Modelação do comportamento dinâmico de grandes barragens de betão. Desenvolvimento de software para sistemas automáticos de monitorização de vibrações em contínuo e controlo da segurança sob ações sísmicas

Funder

Organizational Unit

Publications

Análise de barragens abóbada sob ações sísmicas de grande intensidade. Movimentos de juntas e roturas no betão

Publication . Alegre, André; Oliveira, Sérgio; Proença, Jorge; MENDES, PAULO

Neste trabalho apresenta-se um estudo sobre o comportamento sísmico não-linear de uma grande barragem abóbada. Mostram-se os principais resultados obtidos para uma combinação de ações incluindo o peso próprio, a pressão hidrostática (albufeira cheia), e a ação sísmica, definida por um acelerograma com aceleração de pico de 0,6g aplicado na direção montante-jusante. O objetivo é analisar a influência do comportamento não-linear das juntas de contração na resposta estrutural sob sismos de grande intensidade, e avaliar a ocorrência de danos no betão. Os cálculos numéricos são realizados com o programa de elementos finitos 3D DamDySSA4.0, desenvolvido no LNEC para análise dinâmica de barragens de betão, e que inclui um módulo para análise sísmica não-linear. O comportamento dinâmico do sistema barragem-fundação-albufeira é simulado com um modelo acoplado em deslocamentos e pressões, que permite considerar a interação dinâmica água-estrutura e a hipótese de amortecimento generalizado (não-proporcional). O comportamento da fundação é simulado de forma eficiente recorrendo a uma técnica de subestruturação. A resposta sísmica não-linear é calculada por integração numérica ao longo do tempo, com base no método de Newmark e usando um método iterativo de redistribuição de tensões, tendo em conta: i) o comportamento não-linear do betão, com base num modelo de dano isotrópico com enfraquecimento e duas variáveis de dano independentes (d+ e d- ); e ii) os movimentos de abertura/fecho e deslizamento de juntas e fendas, usando um modelo baseado no critério de Mohr-Coulomb e em leis deslocamento-tensão adequadas. Com este trabalho mostram-se as potencialidades do programa DamDySSA4.0 para efetuar estudos de previsão do comportamento sísmico não-linear de barragens de betão e para apoiar estudos de verificação da segurança sísmica.

2021-11Conference object

Open access

Comportamento dinâmico da barragem de Cahora Bassa sob excitação ambiente e sob ações sísmicas

Publication . Alegre, André; Oliveira, Sérgio; Carvalho, Ezequiel; MENDES, PAULO; Proença, Jorge

Em face do elevado risco potencial geralmente associado às grandes barragens, de acordo com a ICOLD é fundamental avaliar continuamente o desempenho destas obras, durante toda a fase de exploração, para situações correntes e excecionais, nomeadamente, envolvendo fenómenos de deterioração progressiva e/ou a ocorrência de ações excecionais, como é o caso, por exemplo, de sismos intensos. Desta forma, o controlo da segurança de grandes barragens deve apoiar‐se: (i) na monitorização com sistemas do tipo SSHM (“Seismic and Structural Health Monitoring”) equipados com software adequado para gestão e análise automática dos dados recolhidos continuamente; e (ii) na comparação entre os resultados da monitorização com resultados numéricos de modelos de elementos finitos (EF3D). Neste trabalho apresentam‐se diversos resultados de medições in‐situ referentes à caracterização do comportamento dinâmico da barragem de Cahora Bassa (em Moçambique), uma barragem abóbada de dupla curvatura com 170 m de altura na qual está instalado, desde 2010, um sistema do tipo SSHM para monitorização de vibrações em contínuo. Analisa‐se, em particular, a evolução das principais frequências naturais ao longo do tempo, considerando as variações do nível da albufeira, e a resposta sísmica da obra durante um evento sísmico de baixa intensidade, com base em acelerações medidas na rocha e no corpo da barragem. Os resultados das medições em obra são comparados com resultados numéricos obtidos com um modelo de EF3D. Apresentam‐se ainda resultados de uma análise sísmica não linear considerando o método “Endurance Time Analysis” (ETA) que permite estudar com elevada eficiência computacional a resposta da obra para sismos com aceleração de pico crescente.

2021-11Conference object

Open access

Monitorização e modelação do comportamento dinâmico da barragem do Cabril no período 2008-2020

Publication . Oliveira, Sérgio; Alegre, André; Ferreira, Ilídio; MENDES, PAULO; Proença, Jorge

Neste trabalho apresenta-se o sistema para monitorização em contínuo do comportamento dinâmico da barragem do Cabril que foi instalado em 2008, pelo LNEC e pela EDP, referindo alguns dos principais resultados que têm sido obtidos a partir da análise dos dados recolhidos entre 2008 e 2020, quer sob excitação ambiente/operacional, quer sob ações sísmicas. Trata-se de um sistema do tipo SSHM (“Seismic and Structural Health Monitoring System”) equipado com software que permite a comparação entre resultados observados e resultados previstos com base em modelos numéricos de elementos finitos. Salienta-se a importância do desenvolvimento de software para tratamento, análise e gestão automática dos dados e apresentam-se os programas computacionais que têm vindo a ser desenvolvidos no LNEC, em MATLAB, para apoio à análise dos dados recolhidos com este tipo de sistemas, nomeadamente um programa de identificação modal e um programa de elementos finitos tridimensionais para análise do comportamento dinâmico de sistemas barragem-fundação albufeira (DamDySSA4.0), que inclui um módulo para análise modal complexa, um módulo para análise sísmica em regime linear e um módulo para apoio a estudos de verificação da segurança sísmica que permite efetuar cálculos sísmicos não lineares envolvendo movimentos de junta e roturas no betão, com base num modelo de dano.

2021-11Conference object

Open access