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Authors
Abstract(s)
O presente trabalho tem como objetivo caracterizar o espraiamento em quebra-mares de taludes sob condições de estados de agitação de incidência oblíqua. Com esse trabalho pretende-se contribuir para o estudo do desempenho dessas estruturas costeiras, uma vez que pouco se sabe sobre real probabilidade de falhas nas estruturas já existentes sob condições de ondas extremas.
Para esse estudo, foi construído um trecho de quebra-mar de talude (cabeça e parte do corpo adjacente com inclinação de 1(V) : 2(H) ), no tanque de ondas da Leibniz University Hannover, sujeito a diferentes ângulos de incidência da agitação marítima, variando de 40º a 90º (Direção de propagação da onda paralela ao eixo do modelo estudado). Foram realizados 49 testes, utilizando dois níveis de água diferentes (0,60 m e 0,68 m) e cinco ângulos de incidência dos estados de agitação (40º, 55º, 65º, 75º e 90º).
Para analisar o espraiamento, utilizou-se dois scripts em MatLab(TM): temporal_RunUpV2auto.m, que é o principal script na estimativa do espraiamento e o zero_crossing.m que é uma função para identificar os cruzamentos dos zeros. Foi também estimado o espraiamento previsto através das fórmulas empíricas, do EurOtop 2018 (van der Meer et al., 2018). A análise dos dados medidos no ensaio focou-se no parâmetro Ru2%, a altura de espraiamento que é excedida por 2% das ondas incidentes quebra-mar, porque se apenas 2% das alturas da ondas atingir a crista do quebra-mar, esse número é considerado tão pequeno que não põe em risco a estabilidade do quebra-mar, não sendo necessário ter cuidados especiais com o talude interior do quebra-mar.
Concluiu-se que para os cenários de agitação marítima estudados não será necessário ter cuidados especiais com o talude interior da estrutura, uma vez que são poucos os estados de agitação em que 2% das ondas ultrapassaram a cota do coroamento do quebra-mar, induzindo o galgamento.
The present work aims to characterize the wave run-up, on rubble-mound breakwaters under conditions of oblique incidence of sea waves, in order to study the performance of these coastal structures, since little is known about the real probability of failure on existing structures under extreme wave conditions. For this study a stretch of a rubble mound breakwater (head and part of the adjoining trunk, with a slope of 1(V):2(H)) was built in the wave basin of the Leibniz University Hannover, the incidence angles to be tested ranged from 40o to 90o (wave direction parallel to the model axis). A total of 49 tests were performed, using two different water levels (0,60 m and 0,68 m) and five wave incidence angles to the normal to the breakwater axis (40º, 55º, 65º, 75º and 90º). To analyze the wave run-up scripts were developed: temporal_RunUpV2auto.m, which is the main script in the wave run-up estimation and zero_crossing.m which is a function to identify the intersections of the zeros. It was also estimated the relative wave run-up through the empirical formulas of EurOtop 2018. The analysis of the data measured in the test was focused on Ru2%, the run-up height exceeded by 2% of the number of waves incident in the record, because if only 2% of the wave heights reach the crest of the breakwater, this number is considered so small, that it does not put in risk the stability of the breakwater, and it is not necessary to take special care with the slope on the lee side of the breakwater. The results showed that for the studied sea-waves scenarios, it will not be necessary to take special care with the slope on the lee side of the structure, since there are few sea states in which 2% of the waves exceeded the crest of the breakwater, inducing overtopping.
The present work aims to characterize the wave run-up, on rubble-mound breakwaters under conditions of oblique incidence of sea waves, in order to study the performance of these coastal structures, since little is known about the real probability of failure on existing structures under extreme wave conditions. For this study a stretch of a rubble mound breakwater (head and part of the adjoining trunk, with a slope of 1(V):2(H)) was built in the wave basin of the Leibniz University Hannover, the incidence angles to be tested ranged from 40o to 90o (wave direction parallel to the model axis). A total of 49 tests were performed, using two different water levels (0,60 m and 0,68 m) and five wave incidence angles to the normal to the breakwater axis (40º, 55º, 65º, 75º and 90º). To analyze the wave run-up scripts were developed: temporal_RunUpV2auto.m, which is the main script in the wave run-up estimation and zero_crossing.m which is a function to identify the intersections of the zeros. It was also estimated the relative wave run-up through the empirical formulas of EurOtop 2018. The analysis of the data measured in the test was focused on Ru2%, the run-up height exceeded by 2% of the number of waves incident in the record, because if only 2% of the wave heights reach the crest of the breakwater, this number is considered so small, that it does not put in risk the stability of the breakwater, and it is not necessary to take special care with the slope on the lee side of the breakwater. The results showed that for the studied sea-waves scenarios, it will not be necessary to take special care with the slope on the lee side of the structure, since there are few sea states in which 2% of the waves exceeded the crest of the breakwater, inducing overtopping.
Description
Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil, área de especialização em Hidráulica
Keywords
Agitação marítima Sea waves Ângulo de incidência oblíqua Oblique incidence angle Quebra-mares Breakwater Espraiamento Protection layer Ensaios em modelo físico Antifer elements
Citation
PINA, Vera Sofia Fernandes de - Análise de espraiamento em quebra-mares de taludes, sujeitos a estado de agitação de incidência oblíqua. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2020. Dissertação de mestrado.
Publisher
Instituto Superior de Engenharia de Lisboa