Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-10-18T03:09:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342131.pdf: 18689517 bytes, checksum: e4b3080d62fe173793b52395301f6f32 (MD5) Previous issue date: 2016 / Materiais arenosos possuem tendências drenantes e atrito predominante entre partículas, e os argilosos pouco drenantes e ligações verdadeiras entre grãos. Estes são os conceitos básicos desenvolvidos na mecânica dos solos, cujas principais considerações acerca da quebra de grãos se deu na evolução de seus conceitos na mecânica dos enrocamentos. Tem sido introduzido no corpo do aterro de barragens de enrocamentos teores de finos cada vez mais elevados, com rochas de qualidades inferiores. Entender o comportamento mecânico de enrocamentos é, antes de tudo, garantir a segurança dos seres que residem a jusante de barragens. O objetivo geral desta pesquisa consistiu em avaliar o comportamento mecânico dos enrocamentos da Usina Hidrelétrica Machadinho, frente a adição de finos e água na densificação, a condutividade hidráulica e a resistência ao cisalhamento, por meio de ensaios de grande escala. Foram executados testes de caracterização, compactação e resistência à compressão triaxial, em equipamento com amostragem de 660 mm de diâmetro e 1650 mm de altura. Os diâmetros máximos de partículas introduzidas nos protótipos granulométricos de laboratório foram de 130 mm. Executaram-se ensaios triaxiais com aplicação de técnicas de múltiplos estágios, com o intuito de se reduzir o número final de corpos de prova a um quarto do convencional. Verificou-se que a adição de água durante o procedimento de densificação de enrocamentos com teores elevados de finos é dificultada por tensões capilares. A adição de finos no protótipo granulométrico de laboratório demonstrou ganho de resistência até teores de 10% de material passante na peneira 0.075 mm, posterioremente tendendo a reduzir de forma sensível. Verificou-se ainda que a forma das partículas foi um dos principais fatores intervenientes, infuenciando não somente no volume de vazios inicial dos corpos de prova, como também na resistência ao cisalhamento. Deste modo, conclui-se que adicionar finos nas composições granulométricas de enrocamentos de barragens pode implicar em ganhos de resistência, desde que sejam estudadas as frações ideais. Foi identificado ainda que a introdução de litologias menos nobres no corpo de aterros de barragens pode não ser um fator que venha a reduzir a resistência ao cisalhamento em curto prazo, tendo em vista que variáveis como forma das partículas e distribuição granulométrica podem resultar em uma melhor densificação estrututural.<br> / Abstract : Granular materials have draining properties and high friction coefficients, while clay materials have low permeability and strong grains cohesion. These are basic concepts developed in soil mechanics, and the study of grain breaks was carried out in a specific science, the rockfill mechanics. Over the years, larger amounts of fine grains from rocks of lower qualities have been introduced on landfill of the rockfill dams. It?s crucial to understand the mechanical behavior of rockfills, as the safety of people living downstream depends on it. The objective of this research was to evaluate the mechanical behavior of the rockfills in Machadinho Hydroelectric Power Station, under the addition of fine grains and water on the rockfills densification, hydraulic conductivity and shear strength. Characterization, compaction and triaxial compressive strength tests were carried out in a large-scale equipment with 660 mm diameter and 1650 mm height samples. The maximum diameter of the particles used in the granulometric prototypes was 130 mm. Triaxial tests were performed using a multi-stages technique, in order to reduce the number of test specimens to 25% of the conventionals tests. It was found that the addition of water during the densification process of rockfills with large amounts of fines is hampered by capillary forces. The addition of fine grains up to 10% in concentration in the granulometric prototype showed a gain of strength in the 0.075 mm sifter, and at higher concentrations a gradual reduction was observed. It was also found that the shape of the particles was one of the main factors, with strong influence in the initial void ratio and shear strength. Therefore, the addition of fines in the rockfills can result in a higher shear strength, as long as the ideal concentrations are determined. It was also noticed that the addition of particles from lower quality rocks may not reduce the shear strength, as the particle shape and the particle size distribution can result in a higher structural densification.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Civil, 2011. