Avaliação da estabilidade de barragens brasileiras para acumulação de água submetidas a carregamentos sísmicos: estudo de caso da barragem Armando Ribeiro Gonçalves
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/55085 |
Resumo: | Barragens são estruturas complexas, submetidas a cargas praticamente constantes ao longo de sua vida útil. Essa condição de estabilidade pode ser modificada por carregamentos excepcionais, como sismos. O Brasil se encontra em posição intraplaca, possuindo níveis de risco sísmico considerados baixos, todavia, em especial em algumas regiões, como a região nordeste, esse risco sísmico pode ser relevante. Logo, se faz necessário desenvolver análises de estabilidade sísmica com barragens localizadas nessas regiões. Nesse contexto, a barragem Armando Ribeiro Gonçalves é uma das mais importantes da região nordeste, sendo marcada por relevante atividade sísmica documentada. Dessa forma, foram desenvolvidas análises dinâmicas com a barragem Armando Ribeiro Gonçalves, por dois métodos diferentes, objetivando entender seu comportamento quando submetida a diferentes níveis de carregamento sísmico, utilizando diferentes metodologias de análise. Foi avaliada a barragem em três níveis de água no reservatório. Foram desenvolvidas análises Tensão x Deformação e de estabilidade na condição estática, para servir de base e balizar as análises dinâmicas. Foram desenvolvidas de forma acoplada análises pseudo-estáticas, utilizando diferentes formas para definir os coeficientes de aceleração. Ademais, foram desenvolvidas também, de forma acoplada, análises dinâmicas com o modelo constitutivo Linear Equivalente e análises de estabilidade pós-sismo, utilizando acelerogramas definidos em função também de tempos de retorno entre 475 e 10.000 anos. Os resultados das análises pseudo-estáticas indicam estabilidade, utilizando as recomendações da ANA (2016), para os casos onde não se tenham estudos locais, e DSD (1973), e de Cruz et al. (2021 e 2022), considerando tempos de retorno de 475 e 975, e apresentam FS inadequados nas demais situações de análise. Os resultados de análise dinâmica indicam estabilidade nas análises desenvolvidas com sismos definidos para tempos de retorno entre 475 e 2.475 anos, sendo percebidas rupturas nas análises desenvolvidas em função do sismo definido para o tempo de retorno de 10.000 anos, causadas pelo aparecimento de poropressões. Foi percebida boa concordância entre os resultados para as metodologias distintas de análise, embora, a análise pseudo-estática seja incapaz de identificar rupturas causadas pelo aparecimento de poropressões. Por fim, foi possível perceber que, independentemente da metodologia adotada, o nível da água retido na barragem apresenta pouco efeito nas análises, sendo um efeito secundário, principalmente na face a jusante. |
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Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/55085Barragens são estruturas complexas, submetidas a cargas praticamente constantes ao longo de sua vida útil. Essa condição de estabilidade pode ser modificada por carregamentos excepcionais, como sismos. O Brasil se encontra em posição intraplaca, possuindo níveis de risco sísmico considerados baixos, todavia, em especial em algumas regiões, como a região nordeste, esse risco sísmico pode ser relevante. Logo, se faz necessário desenvolver análises de estabilidade sísmica com barragens localizadas nessas regiões. Nesse contexto, a barragem Armando Ribeiro Gonçalves é uma das mais importantes da região nordeste, sendo marcada por relevante atividade sísmica documentada. Dessa forma, foram desenvolvidas análises dinâmicas com a barragem Armando Ribeiro Gonçalves, por dois métodos diferentes, objetivando entender seu comportamento quando submetida a diferentes níveis de carregamento sísmico, utilizando diferentes metodologias de análise. Foi avaliada a barragem em três níveis de água no reservatório. Foram desenvolvidas análises Tensão x Deformação e de estabilidade na condição estática, para servir de base e balizar as análises dinâmicas. Foram desenvolvidas de forma acoplada análises pseudo-estáticas, utilizando diferentes formas para definir os coeficientes de aceleração. Ademais, foram desenvolvidas também, de forma acoplada, análises dinâmicas com o modelo constitutivo Linear Equivalente e análises de estabilidade pós-sismo, utilizando