Segurança e comportamento de barragensjornadas2012.lnec.pt/pdfs/Sessao_3_LauraCaldeira.pdf · ANÁLISE DE RISCO DE BARRAGENS BARRAGEM DE ODELOUCA 1.E-09 1.E-08 1.E-07 1.E-06 1.E-05

Segurança e comportamento

de barragens

Jornadas LNEC – Engenharia para a Sociedade, Investigação e Inovação

LNEC, 26 março 2012

de barragens

Moderadores: José Vieira de Lemos (DBB) e Laura Caldeira (DG)

Painel: Manuel Pinho de Miranda (EDP)

Alejandro Román Arroyo (Iberdrola)

José Machado do Vale (Somague)

Departamento de Geotecnia

Laboratório de Geomateriais

Centrifugadora geotécnica

Núcleo de Barragens e Obras

de Aterro

Núcleo de Geologia de Engenharia e de

Geotecnia Ambiental

Laboratório de Geossintéticos

Laboratório de Geotecnia Ambiental

Núcleo de Fundações,

Taludes e Obras de Suporte

Núcleo de Túneis

RECONHECIMENTO GEOTÉCNICO RECONHECIMENTO GEOTÉCNICO RECONHECIMENTO GEOTÉCNICO RECONHECIMENTO GEOTÉCNICO

Revisão da Informação Revisão da Informação Revisão da Informação Revisão da Informação disponíveldisponíveldisponíveldisponívelProcessos geológicos Processos geológicos Processos geológicos Processos geológicos activosactivosactivosactivos

Prospecção GeofísicaProspecção GeofísicaProspecção GeofísicaProspecção Geofísica

CARACTERIZAÇÃO DE CARACTERIZAÇÃO DE CARACTERIZAÇÃO DE CARACTERIZAÇÃO DE TERRENOS TERRENOS TERRENOS TERRENOS DE FUNDAÇÃODE FUNDAÇÃODE FUNDAÇÃODE FUNDAÇÃO

20

40

0

0 40 80 120 160 200

60

80

45

50

55

60

65

Pro

f (m

)

Sismógrafo BISON 9024 (LNEC)

Resistivímetro ABEM Terrameter SAS4000 (LNEC)

Aplicação de métodos eléctricos e sísmicos no estudo de um local de implantação

de barragem

6

CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS DE CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS DE CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS DE CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃOCONSTRUÇÃOCONSTRUÇÃOCONSTRUÇÃO

ÁREAS DE EMPRÉSTIMOÁREAS DE EMPRÉSTIMOÁREAS DE EMPRÉSTIMOÁREAS DE EMPRÉSTIMO

PREPARAÇÃO DAS ÁREAS DE EMPRÉSTIMOPREPARAÇÃO DAS ÁREAS DE EMPRÉSTIMOPREPARAÇÃO DAS ÁREAS DE EMPRÉSTIMOPREPARAÇÃO DAS ÁREAS DE EMPRÉSTIMO

Vista geral de uma das áreas deempréstimo de materiais de construçãoda barragem de Odelouca (Outubro de2002)

Área de empréstimo de materiais para onúcleo (Outubro de 2002)


ÁREAS DE EMPRÉSTIMOÁREAS DE EMPRÉSTIMOÁREAS DE EMPRÉSTIMOÁREAS DE EMPRÉSTIMO

PROCESSAMENTO DE MATERIAIS DE FILTROPROCESSAMENTO DE MATERIAIS DE FILTROPROCESSAMENTO DE MATERIAIS DE FILTROPROCESSAMENTO DE MATERIAIS DE FILTRO

Área de processamento demateriais filtrantes e drenantes(Abril de 2003)


ENROCAMENTOENROCAMENTOENROCAMENTOENROCAMENTO

ENSAIOS DE IDENTIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃOENSAIOS DE IDENTIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃOENSAIOS DE IDENTIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃOENSAIOS DE IDENTIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO

1BG

2BG

3BG

Bg

FOA

A C E

SpMi

Bi

CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS DE CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS DE CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS DE CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CONSTRUÇÃO CONSTRUÇÃO CONSTRUÇÃO ---- AGREGADOSAGREGADOSAGREGADOSAGREGADOS

10

FOA

B D F

Se

Relação entre o coeficiente do equivalente de

areia e o de azul de metileno

39

5964

1,6 1,2 0,7

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

Calcário Gnaisse 2 Granito 2

SE MB

Relação entre o coeficiente de Los Angeles e

o coeficiente de micro-Deval

3432

20

12

7

33

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Calcário Granito 2 Gnaisse 2