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-05-07T14:49:39Z No. of bitstreams: 1 2011_EricaDaufenbachAmaral.pdf: 2715437 bytes, checksum: 35478335fc2e014a27d0dfa209491305 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2012-05-11T14:46:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_EricaDaufenbachAmaral.pdf: 2715437 bytes, checksum: 35478335fc2e014a27d0dfa209491305 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-11T14:46:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_EricaDaufenbachAmaral.pdf: 2715437 bytes, checksum: 35478335fc2e014a27d0dfa209491305 (MD5) / número de barragens destinadas à geração de energia elétrica, sendo cada vez mais necessário o estudo de materiais não convencionais que possibilitem barragens mais econômicas e processos construtivos otimizados. Esta dissertação estuda a adoção de materiais de baixa qualidade, resultantes de baixo controle de compactação, em maciços de terra. Para tanto, foi analisada uma seção de barragem, em que se adotam tanto o material compactado no ramo seco da curva de compactação – denominado material seco – quanto o material compactado em condições ótimas de energia e umidade – chamado material ótimo. Outras duas seções foram analisadas para fins comparativos, sendo uma seção constituída apenas de material seco e outra seção em que foi adotado somente o material ótimo. Foram realizadas análises determinísticas, que fornecem valores de fator de segurança dos taludes, bem como análises probabilísticas, que permitem a avaliação da probabilidade de ruptura das seções. As análises foram desempenhadas com auxílio da ferramenta numérica ALLFINE, que possibilita a modelagem acoplada de fenômenos mecânicos e hidráulicos, permitindo o estudo do fenômeno de colapso observado no material seco. O modelo constitutivo adotado para o comportamento mecânico dos materiais foi o Modelo Básico de Barcelona. As análises probabilísticas do fator de segurança das seções foram realizadas através do Método dos Pontos de Estimativas, variando-se os parâmetros mecânicos do solo que carregam incertezas quanto aos seus valores. Os parâmetros mecânicos dos materiais a serem considerados foram selecionados através de análise pelo método de FOSM, que possibilitou avaliar a influência da variabilidade de cada parâmetro na variabilidade do fator de segurança, permitindo a otimização das análises. As respostas obtidas nas análises permitem o entendimento do comportamento de seções construídas com material colapsível, nas fases de final de construção e enchimento do reservatório. Além disso, verificou-se a importância da realização de análises probabilísticas para seções de barragem, uma vez que os resultados de análises determinísticas não são suficientes para prever o comportamento de barramentos, sobretudo quando são adotados materiais não convencionais. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The hydroelectric potential of Brazil’s rivers enables the construction of a large number of dams for generating electricity, making it increasingly necessary the study of unconventional materials that allow economy and optimization of construction methods. This dissertation studies the use of bad quality materials, resulting from poor compaction control, in earth dams. To this end, a dam section composed by one soil compacted dry of optimum and the same material compacted at optimum conditions was analyzed. Two other dam sections were studied, for comparative propose, being one section composed only by the material compacted dry of optimum and the other composed only by the material compacted at optimum conditions. Deterministic analysis were performed, which provide values of factor of safety of the slopes, as well as probabilistic analysis, which enables the assessment of probability of rupture of the sections. The study was carried out with the aid of program ALLFINE, which allows the realization of coupled analysis of mechanical and hydraulic phenomena, making it possible to exam the collapsible behavior of the soil. The constitutive model adopted to mechanical behavior of materials was the Barcelona Basic Model. The probabilistic analysis of factor of safety of the dam sections were performed using Point Estimate Method, which was conducted by varying mechanical soil parameters for which the values carry uncertainty. The mechanical parameters to be considered were selected through analysis by probabilistic FOSM method, which evaluates the influence of variability of each parameter in the variability of the factor of safety. Results obtained by the analysis allow the understanding of behavior of collapsible soils used in dam sections, during stages of construction and first reservoir filling. They also highlight the importance of performing probabilistic analysis to dam sections, since deterministic analysis are not sufficient to predict the behavior of dams, especially when adopted unconventional materials.