Avaliação da estabilidade hidráulica de diques homogêneos de enrocamento galgáveis utilizando modelo físico reduzido

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Livia Jacobini
• Orientador(a): Aloysio Portugal Maia Saliba
• Banca de defesa: Francisco Eustáquio de Oliveira e Silva, Karla Cristina Araújo Pimentel Maia, Carlos Barreira Martinez, Éder Daniel Teixeira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos
• Departamento: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA HIDRÁULICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Barragem de enrocamento; Diques galgáveis; Mineração; Modelagem hidráulica; Modelo físico reduzido
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/58593

Os diques de enrocamento galgáveis são estruturas drenantes, geralmente utilizadas para contenção de sedimentos de mineração, que possuem um rebaixamento na porção central do maciço para passagem das cheias, ou seja, o sistema extravasor é incorporado no próprio dique. Geralmente possuem altura de 3 m a 15 m, e inclinações de talude de jusante mais suaves, da ordem de 3,0 a 6,0 H:1,0 V. No Brasil há poucos estudos relacionados a este tema e os trabalhos internacionais publicados recentemente referentes a barragens de enrocamento são mais direcionados para estudos de estruturas com possibilidade de galgamento, e não para o caso em que ocorra galgamento durante a passagem de qualquer cheia. Neste contexto, nesta dissertação analisou-se o desempenho hidráulico de sistemas extravasores de diques homogêneos de enrocamento galgáveis, quanto à estabilidade dos blocos, por meio de modelo físico reduzido, determinando-se a vazão percolada entre os blocos e o valor máximo de vazão específica (vazão por unidade de largura superficial da calha vertente) em que não ocorra danos à estrutura em blocos, considerando o galgamento contínuo durante toda a vida operacional do dique. Os ensaios foram realizados em dois canais existentes no Centro de Pesquisas Hidráulicas (CPH) da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), um em escala menor, para definir a metodologia de ensaio e diminuir os percalços, e posteriormente, os ensaios foram realizados em um canal com maiores dimensões, permitindo avaliar o efeito de escala entre os modelos. A partir do conceito de equilíbrio entre as forças na partícula proposta por Shields foi realizado o diagrama de forças para a situação do dique e foi proposto um equacionamento e gráficos para avaliação da estabilidade de diques de enrocamento galgáveis. Verificou-se que a estabilidade do dique está relacionada ao peso específico e ângulo de atrito da partícula de enrocamento, da inclinação do talude de jusante e da inclinação da freática no maciço. Os resultados obtidos foram convertidos em protótipos para uso em situações de projeto de diques com geometria típica de estruturas dessa natureza, utilizando-se a semelhança pelo número de Froude.