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?

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 c, \varphi, da geometria preliminar do talude (alturas e cotas) e de um critério de segurança mínimo \mathrm{FS}. Para resolver, usaremos análise de equilíbrio limite por fatias e a busca da superfície de ruptura crítica (circular) que forneça \mathrm{FS}\ge\mathrm{FS}_{\min}.

Passo 2

No método de Conti–Varlet a barragem é dividida em fatias verticais de largura \Delta x. Em cada fatia i determinamos:
– o peso próprio W_i,
– o empuxo de água U_i (quando houver revestimento ou reservatório),
– as tensões normais \sigma_i ao longo da superfície de ruptura assumida como arco de círculo.
A resistência ao cisalhamento em cada fatia é dada por
R_i = c\,\ell_i + \sigma_i\,\tan\varphi,
em que \ell_i é o comprimento projetado da fatia sobre a superfície de ruptura.

Passo 3

Construímos um círculo candidato à superfície crítica, definindo um centro O e raio R que passe pela crista e pelo pé do talude. Para esse círculo calculamos em cada fatia o braço do momento r_i (distância de O à resultante das forças atuantes). O fator de segurança global é então
\mathrm{FS} =\frac{\sum_i R_i\,r_i}{\sum_i S_i\,r_i},
onde S_i são as forças desestabilizantes (peso W_i menos empuxo U_i) em cada fatia.

Passo 4

Para dimensionar a barragem ajustamos iterativamente a geometria (largura de base, cotas intermediárias dos taludes) até que a menor \mathrm{FS} resultante seja igual ou superior à \mathrm{FS}_{\min} (normalmente entre 1,3 e 1,5 em condições permanentes). O algoritmo é:
  1. Escolher perfil inicial e parâmetros c,\varphi.
  2. Assumir um círculo de ruptura (centro e raio).
  3. Calcular \mathrm{FS} via soma de momentos.
  4. Se \mathrm{FS}<\mathrm{FS}_{\min}, 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.

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 \mathrm{FS}\ge\mathrm{FS}_{\min}. 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.

Exercícios relacionados