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Aula 10 Barragens Pequena Barragem de Terra Pré - Projeto UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CAMPUS DE SINOP FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGIAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL GEOTECNIA III Eng. Civil Augusto Romanini (FACET Sinop) Sinop - MT 2016/2

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Aula 10 – Barragens – Pequena Barragem de Terra – Pré -

Projeto

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO

CAMPUS DE SINOP

FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E

TECNOLÓGIAS

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

GEOTECNIA III

Eng. Civil Augusto Romanini (FACET – Sinop)

Sinop - MT

2016/2

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Fluxo no solo

AULAS

06/06/2017 2

Aula 01 – Fluxo no solo

Aula 02 – Redes de Fluxo confinado Aula 03 – Redes de Fluxo não confinado

Aula 04 – Erosão interna e Ruptura Hidráulica

Aula 06 – Barragens

Aula 07 – Elementos de Projeto Aula 08 – Instrumentação de barragens e análises

Aula 09 – Aspectos construtivos Aula 10 – Pequena Barragem de terra – “Pré Projeto”

Aula 11 – Técnicas de estabilização de encostas

Aula 12 – Estruturas de contenções Aula 13 – Escoramento Provisório

Aula 05 – Rebaixamento Temporário de Aquíferos

Aula 14 – Cortinas de Contenção Aula 15 – Cortinas Atirantadas

Aula 00 – Apresentação / Introdução

Parte III – Taludes e Estruturas de contenção

Parte II – Barragens de Terra

Parte I – Fluxo no solo

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06/06/2017 Barragens 3

EXEMPLO

Posicionar o eixo

Pré - dimensionar elementos

Estimar a área alagada

Estudar o fluxo

Dimensionar filtro

Analise de estabilidade

Estimar o volume reservado

Estimar o movimento de solo

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06/06/2017 Barragens 4

EXEMPLO

Um produtor rural necessita de uma barragem para garantir a reserva de água para do empreendimento. Para tal tem – se uma

área disponível e deve – se locar o eixo da barragem em um luma área de agricultura irrigada. Já foram realizados os estudos

hidráulicos e resolvida as questões burocráticas para a construção do reservatório que garanta a capacidade de reservação de

35000,00 m³. Já foi determinado também a instalação de um vertedouro de superfície na ombreira direita do barramento.

Ressalta-se que a área destinada para reservação está na divisa da propriedade, limitou-se que a área alagada não deve ser

superior a 1,6 hA, tão pouco alagar as terras dos vizinhos, divisa I e II.

Ainda nesse quesito é recomendado que não haja “afogamento” dos córregos. A vazão para manter o córrego após o

barramento será conduzida a partir de uma tubulação de fundo instalada próximo da cota mais baixa;

Está disponível para a construção um material terroso para a construção do maciço. As informações do solo encontra-se a

seguir; Para o filtro de pé será utilizado um tubo com furos de 12,5 mm para retirar a vazão captada.

As fundações são resistentes e acredita –se que não haverá caminhos preferenciais de percolação para serem tratados.

Outras informações serão fornecidas conforme a necessidade.

Existem outras metodologias, esta é apenas uma;

Pede –se que seja estimados e pré-dimensionados:

a) Pré dimensionamento dos taludes, crista e elementos de proteção

b) O volume reservado e área alagada para o nível normal

c) O volume estimado de material para a construção do maciço – utilize o empolamento igual 1,4

d) O dimensionamento do filtro para o fluxo crítico

e) Análise da estabilidade dos taludes para as situações de NA,máx e Operação da barragem.