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-05-12T18:04:21Z No. of bitstreams: 1 2014_CarolinaRuizGomez.pdf: 8765421 bytes, checksum: 503cd53268663fbd43f4db954573ed69 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-05-25T20:39:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_CarolinaRuizGomez.pdf: 8765421 bytes, checksum: 503cd53268663fbd43f4db954573ed69 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-25T20:39:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_CarolinaRuizGomez.pdf: 8765421 bytes, checksum: 503cd53268663fbd43f4db954573ed69 (MD5) / Considerando o aumento da demanda por minérios devido ao crescimento econômico de alguns países nos últimos anos, houve também a necessidade de maiores áreas para a disposição dos resíduos advindos de sua extração. Nesse contexto, as barragens de contenção de rejeitos vêm se tornando uma obra de engenharia geotécnica cada vez mais empregada como sistema de disposição destes resíduos. Devido às características dessas barragens, é necessária a construção de camadas de drenagem e/ou impermeabilizantes, visando trabalhar como barreiras contra o fluxo de gases e líquidos. A grande altura atingida muitas vezes por essas obras gera elevados valores de pressão em sua base podendo vir a danificar a geomembrana, afetando sua função impermeabilizante. O presente trabalho tem por objetivo estudar o dano mecânico devido à aplicação de pressão em um sistema constituído de material granular/geomembrana, por meio de ensaios de laboratório de compressão. Para tanto, foram empregados dois equipamentos (de pequena e média escala) que permitiram a realização de ensaios em geomembranas de PVC e PEAD de 1,0 mm e 2,0 mm de espessura. As pressões aplicadas foram 100 kPa, 200 kPa, 300 kPa, 500 kPa e 1000 kPa. Nos ensaios, foram utilizados diferentes tipos de materiais granulares sobrejacentes ou subjacentes, como rejeito de ouro e rejeito de ferro, areia média ou brita três. Um filme ou papel alumínio foi colocado entre a geomembrana e a camada superior ou inferior, com o fim de avaliar os pontos de contato do material granular na geomembrana e, de estabelecer uma relação com o dano mecânico causado nela. Ao final foram realizados ensaios de resistência à tração após os ensaios de dano, visando obter a variação na resistência das geomembranas danificadas. Os resultados mostraram que os principais danos presenciados na geomembrana de PEAD foram arranhões, entalhes e identações, enquanto que as geomembranas de PVC apresentaram principalmente deformações. Na distribuição de frequências das áreas de contato, as maiores frequências de áreas foram para os intervalos menores. Além disso, foi observado que o comportamento das distribuições segue uma curva exponencial para quase todas as configurações de ensaios. Os resultados demonstraram que estes ensaios de dano mecânico têm a contribuir na investigação dos mecanismos de deterioração de geossintéticos em obras de disposição de resíduos. Observou-se que os tamanhos e arranjos dos grãos, a pressão vertical aplicada, o tipo e espessura das geomembranas afetam de forma significativa os pontos de contato que atuam sobre a geomembrana. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Considering the increasing demand for minerals due to the economic growth in some countries in recent years, larger areas for the waste tailings disposal are needed. In this context, tailing dams has become increasingly used of geotechnical engineering as disposal of this waste system. Due to the nature of the materials of this kind of construction, the construction of the drainage layers and/or waterproofing are required on the base, aiming to avoid the flow of gases and liquids. Tailings dams can reach high values of height and this can produce high values of pressure on the base, causing some damage on the geomembrane and affecting its sealing function. This research aims to study the occurrence of mechanical damage due to the application of values of pressure in a system consisting of material granular/geomembrane, through laboratory testing of mechanical compression damage. For this purpose, two equipment (small scale and medium scale), were used in order to study the mechanical damage of a set of tests using PVC and HDPE geomembranes with 1.0 mm and 2.0 mm thickness. Applied pressures were 100 kPa, 200 kPa, 300 kPa, 500 kPa and 1000 kPa. In test were used different types of overlying or underlying granular materials, such as gold tailings or iron tailings, medium sand or gravel. A film or aluminum foil was placed between the geomembrane and the top or bottom layer, in order to evaluate the contact points of the tailings, gravel or sand in the geomembrane and to establish a relationship with the mechanical damage. Some tensile strength tests were also performed on the samples after the compression tests, in order to obtain the variation in resistance of the damaged geomembranes. The results showed that the main damage witnessed HDPE geomembrane were scratches, notches and indentations, while PVC geomembranes mainly deformations. In the frequency distribution of the contact areas, the largest areas of frequencies were for shorter intervals. Furthermore, it was observed that the behavior of the distributions follow an exponential decay to nearly all testing settings. The results showed that these mechanical damage tests contributed to the research of mechanisms of deterioration of geosynthetics in construction waste disposal. It was observed that the sizes and arrangements of the grains, the vertical pressure applied, the type and thickness of the geomembranes, significantly affect the contact points acting on the geomembrane.

