56-Sobre Barragens e Reservatórios de uma CH :
56.16-Como se dimensiona a Barragem segundo “Conti Varlet”, e porque a adoção deste método ao invés do Rippl clássico?
56.16-Como se dimensiona a Barragem segundo “Conti Varlet”, e porque a adoção deste método ao invés do Rippl clássico?
Passo 1
O enunciado pergunta como se dimensiona uma barragem pelo método de Conti–Varlet e por que escolhe-lo em lugar do método clássico de Rippl. O conteúdo envolve estabilidade de taludes de barragens, em que vamos precisar dos parâmetros de resistência do solo
,
, da geometria preliminar do talude (alturas e cotas) e de um critério de segurança mínimo
. Para resolver, usaremos análise de equilíbrio limite por fatias e a busca da superfície de ruptura crítica (circular) que forneça
.
Passo 2
No método de Conti–Varlet a barragem é dividida em fatias verticais de largura
. Em cada fatia
determinamos:
– o peso próprio ,
– o empuxo de água (quando houver revestimento ou reservatório),
– as tensões normais ao longo da superfície de ruptura assumida como arco de círculo.
A resistência ao cisalhamento em cada fatia é dada por
– o peso próprio
– o empuxo de água
– as tensões normais
A resistência ao cisalhamento em cada fatia é dada por
em que
é o comprimento projetado da fatia sobre a superfície de ruptura.
Passo 3
Construímos um círculo candidato à superfície crítica, definindo um centro
e raio
que passe pela crista e pelo pé do talude. Para esse círculo calculamos em cada fatia o braço do momento
(distância de
à resultante das forças atuantes). O fator de segurança global é então
onde
são as forças desestabilizantes (peso
menos empuxo
) em cada fatia.
Passo 4
Para dimensionar a barragem ajustamos iterativamente a geometria (largura de base, cotas intermediárias dos taludes) até que a menor
resultante seja igual ou superior à
(normalmente entre 1,3 e 1,5 em condições permanentes). O algoritmo é:
- Escolher perfil inicial e parâmetros
. - Assumir um círculo de ruptura (centro e raio).
- Calcular
via soma de momentos. - Se
, aumentar base ou alterar ângulo de talude; voltar ao passo 2.
Passo 5
O método de Conti–Varlet é adotado em vez do Rippl clássico porque:
– Rippl assume seções retangulares ou trapezoidais padronizadas e aplica fórmulas empíricas para calcular volumes e custos, sem modelar a superfície real de ruptura.
– Conti–Varlet faz análise de equilíbrio limite detalhada, considera coesão, atrito interno e geometria do talude ao longo da superfície crítica, otimizando o volume de material com segurança garantida.
– Assim, Conti–Varlet gera barragens mais econômicas e realistas, enquanto Rippl tende a superdimensionar por simplificações excessivas.
– Rippl assume seções retangulares ou trapezoidais padronizadas e aplica fórmulas empíricas para calcular volumes e custos, sem modelar a superfície real de ruptura.
– Conti–Varlet faz análise de equilíbrio limite detalhada, considera coesão, atrito interno e geometria do talude ao longo da superfície crítica, otimizando o volume de material com segurança garantida.
– Assim, Conti–Varlet gera barragens mais econômicas e realistas, enquanto Rippl tende a superdimensionar por simplificações excessivas.
Resposta
Dimensiona-se iterativamente o perfil do talude usando análise de fatias e superfície de ruptura circular (método de Conti–Varlet), calculando o fator de segurança global por somatório de momentos e ajustando a geometria até
. Adota-se esse método em vez do Rippl clássico porque Conti–Varlet modela explicitamente a resistência ao cisalhamento ao longo da verdadeira superfície crítica e permite otimização do volume de material, tornando o projeto mais econômico e fiel ao comportamento do solo.