Análise de tensões e estabilidade global de barragens de gravidade de concreto

Abstract

As barragens são estruturas de grande porte que têm importância relevante para um país destacando-se principalmente entre outras aplicações: a geração de energia elétrica, o abastecimento de água, o controle de cheias, a irrigação, navegação e recreação. O armazenamento de grande volume de água evidencia o poder energético armazenado por estruturas desse tipo, exigindo estudos cada vez mais efetivos, criteriosos e sistemáticos no processo de concepção do projeto e de sua execução. Ao longo das últimas décadas, um grande número de estudos relacionados com a segurança de barragens tem sido desenvolvido a fim de evitar que estruturas deste porte não estejam sujeitas a mecanismos de falhas totais ou parciais capazes de comprometer a integridade da obra. Alguns estudos têm mostrado que barragens existentes de concreto estão sujeitas a exceder suas solicitações de projeto com probabilidade anual de 10'4, o que equivale à perda total do reservatório. Devido à complexidade da análise de tensões em estruturas de barragens, geralmente são usados modelagens numéricas e recursos computacionais. Neste trabalho, as componentes de tensão para o caso bidimensional e a avaliação da estabilidade global de barragens de gravidade de concreto são resolvidas pelo Método de Gravidade, que se baseia fundamentalmente no equilíbrio de um corpo rígido e na teoria de vigas. Com base nesta teoria, foi desenvolvido um programa computacional (FREDAM 2D) que possibilita determinar as tensões e verificar a estabilidade global em perfis de barragens de gravidade de concreto, sujeitos aos carregamentos mais usuais descritos na engenharia de barragens. Várias simulações foram feitas com o uso de diversas condições de carregamento dentre elas o peso próprio, as pressões hidrostáticas (a montante e jusante), as pressões dos sedimentos (a montante e jusante), as subpressões e cargas pontuais (equipamentos). Em paralelo, foram simulados vários tipos de perfis de barragens usualmente utilizados em projetos.Os resultados obtidos pelo programa desenvolvido são comparados com resultados analíticos, numéricos e retirados da literatura, apresentando uma boa correlação na maioria dos casos analisados.