Estudo da influência da forma dos detritos nas cavidades de erosão junto de pilares de pontes através do FLOW-3D

• Autor(a) principal: Mendonça, Inês Sofia Pereira
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/8457
• topic: Cavidades de Erosão; Detritos; Erosões Localizadas.; Modelação Numérica; Pilar Cilíndrico; Software Flow-3d; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Civil

Frequentemente as pontes possuem fundações inseridas no leito dos rios constituído por material aluvionar. Em consequência, ficam sujeitas aos processos erosivos que se desenvolvem junto destas, aspeto que se agrava durante a ocorrência de cheias, por um lado, devido ao aumento de caudais e por outro, devido ao aumento dos detritos transportados pelo escoamento, que se acumulam junto aos elementos estruturais das pontes. Os detritos, maioritariamente materiais lenhosos flutuantes, podem levar à obstrução parcial dos seus vãos ou à acumulação juntos aos seus pilares e apresentam consequências em termos de redução de capacidade de vazão e de alteração da morfologia das cavidades de erosão, respetivamente. A dimensão, a forma e a localização dos detritos são características que devem ser consideradas na previsão da profundidade das cavidades de erosão. O presente estudo, dando valor ao avanço que as tecnologias proporcionam através da modelação numérica, pretende contribuir para alargar o conhecimento sobre a influência que os detritos têm na profundidade das cavidades de erosão junto de pilares cilíndricos, para escoamentos sem transporte sólido generalizado, recorrendo para o efeito ao programa FLOW-3D. Neste âmbito, foi realizada a modelação numérica do canal hidráulico existente no Laboratório de Hidráulica Fluvial e das Estruturas da Universidade da Beira Interior. A primeira fase do trabalho teve como objetivo calibrar o modelo computacional com o modelo experimental e validar os resultados obtidos pela simulação numérica; a segunda fase visou analisar o impacto causado pelos detritos nas cavidades de erosão. Para isso, foram realizadas 5 simulações: a primeira para um pilar isolado, sem a presença de detritos, e as seguintes com a presença de detritos nas suas formas mais comuns, triangular e retangular. Os resultados obtidos através do FLOW-3D permitiram constatar que os detritos simulados com a caixa retangular flutuante origina maior profundidade máxima da cavidade de erosão e que os detritos simulados com a caixa triangular no fundo foi a que apresentou menor profundidade máxima da cavidade de erosão, tal como verificado em ensaios experimentais. No entanto, os resultados obtidos através do FLOW-3D são significativamente inferiores aos obtidos experimentalmente, ~ 30 %.