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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11602
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Análise tensão deformação de uma barragem de concreto em solo residual preponderantemente anisotrópico. |
Título(s) alternativo(s): | Analysis strain stress of a concrete dam in residual soil predominantly anisotropic. |
Autor: | Leão, Marcio Fernandes |
Primeiro orientador: | Pacheco, Marcus Peigas |
Primeiro coorientador: | Danziger, Bernadete Ragoni |
Primeiro membro da banca: | Sieira, Ana Cristina Castro Fontenla |
Segundo membro da banca: | Freitas, Alessandra Conde de |
Resumo: | Estudos de fundações de obras de arte, como barragens de concreto-gravidade e barragens de terra, devem contemplar todos os esforços atuantes no maciço de fundação, principalmente as tensões e as deformações esperadas durante todo o processo construtivo e no período pós-construtivo. Quando essas estruturas são apoiadas sobre rochas de boa sanidade, a escolha do barramento geralmente favorece a implantação de barragens de concreto. Entretanto, quando os maciços de fundação são formados por solos, a opção técnica geralmente mais bem aceita é quanto à utilização de barragens de terra. Em ambos os casos, as análises de estabilidade e de deformação são desenvolvidas por métodos analíticos bem consolidados na prática. Nas condições mais adversas de fundação, seja em rochas ou em solos com marcante anisotropia e estruturas reliquiares herdadas da rocha-mãe, a utilização de modelos constitutivos anisotrópicos em análises por elementos finitos propicia simulações mais realistas dessas feições estruturais, contribuindo para o seu melhor conhecimento. O presente trabalho teve por objetivo demonstrar a utilização de um modelo constitutivo anisotrópico no estudo da fundação da Barragem San Juan, localizada na República Dominicana, que foi concebida como uma estrutura tipo concreto-gravidade apoiada sobre solos residuais jovens altamente anisotrópicos. Nessa obra, apesar de sua pequena altura, a presença marcante de descontinuidades ensejou um estudo mais detalhado do comportamento tensão-deformação da fundação, levando em conta o levantamento detalhado da atitude das descontinuidades presentes no maciço e os resultados de ensaios de resistência em planos paralelos e normais às descontinuidades. Para a estimativa de deformações, os respectivos módulos de Young (Es) foram estimados com base em correlações com a resistência à penetração SPT desenvolvidas nesta dissertação, a partir de um estudo estatístico baseado em várias publicações disponíveis na literatura. As análises numéricas por elementos finitos foram desenvolvidas através do programa Plaxis 2D, utilizando-se como modelo constitutivo aquele denominado The Jointed Rock Model , que é particularmente recomendado para análises de estabilidade e deformação de materiais anisotrópicos. Os resultados das análises numéricas foram comparados com as análises de equilíbrio limite elaboradas para o projeto executivo da referida barragem, pelo programa Slope, utilizando o método rigoroso de Morgenstern e Price, que se mostrou conservador. Os resultados das análises numéricas mostraram sua inequívoca versatilidade para a escolha de opções de reforço da fundação, através de dentes que objetivavam o aumento das condições de estabilidade da barragem. |
Abstract: | The design of engineering structures such as concrete-gravity and earth dams should account for all forces acting on the foundation to predict stresses and strains throughout the construction and post-constructive periods. For good quality rocks, the most common choice generally favors the use of concrete dams. However, for soil foundations, the most accepted solutions rely on earth dams. In both cases, classical limiting equilibrium stability analyses and isotropic numerical stress-strain analyses are commonly used in design. Under more adverse foundation conditions, the behavior of rocks and soils with marked anisotropy and inherited relict structures, anisotropic constitutive models provide predictions that are more realistic and contribute to a better understanding of these structural features. This dissertation aimed to demonstrate the use of an anisotropic constitutive model in the stability analysis of the foundation of the San Juan Dam, in the Dominican Republic, which was conceived as a concrete gravity-type structure supported by highly anisotropic young residual soils. Despite the small height of this dam, the intense presence of discontinuities has resulted in more detailed stress-strain analyses of the foundation, taking into account a detailed survey of the discontinuities in the soil mass and the results of direct shear tests parallel and normal to the most dominant discontinuities. To estimate settlements, the Author developed statistic correlations to estimate the Young's modulus (Es) based on many correlations of the shear wave velocity vs versus the SPT blow count based on many publications available in the literature. The Author carried out the analyses by the finite element program Plaxis 2D, using the constitutive model The Jointed Rock Model , which is particularly recommended for stability and stress-strain analyses of anisotropic materials. The numerical results were compared to limit equilibrium analyses carried out for the design of the San Juan Dam using he rigorous method of Morgenstern and Price, which proved to be conservative. The numerical analyses clearly showed the versatility of the numerical model to improve the overall stability of the dam by means of a cut off trench through the anisotropic soil foundation. |
Palavras-chave: | Civil Engineering Residual Soil Anisotropy Concrete-Gravity Dams Anisotropic Constitutive Model Engenharia Civil Solo Residual Anisotropia Barragem Concreto-Gravidade Modelo Constitutivo Anisotrópico |
Área(s) do CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
Idioma: | por |
País: | BR |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
Citação: | LEÃO, Marcio Fernandes. Análise tensão deformação de uma barragem de concreto em solo residual preponderantemente anisotrópico.. 2015. 147 f. Dissertação (Mestrado em Estruturas; Geotecnia; Construção Civil) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2015. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11602 |
Data de defesa: | 1-Abr-2015 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Civil |
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