruguai: Rio Uruguai: Piezômetro de Piezômetro de

Casagrande com ManômetroCasagrande com Manômetro

ITEM BITEM B

Vantagens:

Simplicidade para realizar leituras;

Baixo custo;

Montagem facilitada;

Permite verificação do funcionamento;

Permite ensaio de permeabilidade ao longo do tempo.

Desvantagens:

Resposta lenta;

Sujeito a entripamento;

Interferência do tubo vertical com a execução do aterro;

Atrito negativo em aterros de grande altura, requerendo a utilização do tubo de proteção externa com luva telescópica;

Perigo de seccionamento do tubo durante a construção, operação ou quebra do tubo.

Piezômetro CasagrandePiezômetro Casagrande

ITEM BITEM B

Croqui de Medidor de Croqui de Medidor de

NNíível vel dd´́ááguagua

ITEM BITEM B

ITEM BITEM B

Croqui de Piezômetro Croqui de Piezômetro

PneumPneumááticotico

Painel da LeitoraPainel da Leitora

ITEM BITEM B

EquilEquilííbrio de Pressões no brio de Pressões no

DiafragmaDiafragma

ITEM BITEM B

Pressão d'água

P0

Diafragma

ManômetroP1

P > P0

Válvula de injeção

Válvula de descarga

Sensor de saída

1

Esquema do piezômetroPneumático

Pressão d'água

P0

Diafragma

ManômetroP1

P < P0

Válvula de injeção (aberta)

Válvula de descarga (fechada)

Sensor de saída

1

Pressão d'água

P0

Diafragma

ManômetroP1

P = P0

Válvula de injeção (fechada)

Válvula de descarga (aberta)

Sensor de saída

1

a) Pressão atuante no Piezômetro

b) injeção da pressão no equipamento de leitura

c) Leitura da pressão d'água

= Leitura de pressão d'água

CaracterCaracteríísticas do sticas do

Equipamento apresentado Equipamento apresentado

pelo IPT.pelo IPT.

ITEM BITEM B

Bentonita + cimento

argila

areia

Tubo pneumático

Piezômetro

Terminal de leitura

Instalação típica.

ITEM BITEM B

Vantagens:

Resposta rápida;

Permite centralização;

Não requer saturação na tubulação (uso de gás nitrogênio).

Desvantagens:

Impossibilidade de deaeração e de leitura de pressão negativa;

Leituras não instantâneas ;

Perda de carga na tubulação (implicando em operação demorada para longa distância);

Pode entrar contaminantes no circuito.

Piezômetro PneumPiezômetro Pneumááticotico

ITEM BITEM B

ITEM BITEM B

ITEM BITEM B

Vantagens:

Tempo de resposta pequeno;

Alta sensibilidade;

Facilidade de centralização;

Unidade de leitura portátil e com memória;

Permite monitoração contínua.

Desvantagens:

Alto custo;

Exige aterramento (está sujeito a descargas atmosféricas).

Piezômetro ElPiezômetro Eléétricotrico

BUREAU - EMBÚDepósito de Materiais Inerte

PIEZÔMETROS ELÉTRICOS

761,0

761,5

762,0

762,5

763,0

763,5

764,0

764,5

765,0

07/03/06 08/03/06 09/03/06 10/03/06 11/03/06 12/03/06 13/03/06 14/03/06 15/03/06 16/03/06 17/03/06 18/03/06 19/03/06

Data

Cot

as P

iezo

mét

ricas

(m

)

761

762

763

764

765

766

767

768

769

PE01-cota piez. PE05 -cota piez. Aterro

ITEM BITEM B

ConduConduççãoão dos dos caboscabos

ITEM BITEM B

ITEM BITEM B

Piezômetros HidrPiezômetros Hidrááulicosulicos

Piezômetros Fibra Piezômetros Fibra ÓÓticatica

- Utilizado na Barragem Três Marias - CEMIG; Barragem Chavantes - CESP

- Atualmente não está sendo utilizado

- Tendência para futuro

- Brasil: Experimental (COPEL) – PETROBRAS CENPS

- Alto custo

- Sistema de Aquisição

ITEM BITEM B

Sistema de aquisição de

dados.

ITEM BITEM B

V F T10-4 cm5/g (cm) (horas)

Tipo Casagrande

c/ bulbo de I = 60 cm, d = 15 cm, ∅1,5 cm

17650 180 820

c/ 150 m de tubo de ∅3 mme manômetro Hg de 3mmc/ bulbo (idem)c/ transdutor elétrica na célulapiezométricac/ bulbo (idem)c/ transdutor e c/ 100 cm3

de ar na célulac/ bulbo (idem)Hidráulico 10 cm x 4,5 cm c/150 m de tubo de nylon e Hg 3 mm

Idem

c/ transdutor no lugar domanômetro 7 40 1,5

Piezômetro Hidráulico

35 40 7,3

Elétrico400 180 19

1,6

Elétrico0,05 180 0,002

Piezômetro

Casagrande35 180

Tabela I. (Apud Vaughan, 1973). Os valores apresentados foram calculados para C = 0,05 (95% de equalização) e coeficiente de permeabilidade (K = 10-8 cm/s).

TIME LAG – TEMPO DE RESPOSTA

ITEM BITEM B

ITEM BITEM B

Ho (t=0)

DL

N.A. antes do ensaio

PZ

Exemplo de Dimensionamento:

Trecho de medida abaixo do NA

dHi=f(ti)

ITEM BITEM B

Medidas de Vazão Medidas de Vazão

DescriDescriççãoão

As medidas de vazão são realizadas para controle de fluxo. As medidas de vazão são realizadas para controle de fluxo. Em barragens Em barragens éé um instrumento de controle complementarum instrumento de controle complementarao piezômetro, sendo de grande interesse coletar os fluxos ao piezômetro, sendo de grande interesse coletar os fluxos efluente localizado e total.efluente localizado e total.

Em outras estruturas a estabilidade Em outras estruturas a estabilidade éé garantida se a condigarantida se a condiçção ão de fluxo for estde fluxo for estáável, efetuandovel, efetuando--se medise mediçções em drenos, poões em drenos, poçços os ou canais.ou canais.

Em geral, para fluxos normais Em geral, para fluxos normais éé suficiente o uso de suficiente o uso de vertedoresvertedorestriangulares (vazões baixas) e triangulares (vazões baixas) e vertedoresvertedores retangulares ou retangulares ou trapezoidais.trapezoidais.

A vazão A vazão éé determinada com a utilizadeterminada com a utilizaçção da equaão da equaçção de regime ão de regime de escoamento uniforme em condutos livres.de escoamento uniforme em condutos livres.

ITEM BITEM B

Vertedor Triangular

b)b)GouleyGouley e e CrimpCrimp

Q=1,32.h2,48Q=1,32.h2,48

Sujeito a: Sujeito a: 0,05<h<0,38m,P>3h,b>6h0,05<h<0,38m,P>3h,b>6h

a=90a=90ºº

a)a)ThomsonThomson

Q=1,40.h5/2Q=1,40.h5/2

Sujeito a: 0,05<h<0,38m, Sujeito a: 0,05<h<0,38m, P>3h,b>6hP>3h,b>6h

ITEM BITEM B

Vista do medidor de vazão MV-01 (vazão em 10/01/08

Q = 896,5 l/s) – UHE BARRA GRANDE.

ITEM BITEM B

Modelo 4675LV-Geokon com sistema de flutuador conectado a sensor de corda vibrante.