Solo 01

gd g,sat f' c k

Amostra 01 18,92 20,01 21,31 15,11 1,73E-07

Amostra 02 19,45 20,25 21,45 15,01 1,63E-07

Amostra 03 19,25 20,12 20,98 15,13 1,76E-07

Amostra 04 18,86 19,89 20,88 14,91 1,76E-07

Média 19,12 20,07 21,16 15,04 1,718E-07

Classificação

TRB A - 4

AASHTO SC

Situação Hipotética

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EXEMPLO TERRENO

Div

isa I

Divisa II

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EXEMPLO POSICIONAMENTO DO EIXO

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EXEMPLO ESTIMATIVA DE ALAGAMENTO

OPÇÃO B

Área Alagada = 1,9 Ha

OPÇÃO C

Área Alagada = 1,5 Ha

Cota 258 - 250

Cota 257 - 250

OPÇÃO A

Área Alagada = 1,1 Ha

Cota 256 - 260

• Obtenção dos dados através dos comandos área (area) e polilinha

(polyline) do software cad.

• Realizar análise conforme as condições de projeto.

EIXO 01

EIXO 02

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06/06/2017 Barragens 8

EXEMPLO Elementos da Barragem

OPÇÃO C

Altura ( H,máx)

Cota 257,00

Cota 249,20

Cota Máxima do Reservatório

Cota fundo do córrego

𝑯𝒃𝒂𝒓𝒓𝒂𝒈𝒆𝒎,𝒎á𝒙 = 𝑪𝒐𝒕𝒂𝒎á𝒙,𝒓𝒆𝒔 − 𝑪𝒐𝒕𝒂𝒇𝒖𝒏𝒅𝒐,𝒓𝒊𝒐 +𝑩𝒐𝒓𝒅𝒂 𝑳𝒊𝒗𝒓𝒆𝒇𝒐𝒍𝒈𝒂

𝐻𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑔𝑒𝑚,𝑚𝑎𝑥 = 𝐶𝑜𝑡𝑎𝑚á𝑥,𝑟𝑒𝑠 − 𝐶𝑜𝑡𝑎𝑓𝑢𝑛𝑑𝑜,𝑟𝑖𝑜 + 𝐵𝑜𝑟𝑑𝑎 𝐿𝑖𝑣𝑟𝑒𝑓𝑜𝑙𝑔𝑎

𝐻𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑔𝑒𝑚,𝑚𝑎𝑥 = 257,00 − 249,20 + 1,20

𝑯𝒃𝒂𝒓𝒓𝒂𝒈𝒆𝒎,𝒎𝒂𝒙 = 𝟗, 𝟎𝟎 𝐦𝐞𝐭𝐫𝐨𝐬

Cota 258,20

Cota da Crista

Cota 257,30

Folga mínima

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06/06/2017 Barragens 9

EXEMPLO Elementos da Barragem

Cota 258,20

Cota da CristaNível normal

Cota 257,00

Nível Crítico – Folga

Cota 257,30

Cota - Vertedouro

Cota 257,00

Cota soleira 256,50

Vertedouro Afogado 257,30

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06/06/2017 Barragens 10

EXEMPLO Elementos da Barragem

Cota 258,20

Cota da Crista

Nível normal

Cota 257,00

Nível Máximo – Folga

Cota 257,30

Cota - Vertedouro

Cota Normal 257,00

Cota soleira 256,50

Vertedouro Afogado 257,30

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06/06/2017 Barragens 11

EXEMPLO Elementos da Barragem

OPÇÃO C

𝐿𝑐𝑟𝑖𝑠𝑡𝑎 =𝐻

5+ 3

Crista da Barragem (L,crista)

𝐿𝑐𝑟𝑖𝑠𝑡𝑎 =9

5+ 3

𝐿𝑐𝑟𝑖𝑠𝑡𝑎 = 4,80 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠

𝑳𝒄𝒓𝒊𝒔𝒕𝒂 = 𝟓, 𝟎𝟎𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐𝒔

Altura ( H,máx) 𝑯𝒃𝒂𝒓𝒓𝒂𝒈𝒆𝒎,𝒎𝒂𝒙 = 𝟗, 𝟎𝟎 𝐦𝐞𝐭𝐫𝐨𝐬

Crista da Barragem (L,crista) 𝑳𝒄𝒓𝒊𝒔𝒕𝒂 = 𝟓, 𝟎𝟎𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐𝒔

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06/06/2017 Barragens 12

EXEMPLO Elementos da Barragem

Talude ( H/V)

Classificação

SUCSMontante Jusante

Esv. Rápido

GW,GP,SW,SP Material Permeável

GC,GM,SC,SM 2,5/1 3,0/1 2,0/1

CL,ML 3,0/1 3,5/1 2,5/1

CH,MH 3,5/1 4,0/1 2,5/1

𝑳𝒕,𝒎𝒐𝒏𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆 = 𝑯𝒎á𝒙 ∙ 𝑳𝒑𝒓𝒐𝒋𝒆çã𝒐𝑳𝒕,𝒎𝒐𝒏𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆 = 𝟗 ∙ 𝟑, 𝟎𝑳𝒕,𝒎𝒐𝒏𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆 = 𝟐𝟕, 𝟎𝟎𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐𝒔

𝑳𝒕,𝒋𝒖𝒔𝒂𝒏𝒕𝒆𝒆 = 𝑯𝒎á𝒙 ∙ 𝑳𝒑𝒓𝒐𝒋𝒆çã𝒐𝑳𝒕,𝒋𝒖𝒔𝒂𝒏𝒕𝒆𝒆 = 𝟗 ∙ 𝟐, 𝟎𝑳𝒕,𝒋𝒖𝒔𝒂𝒏𝒕𝒆 = 𝟏𝟖, 𝟎𝟎𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐𝒔

𝑳𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝑳𝒕,𝒎𝒐𝒏𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆 + 𝑳𝒕,𝒋𝒖𝒔𝒂𝒏𝒕𝒆 + 𝑳𝒄𝒓𝒊𝒔𝒕𝒂

𝑳𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟐𝟕, 𝟎𝟎 + 𝟏𝟖, 𝟎𝟎 + 𝟓, 𝟎𝟎

𝑳𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟓𝟎, 𝟎𝟎 𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐𝒔

𝑴𝒂𝒊𝒐𝒓 𝒃𝒂𝒔𝒆 𝒅𝒂 𝒃𝒂𝒓𝒓𝒂𝒈𝒆𝒎

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EXEMPLO Elementos da Barragem

Altura ( H,máx)

𝑯𝒃𝒂𝒓𝒓𝒂𝒈𝒆𝒎,𝒎𝒂𝒙 = 𝟗, 𝟎𝟎 𝐦𝐞𝐭𝐫𝐨𝐬

Crista da Barragem (L,crista)

𝑳𝒄𝒓𝒊𝒔𝒕𝒂 = 𝟓, 𝟎𝟎𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐𝒔

𝑳𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟓𝟎, 𝟎𝟎𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐𝒔

Base maior (L,total)

𝒄𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟏𝟒𝟎, 𝟎𝟎𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐𝒔

Comprimento do Barramento

• Marcar a cota do NA normal, que determinará o contorno do reservatório;

• A extensão de 140,00 foi assumida pois engloba todas as cotas de projeto.

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06/06/2017 Barragens 14

EXEMPLO Elementos da Barragem

• Estaqueamento conforme o projeto geométrico – ( Estradas) ;

• Calcular a base para cada estaca conforme a cota relacionada;

• E4+13,85 é a estaca central – Cota “mais” baixa;

• Posicionar próximo o desvio do rio;

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06/06/2017 Barragens 15

EXEMPLO Elementos da Barragem

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EXEMPLO Desvio do Rio

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06/06/2017Barragens 17

EXEMPLO Elementos da Barragem

Estaca Cota da Estaca* (m) Cota H,máx (m) H,estaca (m)* L,crista(m) Lt,montante (m) Lt,jusante (m) L,total (m)

