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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/57063| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Análise com acoplamento hidromecânico da barragem Cipoada (CE) considerando a influência de zonas não saturadas no Comportamento do maciço compactado |
| Título em inglês: | Analysis with hydromechanical coupling of the Cipoada dam (CE) considering the influence of unsaturated zones on the behavior of the compacted massif |
| Autor(es): | Abreu, Ammanda Aragão |
| Orientador: | Silva Filho, Francisco Chagas da |
| Palavras-chave: | Acoplamento hidromecânico;Solos não saturados;Modelo BBM |
| Data do documento: | 2021 |
| Citação: | ABREU, Ammanda Aragão. Análise com acoplamento hidromecânico da barragem Cipoada (CE) considerando a influência de zonas não saturadas no Comportamento do maciço compactado.2021.166f. . Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Geotécnica) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Geotécnica, Fortaleza, 2021. |
| Resumo: | O acoplamento hidromecânico e a adoção de um modelo constitutivo para solos não saturados em barragens de terra possibilitam uma análise mais realista do seu comportamento, tendo em vista que o fluxo saturado e não saturado ocorre permanentemente durante sua operação, alterando o estado de tensões do maciço e provocando deformações. Essa pesquisa consistiu na realização de uma análise com acoplamento hidromecânico da barragem Cipoada, localizada em Morada Nova (CE), considerando a existência de zonas não saturadas no maciço compactado. Para isto, foi utilizado o modelo BBM (Barcelona Basic Model), que adota uma relação elastoplástica para solos não saturados proposto por Alonso, Gens e Josa (1990). Os parâmetros mecânicos e hidráulicos do solo, necessários para a realização da simulação numérica, foram determinados a partir da execução de uma série de ensaios de laboratório (ensaios de caracterização, papel filtro, cisalhamento direto, adensamento edométrico e permeabilidade). Para a realização dos ensaios de cisalhamento direto e adensamento edométrico optou-se por uma metodologia simplificada, sem o controle da sucção, devido a indisponibilidade de equipamentos com esta tecnologia. A simplificação utilizada consistiu na realização de ensaios com umidade conhecida, nos quais a sucção da amostra ensaiada foi determinada a partir da curva de retenção de água no solo. A análise acoplada da barragem Cipoada foi realizada no programa de elementos finitos CODE_BRIGHT (COupled DEformation and BRine, Gas and Heat Transport) e consistiu na simulação do enchimento e do esvaziamento do reservatório, utilizando os volumes reais de armazenamento de água durante os anos de 1992 à 2016. A partir da simulação acoplada executada, foi possível analisar o efeito da variação da poropressão nas tensões e deformações do maciço, bem como analisar a influência das deformações volumétricas na porosidade do solo. Os resultados mostraram que o modelo BBM descreveu de forma satisfatória o comportamento da barragem. Foi verificado em determinados pontos escolhidos no maciço, que durante o enchimento, o solo apresentou plastificação ao ser submetido a uma trajetória de aumento de tensão e diminuição de sucção. Já durante o esvaziamento, nesses pontos, o solo retornou ao domínio elástico ao ser submetido a uma trajetória de redução de tensão e aumento da sucção. Constatou-se, também, que o sistema de drenagem interno da barragem influenciou de forma significativa no comportamento hidromecânico do maciço e um possível funcionamento inadequado acarreta um aumento de até 75% nos deslocamentos totais da barragem. |
| Abstract: | Hydromechanical coupling and the adoption of a constitutive model for non-soils saturated in earth dams allow a more realistic analysis of their behavior, bearing in mind that the saturated and unsaturated flow occurs permanently during its operation, changing the state of stresses of the massif and causing deformations. This research consisted of carrying out an analysis with hydromechanical coupling of the Cipoada dam, located in Morada Nova (CE), considering the existence of unsaturated areas in the massif compressed. For this, the BBM model (Barcelona Basic Model) was used, which adopts a elastoplastic relationship for unsaturated soils proposed by Alonso, Gens and Josa (1990). You mechanical and hydraulic parameters of the soil, necessary for carrying out the simulation numerical data, were determined from the execution of a series of laboratory tests (characterization tests, filter paper, direct shear, edometric densification and permeability). For conducting the direct shear and densification tests edometric method, we opted for a simplified methodology, without the suction control, due to unavailability of equipment with this technology. The simplification used consisted of carrying out tests with known humidity, in which the suction of the tested sample was determined from the soil water retention curve. The coupled analysis of the dam Cipoada was performed in the finite element program CODE_BRIGHT (COupled DEformation and BRine, Gas and Heat Transport) and consisted of the simulation of the filling and emptying the reservoir, using the actual water storage volumes from 1992 to 2016. From the coupled simulation performed, it was possible to analyze the effect of the variation of the poropressure in the stresses and deformations of the massif, as well as to analyze the influence of volumetric deformations on soil porosity. The results showed that the BBM model satisfactorily described the behavior of the dam. It was verified at certain points chosen in the massif, that during filling, the soil presented plasticization when subjected to a trajectory of increased tension and decreased suction. During emptying, at these points, the soil returned to the elastic domain when subjected to to a trajectory of reduced tension and increased suction. It was also found that the internal drainage system of the dam significantly influenced the behavior hydromechanical of the massif and a possible improper functioning leads to an increase of up to 75% in the total displacements of the dam. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/57063 |
| Aparece nas coleções: | DEHA - Dissertações defendidas na UFC |
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