Este trabalho apresenta um estudo de fluxo de água em barragens de terra, em regimes permanente e transiente, com a utilização do Método de Elementos Finitos. No estudo de fluxo em regime permanente duas formas de abordar o problema são apresentadas e comparadas. A primeira considera, para a discretização da malha de elementos finitos, somente a região saturada, de maneira que a linha freática é obtida através de ajustes desta malha de elementos finitos. A segunda considera toda a região saturada-insaturada, sendo discretizado todo o domínio físico da barragem. A malha de elementos finitos não é modificada ao longo das iterações e a linha freática é obtida por interpolação dentro dos elementos, em função dos valores nodais do potencial de pressões. O desenvolvimento teórico das equações utilizadas para as duas formas de abardagem é apresentado, mostrando onde elas diferem entre si. No estudo de fluxo em regime transiente é utilizado apenas o esquema de malha fixa de elementos finitos. / This work presents a steady-state and transient fluid flow study in earth dams using the Finite Element Method. In the steady-state fluid flow study, two approaches are presented and compared. Ths first one considers a finite element mesh discratization of only the saturated zone, so that the free surface is obtained by means of adjusting the finite element mesh. The second one considers all the saturated-unsaturated zone, where all the earth dam phisical domain is discretized. The finite element mesh is not modified throughout the iterations and the free surface is obtained by interpolation inside the finite element mesh, based on the pressure head nodal values. The development of the equations used in the two approaches is presented, showing where they differ. In the transient fluid flow study, only the fixed mesh finite element scheme is used.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, 2017. / Texto parcialmente liberado pelo autor. Conteúdo liberado: Resumo e Abstract. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-09T19:39:30Z No. of bitstreams: 1 2017_NatáliaCarvalhoGuimarães_PARCIAL.pdf: 395856 bytes, checksum: b7ab46c9f8bb8a3279fcaf210d0ad347 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva (patricia@bce.unb.br) on 2018-06-04T13:35:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_NatáliaCarvalhoGuimarães_PARCIAL.pdf: 395856 bytes, checksum: b7ab46c9f8bb8a3279fcaf210d0ad347 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-04T13:35:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_NatáliaCarvalhoGuimarães_PARCIAL.pdf: 395856 bytes, checksum: b7ab46c9f8bb8a3279fcaf210d0ad347 (MD5) Previous issue date: 2018-06-04 / Em 5 de novembro de 2015, ocorreu o rompimento da barragem de rejeitos de mineração Fundão, localizada em Mariana-MG. Dentre as diversas consequências do desastre, têm-se os impactos na qualidade da água do rio Doce e, consequentemente, no abastecimento público de água das cidades que captam água diretamente deste manancial. Diante disso, ratos foram cronicamente expostos, via oral, à água de dois pontos do rio (estudo I) e de duas cidades abastecidas com a água captada e tratada do rio (estudo II). A divisão dos grupos de tratamento foi feita através da água administrada aos animais, sendo o estudo I composto por: Grupo C: controle, que recebeu água de abastecimento do biotério; Grupo NI: recebeu água coletada do rio Doce próximo às cidades de Naque e Ipatinga-MG; e Grupo RE: água coletada do rio próximo à foz, em Regência-ES. O estudo II, além do Grupo C, tinha o Grupo GV: que recebeu água de abastecimento de Governador Valadares-MG e Grupo CA: tratado com água de abastecimento de Colatina-ES. Avaliou-se o bioacúmulo de metais no córtex, fígado e rim, biomarcadores de estresse oxidativo nestes tecidos e no sangue, e provas de função renal e hepática. Em relação ao estudo I, encontrou-se que, nas amostras de sangue houve diminuição significativa da atividade da GPx do grupo NI em relação ao controle e aumento da CAT do grupo RE em relação ao grupo NI. Quanto ao córtex, observou-se uma diminuição significativa na atividade da GPx no grupo NI e RE em relação ao controle. Apesar do fígado do grupo RE ter concentrações significativamente menores de Al e Mn, houve aumento significativo da CAT em relação ao grupo controle. No rim, houve maior bioacúmulo de Pb e nenhuma alteração no sistema antioxidante, ambos em relação ao grupo controle. No estudo II, encontrou-se aumento significativo de GSH no sangue do grupo CA em relação ao controle. Houve menor bioacúmulo de Fe no córtex no grupo CA em relação ao controle. Observou-se também neste tecido, diminuição significativa na atividade da GPx no grupo CA e forte tendência do grupo GV, ambos em relação ao controle. No fígado, o grupo CA teve concentrações significativamente menores de Fe e Mn em relação ao controle. Porém, houve aumento significativo na atividade da CAT no grupo CA em relação ao controle. No rim, encontrou-se uma forte tendência de menor concentração de EROs radicalares quando comparado ao controle (p=0,055). Alguns metais diminuem a atividade da GPx, justificando a diminuição da mesma no córtex dos grupos tratados comparados ao controle e, também, no sangue do grupo NI em relação ao controle. Em ambos os estudos, não se observou comprometimento hepático e renal dos diferentes tratamentos quando comparados ao grupo controle. Diante dos resultados apresentados, mesmo em concentrações baixas, os metais foram capazes de provocar alterações no organismo através do bioacúmulo e perturbação na homeostase do sistema antioxidante. / On November 5th, 2015 the Fundão iron mining dam, located in Mariana, Minas Gerais State, collapsed. Among the several consequences of the disaster, the main concerns are related to the impact in the water quality of Doce river and consequently in the water supply to many cities. Rats were chronically exposed to the water collected from two points of the river (study I) and from two cities supplied with water from the Doce river and with public treatment (study II). The studies I and II were divided according to the water supplied to the animals. The study I consisted: Group C: received water from the animal facility (control); Group NI: received water collected from the river near the cities Naque and Ipatinga, Minas Gerais State; and Group RE: received water collected from the river near the river mouth, in Regência, Espírito Santo State. The study II included the Group C; the Group GV: animals receiving water from Governador Valadares (Minas Gerais State); and Group CA: receiving water from Colatina (Espírito Santo State). Bioaccumulation of metals in the cortex, liver and kidney, biomarkers of oxidative stress in these tissues and blood, and evidence of renal and hepatic function were evaluated. In the study I, the blood samples of the NI group showed significant decrease of the GPx activity in relation to the Group C. There was an increase of the CAT of the RE group in relation to the NI group. The cortex exhibited significant decrease in GPx activity in the NI group and RE in relation to the control. Although the liver of the RE group had significantly lower concentrations of Al and Mn, there was a significant increase of the CAT in relation to the control group. There was greater bioaccumulation of Pb and no alteration in the antioxidant system, both in relation to the control group in the kidney. In study II, there was a significant increase of GSH in the blood of the CA group in relation to the control. The bioaccumulation of Fe in the cortex the CA group was lower than the Group C. In this tissue, a significant decrease in GPx activity in the CA group and a strong tendency of the GV group were observed, both in relation to the control. In the liver, the CA group had lower concentrations of Fe and Mn in relation to the control. However, there was a significant increase in the CAT activity in the CA group in relation to the control. In the kidney, there was a strong trend towards a lower concentration of ROS than in the control. The decrease in the GPx activity in the cortex of most of the groups is due to the presence of some metals. It also occurred in the blood samples of the NI group in relation to the control. In both studies, there was not hepatic and renal impairment in relation to the control group. Given the results presented, even in low concentrations, the metals could cause changes in the organism through the bioaccumulation and disturbance in the homeostasis of the antioxidant system.