1 259,00

258,20

-0,8

5,00

- - 5,00

2 257,00 1,2 3,60 2,40 11,00

3 255,00 3,51 9,60 6,40 21,00

4 252,00 6,2 18,60 12,40 36,00

4+13,85 249,20 9 27,00 18,00 50,00

5 251,00 7,2 21,60 14,40 41,00

6 254,00 4,2 12,60 8,40 26,00

7 256,50 1,7 5,10 3,40 13,50

8 259,00 -0,8 - - 5,00

Valor estimados a partir da cota inteira mais próxima da estaca

Estaqueamento

Talude ( H/V)

Classificação

SUCSMontante Jusante

Esv. Rápido

GW,GP,SW,SP Material Permeável

GC,GM,SC,SM 2,5/1 3,0/1 2,0/1

CL,ML 3,0/1 3,5/1 2,5/1

CH,MH 3,5/1 4,0/1 2,5/1

Bases pra cada estaca

𝑳𝒕,𝒎𝒐𝒏𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆 = 𝑯𝒆𝒔𝒕𝒂𝒄𝒂 ∙ 𝒃𝒑𝒓𝒐𝒋𝒆çã𝒐

𝑳𝒕,𝒋𝒖𝒔𝒂𝒏𝒕𝒆𝒆 = 𝑯𝒆𝒔𝒕𝒂𝒄𝒂 ∙ 𝒃𝒑𝒓𝒐𝒋𝒆çã𝒐

𝑳𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝑳𝒕,𝒎𝒐𝒏𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆 + 𝑳𝒕,𝒋𝒖𝒔𝒂𝒏𝒕𝒆 + 𝑳𝒄𝒓𝒊𝒔𝒕𝒂

• Representar os taludes conforme os cálculos realizados.

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06/06/2017Barragens 18

EXEMPLO Elementos da Barragem

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06/06/2017Barragens 19

EXEMPLO Elementos da Barragem

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06/06/2017 Barragens 20

EXEMPLO Elementos da Barragem

Estimar o volume

𝑉ú𝑡𝑖𝑙,𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜 =𝑆0 + 𝑆1

2+ 𝑆1 + 𝑆2+. . +𝑆𝑛 ∙ ℎ

Vu = volume útil armazenado, m3;S0 = área da curva de nível de ordem 0, m2;Sn = área da curva de nível de ordem 1, m2;h = diferença e cota entre duas curvas de nível, m

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EXEMPLO Elementos da Barragem

Estimar o volume Área por cota – Cota 250

Área Alagada = 135,54 m²

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EXEMPLO Elementos da Barragem

Estimar o volume Área por cota - 251

Área Alagada = 591,91 m²

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EXEMPLO Elementos da Barragem

Estimar o volume Área por cota - 252

Área Alagada = 1889,29 m²

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06/06/2017 Barragens 24

EXEMPLO Elementos da Barragem

Estimar o volume Área por cota - 253

Área Alagada = 3491,59 m²

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06/06/2017 Barragens 25

EXEMPLO Elementos da Barragem

Estimar o volume Área por cota - 254

Área Alagada = 5410,29 m²

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06/06/2017 Barragens 26

EXEMPLO Elementos da Barragem

Estimar o volume Área por cota - 255

Área Alagada = 7972,36 m²

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06/06/2017 Barragens 27

EXEMPLO Elementos da Barragem

Estimar o volume Área por cota - 256

Área Alagada = 11858,00 m²

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06/06/2017 Barragens 28

EXEMPLO Elementos da Barragem

Estimar o volume Área por cota - 256

Área Alagada = 16156,09 m²

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06/06/2017 Barragens 29

EXEMPLO Elementos da Barragem

Estimar o volume

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06/06/2017 Barragens 30

EXEMPLO Elementos da Barragem

Estimar o volume

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06/06/2017 Barragens 31

EXEMPLO Elementos da Barragem

Estimar o volume

𝑉ú𝑡𝑖𝑙,𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜 =𝑆0 + 𝑆1

2+ 𝑆1 + 𝑆2+. . +𝑆𝑛 ∙ ℎ

Vu = volume útil armazenado, m3;S0 = área da curva de nível de ordem 0, m2;Sn = área da curva de nível de ordem 1, m2;h = diferença e cota entre duas curvas de nível, m

