(1,0) Em barragens de enrocamento com núcleo argiloso, dois problemas costumam ser associados: o risco de piping do núcleo na interface com espaldares e fundação; e o arco de alívio de tensões no solo do núcleo. Explique o que provoca esses problemas.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que está sendo perguntado aqui. A questão fala sobre barragens de enrocamento que têm um núcleo feito de argila. Dois problemas comuns nessas barragens são o piping do núcleo na interface com as espaldares e fundação, e o arco de alívio de tensões no solo do núcleo. Nosso objetivo é explicar o que causa esses problemas. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre como essas barragens funcionam e os comportamentos do solo argiloso sob certas condições.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o piping. Piping é um termo usado para descrever o fluxo de água através de vazios ou poros no solo, que pode levar ao desgaste e erosão do material do núcleo da barragem. No caso das barragens de enrocamento com núcleo argiloso, a argila é usada por ser impermeável, ou seja, dificulta a passagem da água.
O que provoca o piping?
O piping ocorre principalmente devido à pressão da água que tenta passar pela argila do núcleo. Mesmo que a argila seja impermeável, se houver falhas ou vazios na interface com as espaldares (as laterais da barragem) e a fundação (a base da barragem), a água pode começar a fluir por esses pontos fracos. Com o tempo, esse fluxo pode aumentar, causando erosão e eventualmente criando túneis ou caminhos para a água, o que compromete a integridade da barragem.
Passo 3
Agora, vamos entender o arco de alívio de tensões no solo do núcleo. Esse fenômeno está relacionado com as tensões internas que surgem no solo argiloso quando a barragem está em operação.
O que provoca o arco de alívio de tensões?
Quando a barragem está cheia de água, a pressão hidrostática atua sobre o núcleo de argila, gerando tensões. A argila, sendo um material coesivo, distribui essas tensões de forma que elas diminuem à medida que você se afasta da cumeeira (o ponto mais alto da barragem). Esse comportamento de distribuição desigual das tensões cria um arco dentro do solo do núcleo, conhecido como arco de alívio. Esse arco é importante porque ajuda a reduzir as tensões totais no solo, prevenindo deformações excessivas e aumentando a estabilidade da barragem.
Resposta
Em resumo, o piping ocorre devido à pressão da água que, através de falhas ou vazios na interface com as espaldares e fundação, provoca erosão no núcleo argiloso. Já o arco de alívio de tensões é causado pela distribuição desigual das tensões hidrostáticas dentro do solo argiloso do núcleo, levando à formação de um arco que ajuda a reduzir as tensões totais e aumenta a estabilidade da barragem.