O presente trabalho propõe-se a tratar da adequação de conceitos ecológicos sobre o funcionamento de sistemas fluviais como uma forma de compor critérios de análise de impactos aos quais esses sistemas estão sujeitos a partir da instalação de barramentos. As análises foram baseadas em estudos de caso associados aos rios do Estado do Rio Grande do Sul, na bacia do rio Uruguai. A adaptação de alguns conceitos em um sistema de informações geográficas mostrou-se possível, a produção de mapas com os conceitos fragmentação e vulnerabilidade do rio indicada pelas espécies de peixes é viável e apesar de não eliminar o componente subjetivo da tomada de decisão, traz como vantagens a transparência na construção dos índices de avaliação de fragmentação do rio e a replicabilidade do modelo em diferentes configurações de fragmentação ou cenários. Os estudos de caso evidenciaram que para a aplicação da estrutura de análise alguns pontos tornam-se limitadores da qualidade da análise, especialmente em decorrência da carência de dados confiáveis, da pouca informação disponível sobre a riqueza de espécies de peixes e sua biologia, ou pela baixa confiabilidade dos dados existentes nos documentos técnicos que integram processos de licenciamento ambiental. / This paper proposes to address the adequacy of ecological concepts on the functioning of river systems as a way to make the criteria for analysis of impacts to which these systems are subject through the installation of buses. Analyses were based on case studies related to the rivers of the State of Rio Grande do Sul, in the Uruguay river basin. The adaptation of some concepts in a geographic information system has proved possible to produce maps with the terms fragmentation and vulnerability of the river indicated by fish species is feasible and although not eliminate the subjective component of decision making, brings the advantages in building transparency of the assessment rates of fragmentation of the river and replicability of the model in different configurations or scenarios of fragmentation. The case studies showed that for the application of structure analysis, a few paragraphs become limiting the quality of analysis, especially due to the lack of reliable data, the little information available about the richness of fish species and their biology, or the unreliability of existing data in the technical documents that integrate environmental licensing processes.