LA MDE

MODELAÇÃO NUMÉRICAMODELAÇÃO NUMÉRICAMODELAÇÃO NUMÉRICAMODELAÇÃO NUMÉRICA

ANÁLISE TENSÃOANÁLISE TENSÃOANÁLISE TENSÃOANÁLISE TENSÃO----DEFORMAÇÃODEFORMAÇÃODEFORMAÇÃODEFORMAÇÃO

BARRAGEM DE BELICHEBARRAGEM DE BELICHEBARRAGEM DE BELICHEBARRAGEM DE BELICHE

q

p'

v

Saturated material

Dry material

figs0044

.011

-.064-.139-.214-.288

-.363-.438

.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

-.039.025.088.152.216.280

.344

.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

Vertical displacements

Horizontal displacements

Figs0144(m)

(m)

CONTROLO DA CONSTRUÇÃOCONTROLO DA CONSTRUÇÃOCONTROLO DA CONSTRUÇÃOCONTROLO DA CONSTRUÇÃO

ATERROS EXPERIMENTAISATERROS EXPERIMENTAISATERROS EXPERIMENTAISATERROS EXPERIMENTAIS

BARRAGEM DE ODELOUCABARRAGEM DE ODELOUCABARRAGEM DE ODELOUCABARRAGEM DE ODELOUCA

OBSERVAÇÃO E DIAGNÓSTICOOBSERVAÇÃO E DIAGNÓSTICOOBSERVAÇÃO E DIAGNÓSTICOOBSERVAÇÃO E DIAGNÓSTICO

BARRAGEM DO LAPÃOBARRAGEM DO LAPÃOBARRAGEM DO LAPÃOBARRAGEM DO LAPÃO

Deformações, tensões e pressões intersticiais

Inspecção visual

REABILITAÇÃO DE BARRAGENSREABILITAÇÃO DE BARRAGENSREABILITAÇÃO DE BARRAGENSREABILITAÇÃO DE BARRAGENSBARRAGEM DO PISCOBARRAGEM DO PISCOBARRAGEM DO PISCOBARRAGEM DO PISCO

ANÁLISE DE RISCO DE BARRAGENSANÁLISE DE RISCO DE BARRAGENSANÁLISE DE RISCO DE BARRAGENSANÁLISE DE RISCO DE BARRAGENS

BARRAGEM DE ODELOUCABARRAGEM DE ODELOUCABARRAGEM DE ODELOUCABARRAGEM DE ODELOUCA

1.E-09

1.E-08

1.E-07

1.E-06

1.E-05

1.E-04

1.E-03

1.E-02

1.E-01

1.E+00

1 10 100 1000 10000

N

F

Limite de aceitabilidade

Limite de to lerabilidade

Todos os modos

Erosão externa

(galgamento)

Erosão interna

Erosão interna e erosão

externa

Co lapso e erosão externa

Perda de estab. global e

erosão externa

Risco intolerável

Risco aceitávelRegião ALARP

Projetos de Investigação

� Caracterização laboratorial e modelação constitutiva

� Misturas solo enrocamento

� Solos rijos e rochas brandas

� Solos não saturados

� Previsão do comportamento a longo prazo de aterros sob � Previsão do comportamento a longo prazo de aterros sob

ações climáticas

� Estudo do comportamento de paredes moldadas auto-

endurecedoras

� Contribuição do maciço de montante para a limitação da

progressão da erosão interna em barragens de aterro

� Gestão do risco em barragens

CARACTERIZAÇÃO CARACTERIZAÇÃO CARACTERIZAÇÃO CARACTERIZAÇÃO LABORATORIAL E LABORATORIAL E LABORATORIAL E LABORATORIAL E MODELAÇÃO CONSTITUTIVA MODELAÇÃO CONSTITUTIVA MODELAÇÃO CONSTITUTIVA MODELAÇÃO CONSTITUTIVA

MISTURAS SOLO ENROCAMENTOMISTURAS SOLO ENROCAMENTOMISTURAS SOLO ENROCAMENTOMISTURAS SOLO ENROCAMENTO


SOLOS RIJOS E ROCHAS BRANDASSOLOS RIJOS E ROCHAS BRANDASSOLOS RIJOS E ROCHAS BRANDASSOLOS RIJOS E ROCHAS BRANDAS

Coordenadas no cilindro ôco

Componentes de tensão no elemento

Tensões Principais no elemento

Componentes de deformação no elemento

T

σz

τz

σr

σθ

θ

ip

ep

r

zF

θ

zε

rε zγ θ

θε

τzθ

σ1

σ2

σ3

α

α

θenvolventeSuperfícieN ( )

Linha de estados críticos

Núcleo viscoso

Núcleo elástico

1J

J

0

I = I / R r

~F

F

o1

oocII = C I

( I , J )

