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[pt] ANÁLISE NUMÉRICA DE QUEDA DE BLOCOS DE ROCHA ATRAVÉS DO MÉTODO DO PONTO MATERIAL / [en] NUMERICAL ANALYSIS OF ROCKFALLS USING MATERIAL POINT METHODLUAN PASCOAL DOS SANTOS 07 January 2025 (has links)
[pt] O trabalho propõe uma análise comparativa de modelos numéricos computacionais para simulação de processos de queda de blocos de rocha, assim como um estudo paramétrico com diferentes geometrias para avaliar trajetória dos blocos e a dissipação de energia cinética durante o evento. Para as simulações foram utilizados o software RAMMS Rockfall e o Método do Ponto Material (MPM). Ambos os métodos serão aplicados na análise de casos hipotéticos e reais de quedas de blocos na região sudeste do Brasil. módulo Rockfall do RAMMS, utiliza um algoritmo de
corpo rígido para simular a queda dos blocos sobre um terreno tridimensional.
utilizando-se de conceitos de dinâmica não suave com uma modelagem de contatos com restrições unilaterais e considerando a penetração do bloco na superfície através de uma abordagem simplificada. O MPM é um método numérico que combina as abordagens Lagrangeana e Euleriana, no qual o domínio geomecânico é discretizado em um conjunto de pontos materiais que armazenam as informações Lagrangeanas do problema, tais como velocidade e tensão, durante o processo de deformação e o espaço de análise é definido por uma malha Euleriana. Uma vez que, a cada passo de tempo, a malha retorna à configuração inicial, o MPM é livre de distorções, sendo adequado para análise de problemas de grandes deformações como queda de blocos de rocha. Para a resolução dos problemas através do Método do Ponto Material, será utilizado o simulador numérico computacional MPM-
PUCRio, desenvolvido por Fernández (2020), onde as equações de movimento são resolvidas por meio de integrações explícitas. / [en] This dissertation puts forward a comparative analysis of computational numerical models to the simulatioh of rockfall processes, as well as a parametric study with different geometries, to evaluate the trajectory of the blocks and the dissipation of kinetic energy during the event. For the simulations, the RAMMS: Rockfall software and the Material Point Method (MPM) are operationalized. Both methods are applied in the analysis of hypothetical and real cases of rockfalls in Southeast Brazil. The RAMMS:Rockfall module employs a rigid body algorithm to simulate the rockfall on a three-dimensional terrain, exploring concepts of non-smooth dynamics with a contact modeling with unilateral constraints and considering the penetration of the block in the surface through a simplified approach. MPM is a numerical method that combines the Lagrangian and Eulerian approaches, in which the geomechanical domain is discretized into a set of material points that store the Lagrangian information of the problem, such as velocity and tension, during the deformation process, and the analysis space is defined by an Eulerian mesh. Once at each time step, the mesh returns to the initial configuration, MPM is distortion-free, being suitable for the analysis of large deformation problems, such as rockfalls. In order to solve problems using the Material Point Method, the numerical computational simulator MPM-PUCRio, developed by Fernández (2020) is mobilized. In this equipment, the equations of motion are solved through explicit integrations.
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