Orientador: César Augusto Moreira / Banca: José Ricardo Melges Bortolin / Banca: João Carlos Dourado / Resumo: Barragens são estruturas que represam rios e córregos para diversas finalidades. Essas estruturas, geralmente precisam ser robustas para suportar a força do represamento e os altos valores de carga de água acumulados. A constante manutenção dessas estruturas é imprescindível, uma vez que um acidente eventual pode gerar danos de proporções catastróficas. Esse estudo apresenta uma alternativa barata, de simples e rápida aplicação para investigação de zonas de percolação de água em barragens de terra, construídas com material de empréstimo distintos. Os métodos de investigação utilizados foram: ensaios geotécnicos como análise granulométrica, determinação dos índices físicos do solo, ensaio de permeabilidade com o permeâmetro de Guelph e, o método geofísico da eletrorresistivade, a partir da técnica do imageamento elétrico. Em cada barragem, foram adquiridas três linhas geofísicas paralelas ao eixo longitudinal da barragem. O espaçamento entre eletrodos foi de 2m e o arranjo utilizado no estudo foi o Wenner. Os resultados são apresentados a partir de imagens geofísicas 2D e 3D com valores de resistividade elétrica medida e modelada, onde foi possível identificar zonas de baixos valores relativos de resistividade elétrica, interpretadas como zonas saturadas e de provável infiltração no corpo da barragem. Os dados quantitativos dos ensaios geotécnicos contribuem para maior entendimento do fluxo hídrico interno / Abstract: Dams are structures that dam rivers and streams for a variety of purposes. These structures, often need to be sturdy to withstand the force of the impoundment and the high values of accumulated water load. The constant maintenance of these structures is essential, since a possible accident can lead to damage of catastrophic proportions. This study presents an inexpensive alternative, simple and quick application for investigation of seepage of water in Earth dams, built with distinct loan material. The research methods used were: geotechnical tests as granulometric analysis, determination of the physical indexes of soil, permeability test with permeameter of Guelph and the geophysical method of electric resistivity, from electrical resistivity tomography. At each dam, were acquired three geophysical lines parallel to the longitudinal axis of the dam. The spacing between electrodes was 2m and the array used in the study was Wenner. The results are presented from geophysical images with 2D and 3D electrical resistivity values measured and modeled, where it was possible to identify areas of low relative values of electrical resistivity, interpreted as saturated areas and likely infiltration of the body of the dam. The quantitative data of the Geotechnical testing contribute to greater understanding of the internal water flow / Mestre

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2011. / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2012-07-16T21:31:57Z No. of bitstreams: 1 2011_RenatoResendeAngelim.pdf: 19455098 bytes, checksum: 8faa01df977171fc8b8d5f024ec1d5f6 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-07-18T12:02:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_RenatoResendeAngelim.pdf: 19455098 bytes, checksum: 8faa01df977171fc8b8d5f024ec1d5f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-07-18T12:02:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_RenatoResendeAngelim.pdf: 19455098 bytes, checksum: 8faa01df977171fc8b8d5f024ec1d5f6 (MD5) / O uso de aterros compactados para construção de barragens de terra é opção muito utilizada no país pela ocorrência de solos finos tropicais na maior parte do território brasileiro. O emprego de ensaios in situ para determinação dos parâmetros geotécnicos de aterros compactados surge como alternativa para se avaliar as condições de estabilidade e segurança de barragens em estágios pós-construção e para o controle de compactação durante a execução do aterro no caso de novas barragens, fornecendo informações diretas dos parâmetros do maciço, com base no comportamento do material e não nas suas propriedades físicas, como é feito convencionalmente. Os ensaios in situ, além de serem de mais rápida execução quando comparados aos de laboratório, possibilitam a análise do maciço nas condições reais, considerando fatores como tensões confinantes, umidade natural e sucção. Nesse contexto, o módulo de deformação do solo é um dos principais parâmetros geotécnicos e o ensaio pressiométrico é mundialmente reconhecido pela sua capacidade de determinação direta do módulo. De caráter eminentemente experimental e na linha de investigações geotécnicas de campo, esta Tese tem como objetivo verificar a aplicabilidade do pressiômetro Ménard na determinação do módulo de deformabilidade de aterro de barragem de solo fino compactado. Além do PMT, outros ensaios in situ como SPT, SPT-T, DMT, Panda 2 e ensaio de placa foram realizados paralelamente a uma extensa campanha de laboratório, envolvendo ensaios oedométricos e triaxiais, dentre outros. Os resultados do módulo de deformabilidade do solo compactado a partir do ensaio pressiométrico apresentaram a menor variação dentre todos os ensaios realizados. Foram estabelecidas correlações satisfatórias entre o módulo de Young determinado a partir dos ensaios de laboratório e o módulo pressiométrico. Essas correlações, associadas a outras que relacionaram o módulo de Young com parâmetros de controle de compactação in situ, possibilitaram estimar o peso específico úmido, o índice de vazios e o grau de compactação do aterro com razoável precisão. Também foi proposta uma metodologia para determinação de K0 a partir do pressiômetro Ménard. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The use of compacted soil in embankment constructions is often employed in this country due the great presence of tropical fine soil in almost all Brazilian territory. The use of in-situ tests to determine geotechnical parameters of compacted soils emerges as an alternative process on dam stability analyses of post-construction stages and also to help the compaction control in new dams. In-situ tests can estimate geotechnical parameters based in the soil behavior and not in the physical properties, as conventionally done. Besides the in-situ tests are carried out faster than lab tests, they also allow the embankments analyses in real conditions, considering factors as confining stresses, natural water content and suction. In this context, the Young modulus of soil is one of the main geotechnical parameters and the pressuremeter test (PMT) is worldly recognized due its ability in directly determine the soil modulus. This Thesis has an experimental focus on investigation of in-situ soil behavior. The main objective was to evaluate the ability of the Ménard pressuremeter test (MPM) in determining the Young modulus of compacted fine soil of an embankment. In addition to PMT, other in-situ tests as SPT, SPT-T, DMT, Panda 2 and also Plate Load tests were carried out and compared to an extensive number of oedometer and triaxial tests. The Young modulus values of compacted soils obtained from pressuremeter tests presented a lower variability than all other tests. It was found good correlations between the Young soil modulus determined from lab tests and the pressuremeter modulus from PMT. These correlations, in association with others dealing with Young modulus versus field parameters of compaction control, allowed estimating the natural density, void ratio and compaction level of the fill within a good precision. It was also proposed a new methodology to estimate K0 from Ménard pressuremeter tests.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2007. / Submitted by Fernanda Weschenfelder (nandaweschenfelder@gmail.com) on 2009-10-19T18:18:00Z No. of bitstreams: 1 Tese_PauloRobertoFFalcao.pdf: 2367251 bytes, checksum: c839a6dd39d6e952c3121d748acbe916 (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2010-05-21T16:08:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_PauloRobertoFFalcao.pdf: 2367251 bytes, checksum: c839a6dd39d6e952c3121d748acbe916 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-05-21T16:08:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_PauloRobertoFFalcao.pdf: 2367251 bytes, checksum: c839a6dd39d6e952c3121d748acbe916 (MD5) Previous issue date: 2007-11 / Na Europa, a utilização de materiais asfálticos como elemento impermeabilizante do maciço é prática corrente desde 1930, tendo ao longo do tempo comprovado ser uma opção tecnicamente eficaz e economicamente competitiva quando comparada com as soluções tradicionais. A mistura que tem sido utilizada é um concreto betuminoso aplicado externamente, na face de montante, ou como núcleo interno de barragens podendo ser esta técnica aplicada em barragens de terra ou de enrocamento. O Brasil possui uma variedade enorme de condições de fundação, clima e tipos de solos, possibilitando assim a análise de diferentes opções de projeto que venham ser econômica e tecnicamente viáveis. Entretanto, não existem relatos de obras, projetos, ou até mesmo trabalhos técnicos nacionais relacionados à utilização de misturas betuminosas como único elemento de vedação de barragens. Neste contexto, no ano de 2002, Furnas Centrais Hidrelétricas em parceria com a Universidade de Brasília, iniciaram um projeto de pesquisa visando o estudo da viabilidade de aplicação de misturas betuminosas com utilização de agregados minerais do Centro-Oeste. Desde então, o presente tema tem sido foco de estudo no âmbito do curso de pós-graduação em geotecnia culminando com a defesa de duas dissertações de mestrado (Falcão, 2003 e Jacintho, 2005) e se estendendo até a publicação da presente tese. Foram realizados ensaios laboratoriais de permeabilidade, módulo de resiliência, resistência à tração, desgaste cântabro e triaxiais de grande escala em misturas de concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ) e de concreto poroso de asfalto (CPA) dosado para vários teores de ligante. Foram realizadas análises numéricas de fluxo, estabilidade de taludes e tensão-deformação simulando a aplicação de misturas asfálticas em núcleo ou face betuminosa de uma barragem hipotética. Os paramentos utilizados nas análises numéricas foram os obtidos nos ensaios laboratoriais e alguns valores encontrados na literatura. De uma forma geral, o comportamento mecânico e hidráulico das misturas estudadas apresentou-se coerente com os valores encontrados na literatura internacional, sendo estas misturas consideradas potencialmente aplicáveis em estruturas hidráulicas. __________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The use of concrete asphalt as the impervious element in rockfill and embankment dams has been widely adopted in Europe since 1930 and its good technical performance has been verified when compared to traditional solutions. The mixture used, either in embankment or rockfill dams, is the asphalt concrete applied as a liner on the upstream face of the dam, or as an internal core. Brazil has a large variety of foundations, climatic and soil conditions, what makes possible different possibilities of project analysis witch may be technical and economical attractive. However, there is no further information related to the construction, projects, or even technical national papers about the use of concrete asphalt as the only impervious element of dams. Facing this context, Furnas Centrais Hidreletricas and the University of Brasilia in 2002 started a research looking forward to study the application availability of asphalt mixtures using local mineral aggregates. Since then, two master thesis concerning about this subject were elaborated on the pos-graduation program in geotechnic of the University of Brasilia (Falcão, 2003 and Jachinto, 2005). A laboratorial experimental program was stabilized. Permeability, triaxias large scale tests, resilient modulus and tensile strength tests were carried out into concrete asphalt specimens varying the bitumen percentage and mineral aggregate. Flux, Slope Stability and Stress-Strain numerical analyses were also performed to simulate the application of asphalt concrete on the face or the core of a hypothetical dam. It could be concluded from the results that the mechanical and hydraulic behaviors of the studied mixture were coherent with the international literature values and that the mixture has a good potential of applicability in hydraulic structures.