Estudo do comportamento estrutural de barragens arco-gravidade afetadas por expansões do betão. Aplicação à barragem da Bemposta

• Autor(a) principal: Rebelo, Rodolfo Pereira Basílio Trigoso
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/116924
• topic: Barragem da Bemposta; Reações expansivas; Fluência e relaxação; modelo numérico; Comportamento estrutural e térmico; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Civil

As barragens estão associadas ao Homem há milhares de anos, tendo um papel importante no desenvolvimento das sociedades, não só ao nível económico, como também ambiental e social. No último século, por apresentarem elevados riscos potenciais, foram implementados nas grandes barragens sistemas de observação que permitem acompanhar a resposta destas estruturas e avaliar a sua segurança. Nos últimos 50 anos têm-se verificado processos de deterioração progressiva em algumas barragens de betão, que se veio a constatar serem provocados por expansões no betão, devidas a reações de origem interna, principalmente reações álcalis-agregado e reações sulfáticas. As ex pansões são consequência das reações entre os minerais presentes nos agregados e os produtos existentes na pasta de cimento, que dão origem aos geles sílico-alcalinos ou à etringite retardada, que expandem ao absorverem água. Esta expansão provoca, em fases avançadas do processo, a fendilhação do betão e a degradação estrutural. Em Portugal têm sido estudadas várias barragens, do tipo gravidade e do tipo abóbada, afetadas por esta patologia, mas o conhecimento do comportamento de barragens do tipo arco gravidade é mais escasso. Foi esta a razão que motivou a realização desta dissertação, em que se usou, como caso de estudo, a barragem da Bemposta, uma estrutura do tipo arco-gravidade dotada de um grande vazamento no trecho inferior, cujo betão está afetado por reações expansivas mo deradas, do tipo álcalis-sílica. Para interpretação do comportamento observado da barragem, incluindo os efeitos das re ações expansivas, foi elaborado um modelo estrutural que considerou a evolução das propriedades do betão, nomeadamente da fluência e da relaxação, e a evolução das principais ações, designadamente da pressão hidrostática, das variações de temperatura e das expansões. As variações de temperaturas no corpo da barragem foram calculadas com um modelo térmico, que teve em consideração as temperaturas do ar e da água nas superfícies exteriores da barragem e os efeitos da radiação solar. Foi obtido um ajuste notável entre resultados da observação e da modelação estrutural, o que permitiu validar os modelos numéricos. Os resultados obtidos evidenciam que os efeitos das expansões são já dominantes no comportamento da obra, em termos dos deslocamentos horizontais e verticais e das tensões. Com base nos modelos desenvolvidos, foi realizada uma previsão do comportamento futuro da obra, considerando duas estimativas de evolução futura das expansões, uma otimista, em que as expansões estabilizam a curto prazo, com valores finais moderados, e uma pessimista, com um potencial remanescente de expansão significativo. Os resultados obtidos nestes dois cenários poderão contribuir para a balizagem do comportamento da obra num horizonte temporal de 20 anos.