( I , J )

r / sv

δ

~

( I , J )

pr / s

δ

I

secoLadohúmidoLado

Superfícieenvolvente

I0

( I , J )

Jc

J

( I , J ) = (I , J )

LEC

1 1

secoLadohúmidoLado


SOLOS RIJOS E ROCHAS BRANDASSOLOS RIJOS E ROCHAS BRANDASSOLOS RIJOS E ROCHAS BRANDASSOLOS RIJOS E ROCHAS BRANDAS

C Io

II0

o

0

200

400

600

800

0 200 400 600 800

p ' (kPa)

q (

kP

a)

3859tla3623tb

3623tc

3623ta

h=700; s_p=1,2

R=7; C=-0,05

h=700; s_p=1,2

R=7; C=-0,03

h=700; s_p=1,3

R=5; C=-0,03

h=700; s_p=1,2

R=5; C=-0,03

h=3000; s_p=1,3

R=3,7; C=-0,3h=2000; s_p=1,3

R=3,5; C=-0,3

h=1000; s_p=2

R=3,2; C=-0,3

h=2000; s_p=2

R=3,2; C=-0,3

10.00

100.00

1000.00

To

tal su

ctio

n (

MP

a)

Rock - drying

Rock - wetting

Rock after 3 cycles - drying

Rock after 3 cycles - wetting

Remoulded - drying

Remoulded - wetting


DEGRADAÇÃO SOB AÇÕES CLIMÁTICASDEGRADAÇÃO SOB AÇÕES CLIMÁTICASDEGRADAÇÃO SOB AÇÕES CLIMÁTICASDEGRADAÇÃO SOB AÇÕES CLIMÁTICAS

0.00

0.01

0.10

1.00

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56

water content (%)

To

tal su

ctio

n (

MP

a)

Remoulded - wetting

Rock (3 cycles)

?

Rock

remoulded

?

ESTUDO DO COMPORTAMENTO DEESTUDO DO COMPORTAMENTO DEESTUDO DO COMPORTAMENTO DEESTUDO DO COMPORTAMENTO DEPAREDES MOLDADAS AUTOPAREDES MOLDADAS AUTOPAREDES MOLDADAS AUTOPAREDES MOLDADAS AUTO----ENDURECEDORASENDURECEDORASENDURECEDORASENDURECEDORAS

0.7

0.8

0.9

1.0

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

1 10 100 1000 10000

TENSÃO VERTICAL (kPa)

e/e 0

Cota: 13,5 m

Cota: 10,8 m

Cota: 7 m

Cota: 2,5 m

CONTRIBUIÇÃO DO MACIÇO DE MONTANTE PARA CONTRIBUIÇÃO DO MACIÇO DE MONTANTE PARA CONTRIBUIÇÃO DO MACIÇO DE MONTANTE PARA CONTRIBUIÇÃO DO MACIÇO DE MONTANTE PARA A LIMITAÇÃO DA A LIMITAÇÃO DA A LIMITAÇÃO DA A LIMITAÇÃO DA

PROGRESSÃO DE EROSÃO INTERNAPROGRESSÃO DE EROSÃO INTERNAPROGRESSÃO DE EROSÃO INTERNAPROGRESSÃO DE EROSÃO INTERNAErosão tubularPreenchhimento com material de montante

Filtro inexistente ou sem capacidade

de reter as partículas do núcleo

Assentamento sucessivo domaterial com o arrastamento das

partículas para o interior do tubo

Partículas do material de

montante são retidas pelo filtro

Poço

EnrocamentoEnrocamento

Solo compactadoCâmara de

Câmara dePerspex deMontante

Fu

ro p

ré-f

orm

ad

oco

m Ø

6 m

m

x.x l/h

Medidor de caudalelectromagnético

Válvula decontrolo

Tanque de montanteabastecido porreservatório elevadode grande capacidade

Tanque dejusante

Purga Purga

Cascalho uniforme limpo com

Régua

Piezómetro demontante

Piezómetrode jusante

Cota variávelentre 300 mme 1100 mm

˜ 200 mm

Dreno

Dreno

Pes

o v

olú

mic

o s

eco

, γγ γγ d

[kN

/m3]

16.5

17

17.5

18

18.5

19

19.5

20

20.5

21

Sr=100%

Sr=90%

Sr=80%Sr=70%

4.24

4.49

4.39

4.70

4.34

4.11

4.60

3.76

Linha de Saturação (Gs=2.8)

6

4.48

4.61

6 6

IHET= 6 → Furo sem erosão relevante

Energia de compactaçãoLevePesadaReduzida

Material de

montante

Núcleo

EnrocamentoEnrocamento

Documents

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