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2009. / Submitted by Larissa Ferreira dos Angelos (ferreirangelos@gmail.com) on 2010-04-14T20:07:49Z No. of bitstreams: 1 2009_PedroPauloMeirelesRamos.pdf: 8156277 bytes, checksum: 4e78ca0672b8d90086f08514b0cb9bcf (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-04-27T21:45:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_PedroPauloMeirelesRamos.pdf: 8156277 bytes, checksum: 4e78ca0672b8d90086f08514b0cb9bcf (MD5) / Made available in DSpace on 2010-04-27T21:45:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_PedroPauloMeirelesRamos.pdf: 8156277 bytes, checksum: 4e78ca0672b8d90086f08514b0cb9bcf (MD5) Previous issue date: 2009-02-19 / Na Europa, a utilização de materiais asfálticos como elemento impermeabilizante do maciço é prática corrente desde 1930, tendo ao longo do tempo comprovado ser uma opção tecnicamente eficaz e economicamente competitiva quando comparada com as soluções tradicionais. Em 2003, um projeto de pesquisa financiado pela ANEEL e coordenado por Furnas Centrais Elétricas e em parceria com a Universidade de Brasília serviu para iniciar o estudo da aplicação de materiais asfálticos para a aplicação em barragens. Os bons resultados apresentados pelo projeto evidenciaram e comprovaram o potencial de aplicabilidade dessa tecnologia e o fruto mais concreto dessa pesquisa é a barragem da UHE Foz do Chapecó, o primeiro núcleo asfáltico a ser construído no Brasil. O presente trabalho teve como objetivo complementar as pesquisas iniciadas por Falcão (2003 e 2007), estudando principalmente o comportamento das misturas de concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ) com diferentes tipos de agregados (basalto, calcário, granito e micaxisto) no que se refere ao fenômeno da fluência, além de verificar e comparar o comportamento das propriedades mecânicas e hidráulicas das diferentes misturas. Para isso foram realizados os ensaios de caracterização dos materiais, dosagem da mistura, desgaste cântabro, resistência à tração, resistência à compressão, permeabilidade, triaxial e ensaios de fluência estática não confinada. Para todas as misturas estudadas notou-se a diminuição do volume de vazios, da resistência a tração e do desgaste cântabro com o aumento do teor de ligante na mistura. Verificou-se que uma maior quantidade de ligante faz com ocorra uma queda da rigidez, tornando a mistura seja mais susceptível ao fenômeno da fluência. De uma forma geral o desempenho das misturas quanto à fluência pode ser classificado de maneira decrescente seguindo a seguinte ordem: CBUQ-micaxisto, CBUQ-basalto, CBUQ-granito e CBUQcalcário. Sob o aspecto hidráulico, misturas praticamente impermeáveis podem ser obtidas para um volume de vazios inferior a 3%, valor este obtido para a maioria das misturas que contém teores de ligante superiores a 5,5%. Conclui-se, finalmente, que o comportamento mecânico e hidráulico da misturas de CBUQ estudadas apresentou-se coerente com os valores encontrados na literatura e que estas misturas são potencialmente aplicáveis em estruturas hidráulicas. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Hot mix asphalts (HMA) have been used as impervious core of rockfill dams in Europe since the 1930s. These experiences show that HMA can provide a technically and economically viable alternative to conventional clay core dams. This type of solution has not yet been tried in Brazil and this motivated a joint venture research program involving Furnas Electrical Company and the University of Brasilia, with the financial support of ANEEL. This research stated in 2003 and is still under way, but the promising results obtained so encouraged the project of the first HMA core dam, currently under construction in Foz do Chapeco, in the Southern region of Brazil. This dissertation is part of this research program and its main objective is to complement the previous studies about the mechanical and hydraulic properties of asphalt concrete using different types of aggregates, such as limestone, micaschist, granite and the basalt of Foz do Chapeco dam. The laboratory testing program includes: the full characterization of the component materials, such as aggregates and asphalt binder; the dosage of the hot asphalt mixes; mechanical tests, such as Cantabro abrasion, unconfined compression, indirect tensile strength, triaxial compression, and a special focus on unconfined creep tests. Hydraulic tests were also performed to determine the permeability of the mixtures. The results show a decrease in volume of voids, tensile strength and Cantabro mass loss for mixes with increasing asphalt binder contents. It was also observed that the increase in binder content results in mixes with lower stiffness and higher creep compliance. Considering the different mineralogy of the aggregates investigated, the overall mechanical performance of the asphalt mixes can be roughly classified in the following order, from best to poorer: HMA-Micaschist, HMA-Basalt, HMA-Granite and HMA-Limestone. From the hydraulic point of view, practically impervious mixes could be obtained for specimens with volume of voids lower than 3% and this was achieved for most mixes with binder content above 5,5%. Finally, it is conclude that the hydraulic and mechanical properties obtained during this research are compatible with the values reported in the specialized literature and that HMA properly designed are potentially applicable as impervious core in rockfill dams.