acelerogramas definidos em função também de tempos de retorno entre 475 e 10.000 anos. Os resultados das análises pseudo-estáticas indicam estabilidade, utilizando as recomendações da ANA (2016), para os casos onde não se tenham estudos locais, e DSD (1973), e de Cruz et al. (2021 e 2022), considerando tempos de retorno de 475 e 975, e apresentam FS inadequados nas demais situações de análise. Os resultados de análise dinâmica indicam estabilidade nas análises desenvolvidas com sismos definidos para tempos de retorno entre 475 e 2.475 anos, sendo percebidas rupturas nas análises desenvolvidas em função do sismo definido para o tempo de retorno de 10.000 anos, causadas pelo aparecimento de poropressões. Foi percebida boa concordância entre os resultados para as metodologias distintas de análise, embora, a análise pseudo-estática seja incapaz de identificar rupturas causadas pelo aparecimento de poropressões. Por fim, foi possível perceber que, independentemente da metodologia adotada, o nível da água retido na barragem apresenta pouco efeito nas análises, sendo um efeito secundário, principalmente na face a jusante.Dams are complex structures, that experience, in normal conditions, constant loads over this service life. This stability condition can be modified by exceptional loadings, like earthquake loads. Brazil is in an intraplate position, with low levels of seismic risk, however, especially in some regions such as the region northeast, this seismic risk may be relevant. Therefore, it is necessary develop analyzes of seismic stability with dams located in these regions. In this way, Armando Ribeiro Gonçalves dam is one of the most important dams in the northeast region, being marked by relevant and documented seismic activity. Before the presented, dynamic analyzes were developed with Armando Ribeiro Gonçalves dam, by two different methods, aiming to understand the Armando Ribeiro Gonçalves dam response when subjected to different levels of seismic loading, using different methodologies of analysis. The dam was evaluated at three water levels in the reservoir. Stress x Strain and stability analyzes were developed in the static condition, to enable the development and serve as a reference value to the dynamic analyses. Pseudo-static analyzes were developed in a way, using different methods to define the acceleration coefficients. In addition, dynamic analyzes with the Linear Equivalent constitutive model and post-earthquake stability analyzes were also developed, using accelerograms defined by return times between 475 and 10,000 years. The pseudo-static analyzes results indicate stability, using the recommendations of ANA (2016), to cases where isn’t a local study, DSD (USBR, 1973), and the method of Cruz et al. (2021 and 2022), considering return times of 475 and 975. The analysis presents inadequate safety factor in the other situations. The dynamic analysis results indicate stability for the analysis with earthquakes defined by return times between 475 and 2,475 years, with ruptures being perceived for the earthquake defined by return time of 10,000 years, caused by pore pressures appearance. A Good agreement was observed between the results for different analysis methodologies, although, the pseudo-static analysis is unable to identify ruptures caused by pore pressure appearance. Finally, it was possible to perceive that the water level retained in the dam has a smaller effect on stability, mainly on the downstream faceUniversidade Federal do Rio Grande do NortePrograma de Pós-graduação em Engenharia Civil e AmbientalUFRNBrasilAnálise pseudo-estática; Análise dinâmica; Linear Equivalente; Estabilidade.Avaliação da estabilidade de barragens brasileiras para acumulação de água submetidas a carregamentos sísmicos: estudo de caso da barragem Armando Ribeiro Gonçalvesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALAvaliacaoEstabilidadeBarragens_Medeiros_2023.pdfapplication/pdf3689658https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/55085/1/AvaliacaoEstabilidadeBarragens_Medeiros_2023.pdf423f9b2219465dff9e93b5ac174b2255MD51123456789/550852023-11-03 14:20:49.638oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/55085Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2023-11-03T17:20:49Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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