Aplicação de geomembranas em tapetes impermeáveis a montante de barragens de terra

Abstract

Resumo: O uso de geossintéticos vem sendo prática comum nas obras de engenharia geotécnica onde se necessita da melhoria das características do solo local, em virtude das vantagens de caráter técnico e econômico que os materiais sintéticos oferecem em relação aos materiais convencionais. Neste contexto, este trabalho apresenta uma avaliação do desempenho do tratamento de fundações de barragens de terra com o emprego de geomembranas de polietileno de alta densidade (PEAD), objetivando o entendimento dos fenômenos envolvidos e a otimização de sua utilização. Foram feitas simulações numéricas da solução em estudo, cujos parâmetros foram calibrados e validados com base em ensaios de laboratório em modelo reduzido e nos dados reais da Usina Hidrelétrica Salto (116 MW). O comportamento dos maciços de fundação e de aterro da barragem é avaliado em termos de redução das vazões e das cargas de pressão, além de serem verificados aspectos relativos aos gradientes hidráulicos. Os resultados obtidos mostram que a membrana impermeabilizante atua principalmente aumentando o caminho de percolação do fluxo através da fundação da barragem, resultando, dessa forma, em menores cargas de pressão sob a mesma. Como consequência, reduz-se a vazão de percolação através da barragem e da fundação. De forma geral, a utilização de membranas sintéticas mostrou-se uma boa solução para tratamento de fundações permeáveis.

Abstract: The use of geosynthetics materials have been a common practice in geotechnical engineering works where it is needed to improve the characteristics of the local soil, as a result of the technical and economic advantages that synthetic materials offer over conventional materials. In this context, this research presents an evaluation of the performance of earth fill dam’s foundations treated with geomembranes, composed of high density polyethylene (HDPE), aiming to understand the phenomena involved and to optimize their use. Numerical simulations of the solution were made, whose parameters were calibrated and validated based on scaled models laboratory tests and the actual data of Salto Hydroelectric Power Plant (116 MW). The behavior of the embankment and the foundation of the dam are assessed in terms of reduction of flow rates and pressure loads, besides being verified aspects of the hydraulic gradients. The results show that the geomembrane sealing system acts primarily by increasing the flow path through the foundation of the dam, resulting, thus, at lower pressure loads under the same. As a consequence, the seepage flow through the dam and its foundation is reduced. In a general way, the use o synthetic membranes showed to be a good solution for the treatment of pervious foundations.