Os comportamentos das barragens ótima, seca e mista durante o enchimento e o avanço da frente de saturação podem ser comparados por meio dos valores de poropressão, tensão vertical e deformação volumétrica para o tempo final das análises, de 200 dias.
As poropressões obtidas para cada uma das seções ao longo do eixo x, para o tempo de 200 dias, são apresentadas pela Figura 4.65.
Figura 4.65 - Distribuição de poropressão para enchimento na base - Seções ótima, seca e mista - Tempo 200 dias.
Observa-se que as poropressões ao final do avanço da frente de saturação são muito próximas, sendo a seção mista a que apresenta maior discrepância. Os valores distintos de poropressão da seção mista podem ser ocasionados pela adoção de um filtro na interface entre os materiais seco e ótimo a jusante, o que irá provocar um abaixamento mais rápido na linha freática. Desta forma, as diferenças quanto aos valores de fator de segurança não serão ocasionadas pela configuração da linha freática.
As distribuições de tensão vertical de cada seção na fase de enchimento, após 200 dias, são comparadas na Figura 4.66. A distribuição de tensões verticais de cada seção apresenta configuração bastante distinta, condicionada pelas características de cada material. A seção ótima apresenta uma distribuição de tensões suave, enquanto que para a seção seca a configuração de distribuição de tensões é condicionada pelo colapso ocorrido em certos trechos do barramento pela entrada de água. As tensões verticais na seção mista irão variar de acordo com o material constituinte da barragem. Observa-se que nos espaldares, constituídos de material seco, a configuração da distribuição de tensão vertical se aproxima da obtida para a seção seca. Já na região do núcleo, onde foi adotado o material compactado em condições ótimas de energia e umidade, os valores de tensão vertical são maiores, se aproximando dos valores obtidos para a seção ótima. A Figura 4.67 apresenta os valores de deformação volumétrica para cada seção na fase de enchimento, no tempo 200 dias, a uma altura de 6 metros.
Figura 4.66 - Distribuição de tensão vertical para enchimento na cota 3,0 m - Seções ótima, seca e mista - Tempo 200 dias.
Figura 4.67 - Deformação volumétrica para enchimento na cota 6,0 m - Seções ótima, seca e mista - Tempo 200 dias.
Assim como observado para a fase de final de construção, as deformações na seção seca apresentam maior magnitude quando comparadas às deformações obtidas para as demais seções. Este comportamento irá condicionar maiores riscos para a estabilidade e para a segurança do barramento. Na seção ótima, as deformações para a fase de enchimento podem ser consideradas nulas, indicando que o barramento não irá sofrer grande influência durante o enchimento e o avanço da frente de saturação. A seção heterogênea, onde são adotados tanto o material ótimo quanto o seco, apresenta uma configuração de deformações volumétricas intermediária. No talude de montante, constituído por solo compactado no ramo seco da curva
de compactação, os valores de deformação acompanham os valores obtidos para a seção seca. Ao se aproximar da região central da barragem, onde há o material ótimo, as deformações volumétricas diminuem, até se igualarem aos valores de deformação da seção ótima. Com a presença do filtro a jusante, as deformações devido ao avanço da frente de saturação são nulas nessa região, assim como o observado na seção ótima.
Os valores de fator de segurança calculados para as seções ótima, seca e mista, para o tempo de 200 dias após o começo do enchimento do reservatório, são mostrados na Tabela 4.2. Após o enchimento do reservatório e a estabilização da linha freática, considera-se a barragem em fase normal de funcionamento, de forma que o critério de aceitação adotado será para a fase de operação. O critério de aceitação adotado é o proposto por Cruz (1996), que aconselha um fator de segurança mínimo de 1,5 para a fase em questão.
Tabela 4.2 - Fator de segurança para enchimento.
Seção Montante Jusante
Ótima 2,886 1,961
Seca 2,439 1,447
Mista 2,763 1,871
Para o critério de aceitação citado, observa-se que a implementação da seção seca não seria indicada, necessitando de maiores estudos, visto que à jusante apresenta um fator de segurança de 1,4. Já as demais seções apresentam valores de FS maiores do que o mínimo sugerido pelo critério de aceitação. A seção ótima apresenta os maiores valores de FS, tanto para o talude de montante quanto para o de jusante, diferente do observado na fase de final de construção, em que a seção mista se mostrou mais estável. O material seco presente nos espaldares da seção mista é mais suscetível à ação do avanço da frente de saturação, resultando nos menores valores de fator de segurança obtidos para a seção, quando comparados aos valores calculados na seção ótima. Ainda assim, os fatores de segurança para as seções mista e ótima são próximos, indicando que adoção de material seco em partes da seção de um barramento não afetaria de forma significativa a sua estabilidade, quando avaliado o fator de segurança.
CAPÍTULO 5
ANÁLISES PROBABILÍSTICAS
No presente capítulo serão apresentadas as análises probabilísticas realizadas para as seções da barragem. Assim como nas análises determinísticas, as análises probabilísticas foram realizadas para três seções – ótima, seca e mista – tanto para a fase de final de construção, quanto para a fase de enchimento da barragem.
Visando à otimização das análises probabilísticas, primeiramente foram realizadas análises de influência da variabilidade dos parâmetros mecânicos dos materiais para a variabilidade do colapso e da deformação total do solo. Desta forma, os parâmetros cuja variabilidade não possui influência significante para o colapso do solo não foram variados nas análises probabilísticas das seções.