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06/06/2017 Barragens 32

EXEMPLO Elementos da Barragem

Estimar o volume

𝑉ú𝑡𝑖𝑙,𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜 =𝑆0 + 𝑆1

2+ 𝑆1 + 𝑆2+. . +𝑆𝑛 ∙ ℎ

𝑉ú𝑡𝑖𝑙,𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜 = 39.000 m³

Estimativa Inicial de Volume reservado e área alagada na barragem

Cota (m) Área Alagada (m²) Desnivel(m) Volume Cota (m³) Volume acumuado (m³)

249,20 0,00 - - -

250,00 135,54 0,80 54 54

251,00 591,90 1,00 364 418

252,00 1889,29 1,00 1241 1659

253,00 3491,59 1,00 2690 4349

254,00 5410,29 1,00 4451 8800

255,00 7972,00 1,00 6691 15491

256,00 11858,00 1,00 9915 25.406

257,00 16156,09 1,00 14007 39.413

Dados extraídos com auxílio de Software CAD

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06/06/2017Barragens 33

EXEMPLO Elementos da Barragem

• Calculo da área utilizando o AutoCad - Properties ( Spiline).

OPÇÃO C

Área Alagada = 1,5 Ha

Cota 257 - 250

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06/06/2017 Barragens 34

EXEMPLO Movimentação de terra

𝑉𝑚é𝑑𝑖𝑜 =𝐿

2∙ 𝐴1 + 𝐴2

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06/06/2017 Barragens 35

EXEMPLO Movimentação de terra

EstacaH,estaca

(m)

L,crista

(m)

Lt,montante

(m)

Lt,jusante

(m)L,total (m)

Area

Trapezio

Volume,

médio

Volume

Total

Estimado

(m³)

Volume,Jazida

(m³)

1 -0,8

5

- - 5 0,00 -

10336,21 14471

2 1,2 3,6 2,4 11 9,60 96

3 3,51 10,53 7,02 22,55 48,35 579,5

4 6,65 19,95 13,3 38,25 143,81 1921,6

5 8,58 25,74 17,16 47,9 226,94 3707,5

6 4,54 13,62 9,08 27,7 74,23 3011,7

7 1,56 4,68 3,12 12,8 13,88 881,13

8 -0,8 - - 5 0,00 138,84

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06/06/2017 Barragens 36

EXEMPLO Análise do Fluxo

𝑄𝑚𝑙 = 𝐾 ∙ ∆𝐻 ∙𝑁𝑓𝑁𝑑

𝑄𝑚𝑙 = 𝐾 ∙ 7,80 ∙2,8

12,00

𝑄𝑒𝑖𝑥𝑜 = 𝐾 ∙ 7,80 ∙2,8

12,00∙ 140

𝑄𝑒𝑖𝑥𝑜 = 𝐾 ∙254,80

𝑄𝑒𝑖𝑥𝑜 = 1,718 ∙ 10−7 ∙254,80

𝑄𝑒𝑖𝑥𝑜,ℎ𝑜𝑟𝑎 = 0,1575 𝑚3/hora

𝑄𝑒𝑖𝑥𝑜 = 43,775 ∙ 10−6 𝑚3/𝑠

𝑄𝑒𝑖𝑥𝑜,𝑑𝑖𝑎 = 3,782 𝑚3/𝑑𝑖𝑎𝑄𝑚𝑙 = 3,13 ∙ 10−7𝑚² ∙ 𝑚/𝑠

𝑄𝑚𝑙 = 1,718 ∙ 10−7 ∙ 7,80 ∙2,8

12,00

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06/06/2017 Barragens 37

EXEMPLO Análise do Fluxo

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06/06/2017 Barragens 38

EXEMPLO Dimensionamento do filtro

KH

L A V1

v

Q

K

L A H11

H

QQ

FS 10

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06/06/2017 Barragens 39

EXEMPLO Dimensionamento do filtro

KH

L A V1

v

Q

FS 10 Coeficiente de permeabilidade (m/s)

