Efeitos do carregamento cíclico da onda sobre leitos marinhos vistos como meios poroelásticos saturados

• Autor(a) principal: Quiuqui, João Paulo Chodacki
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/221608
• topic: Ondas do mar; Estruturas marítimas; Porosidade; Mecânica dos solos; Marine waves; Poroelasticity; Quasi-static and dynamic analysis; Seabed stability

Os fenômenos associados à interação dinâmica entre ondas e leitos marinhos porosos são objeto de intensas pesquisas ao redor do mundo. O assunto é de extrema importância para a análise da estabilidade de estruturas portuárias e offshore, taludes e dutos submarinos, por exemplo. No presente trabalho, modelos analíticos para representação das tensões, poropressão e deslocamentos induzidos por ondas em leitos marinhos porosos foram formulados, considerando estes últimos como meios poroelásticos saturados. O carregamento do solo marinho, descrito como a pressão dinâmica gerada pela propagação da onda, foi obtido através da teoria linear de ondas. Deu-se ênfase nas diferentes abordagens das equações governantes, tendo sido resolvido o problema quase-estático bem como o dinâmico, mostrando assim a relevância e limitação de uma análise quase-estática. A formulação analítica abordou, através de condições de contorno específicas, duas configurações geométricas distintas: camada de solo submarinho com espessura finita e infinita. A análise dos resultados indica que a solução obtida para a configuração infinita fornece uma aproximação relevante do estudo poromecânico para solos submarinhos com espessura menores que o comprimento da onda. Baseando-se nas soluções analíticas previamente desenvolvidas, um estudo paramétrico foi realizado para a avaliar a influência de vários parâmetros relevantes do problema poromecânico. Em particular, este estudo preliminar indica que a espessura da lâmina de água e o coeficiente de permeabilidade são fatores fundamentais controlando a resposta poromecânica do solo submarinho. A última parte da dissertação é dedicada a uma primeira abordagem da estabilidade de massas submarinhas sob a ação do carregamento induzido pelas ondas, através da introdução de um critério de Mohr-Coulomb em tensões efetivas. No contexto do método estático da teoria da Análise Limite, as distribuições de tensões e poropressão obtidas em poroelasticidade são empregadas para formular uma condição suficiente para a estabilidade do maciço submarinho. Ilustrações numéricas permitem identificar as superfícies onde o limite em cisalhamento é atingido, sugerindo falha potencial.