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
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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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/169247 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Espíndola, Murilo da Silva |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Maccarini, Marciano |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 443 p.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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