Areia 2,00E-05

Pedregulho 3,00E-04

𝑄𝑠𝑒çã𝑜 = 2,1462 ∙ 10−7 𝑚3/𝑠

𝑄𝑠𝑒çã𝑜,𝐹𝑆 = 2,1462 ∙ 10−6 𝑚3/𝑠

𝐿𝑉 = 7,80 𝑚

𝐻 = 7,80 𝑚

𝐴𝑉 =2,1462 ∙ 10−6∙ 7,80

2,00 ∙ 10−5 ∙ 7,80

𝐴𝑉 = 0,11 𝑚²

𝐴𝑉 = 𝐵𝑣 ∙ 𝐻

𝐵𝑣 =𝐴𝑣𝐻

𝐵𝑣 =0,11

7,80

𝐵𝑣 = 0,014 𝑚

𝐵𝑣,𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 = 1,5 𝑐𝑚𝐵𝑣,𝑎𝑑𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜 = 30 𝑐𝑚

𝐹𝑆𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜 =𝐵𝑣,𝑎𝑑𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜𝐵𝑣,𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜

𝐹𝑆𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜 =30

1,5= 20

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06/06/2017 Barragens 40

EXEMPLO Dimensionamento do filtro

K

L A H21

H

QQ

FS 10 Coeficiente de permeabilidade (m/s)

Areia 2,00E-05

Pedregulho 3,00E-04

𝑄𝑠𝑒çã𝑜 = 2,1462 ∙ 10−7 𝑚3/𝑠

𝑄𝑠𝑒çã𝑜,𝐹𝑆 = 2,1462 ∙ 10−6 𝑚3/𝑠

𝐿𝐻 = 20,50 𝑚

𝐴𝐻 =2,1462 ∙ 10−6∙ 20,50

2,00 ∙ 10−5

𝐴𝐻 = 1,48 𝑚²

𝐴ℎ = 𝐵ℎ ∙ 𝐿

𝐵ℎ =𝐴ℎ𝐿

𝐵ℎ =1,48

20,50

𝐵ℎ = 0,07 𝑚

𝐵ℎ = 7 𝑐𝑚

𝐹𝑆𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜 =𝐵ℎ,𝑎𝑑𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜𝐵ℎ,𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜

𝐹𝑆𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜 =30

7= 4,28

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06/06/2017 Barragens 41

EXEMPLO Dimensionamento do filtro

KH

L A V1

v

Q

FS 10 Coeficiente de permeabilidade (m/s)

Areia 2,00E-05

Pedregulho 3,00E-04

𝑄𝑠𝑒çã𝑜 = 7,9928 ∙ 10−7 𝑚3/𝑠

𝑄𝑠𝑒çã𝑜,𝐹𝑆 = 7,9928 ∙ 10−6 𝑚3/𝑠

𝐿𝑉 = 7,80 𝑚

𝐻 = 7,80 𝑚

𝐴𝑉 =7,9928 ∙ 10−6∙ 7,80

3,00 ∙ 10−5 ∙ 7,80

𝐴𝑉 = 0,40 𝑚²

𝐴𝑉 = 𝐵𝑣 ∙ 𝐻

𝐵𝑣 =𝐴𝑣𝐻

𝐵𝑣 =0,40

7,80

𝐵𝑣 = 0,05 𝑚

𝐵𝑣 = 5 𝑐𝑚

2ª Seção

𝐵𝑣,𝑎𝑑𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜 = 30 𝑐𝑚

𝐹𝑆𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜 =𝐵𝑣,𝑎𝑑𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜𝐵𝑣,𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜

𝐹𝑆𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜 =30

5= 6

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06/06/2017 Barragens 42

EXEMPLO Dimensionamento do filtro

K

L A H21

H

QQ

FS 10 Coeficiente de permeabilidade (m/s)

Areia 2,00E-05

Pedregulho 3,00E-04

𝑄𝑠𝑒çã𝑜 = 7,9928 ∙ 10−7 𝑚3/𝑠

𝑄𝑠𝑒çã𝑜,𝐹𝑆 = 7,9928 ∙ 10−6 𝑚3/𝑠

𝐿𝐻 = 20,50 𝑚

𝐴𝐻 =7,9928 ∙ 10−6∙ 20,50

2,00 ∙ 10−5

𝐴𝐻 = 2,86 𝑚²

𝐴ℎ = 𝐵ℎ ∙ 𝐿

𝐵ℎ =𝐴ℎ𝐿

𝐵ℎ =2,86

20,50

𝐵ℎ = 0,14 𝑚

𝐵ℎ = 14 𝑐𝑚

2ª Seção

𝐹𝑆𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜 =𝐵ℎ,𝑎𝑑𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜𝐵ℎ,𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜

𝐹𝑆𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜 =45

14= 3,21

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06/06/2017 Barragens 43

Onde F15 é o diâmetro da partícula do filtro

para o qual 15% em peso do solo tem

diâmetros inferiores a ele, e B85 é o

diâmetro da partícula do material de base,

para o qual 85% em peso do solo tem

diâmetros inferiores a ele.

5 485

15 aB

F

1ª Regra (Terzaghi, 1929 e Bertram, 1940):

Esta regra garante que os

filtros são substancialmente

mais permeáveis do que os

solos a proteger, geralmente,

da ordem de 10 a 20.

2ª Regra:

5 415

15 aB

F

EXEMPLO Dimensionamento do filtro

5050 25BF 1515 20BF

Recomenda-se escolher material de filtro com uma

curva granulométrica aproximadamente paralela à

curva do material a ser protegido.

3ª Regra (U.S. Army Corp of Engineers):

4ª Regra:

Os filtros não devem conter mais do que 5% de

material mais fino que 0,074mm (peneira #200) e

ainda devem ser isentos de partículas argilosas, a

fim de não serem coesivos.

5ª Regra:

Quando um tubo perfurado é colocado no interior

do filtro, as aberturas do tubo (f), devem ser

pequenas o bastante para evitar o piping.

285 f

F

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06/06/2017 Barragens 44

EXEMPLO Dimensionamento do filtro

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06/06/2017 Barragens 45

EXEMPLO Verificação do Material Filtrante

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,001 0,010 0,100 1,000 10,000 100,000

% Q

UE

PA

SSA

DIÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)

CURVA GRANULOMÉTRICA

SOLO AREIRA PEDREGULHO

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06/06/2017 Barragens 46

EXEMPLO Verificação do Material Filtrante

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,001 0,010 0,100 1,000 10,000 100,000

% Q

UE

PA

SSA

DIÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)

CURVA GRANULOMÉTRICA

SOLO AREIRA PEDREGULHO

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06/06/2017 Barragens 47

EXEMPLO Verificação do Material Filtrante

𝐵15 = 0,004

𝐵50 = 0,013

𝐵85 = 0,100

𝐹15 = 0,070

𝐹50 = 0,200

𝐹85 = 1,200

𝐹15𝐵85

< 4

0,07

0,10< 4

𝐹15𝐵15

> 4

0,07

0,004> 4

𝐹50𝐵50

≤ 25

0,20

0,013≤ 25

𝐹15𝐵15

< 20

0,07

0,004< 20

𝐹85𝜙

≥ 2

1,2

12,5≥ 2

𝑃85𝜙

≥ 2

40

12,5≥ 2

𝑃85 = 40,00

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06/06/2017 Barragens 48

Obrigado pela atenção.

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