[pt] A pesquisa apresenta uma análise do comportamento dinâmico da barragem de rejeitos Alpamarca localizada em região sismicamente ativa no centro do Peru. Estudos de ameaça sísmica constituem um aspecto fundamental no projeto de barragens de rejeito tendo em vista os grandes prejuízos ambientais, econômicos e sociais que a ruptura da estrutura, por carregamento dinâmico, possa produzir. Nesta pesquisa foram feitos estudos probabilísticos de ameaça sísmica utilizando o software de código aberto Openquake, que inclui leis de atenuação específicas para as condições geológicas do Peru. A simulação do comportamento dinâmico da barragem demandou a geração de terremotos de projeto com base no espectro de acelerações uniformemente provável determinado na investigação de ameaça sísmica e em função da classificação da barragem em relação a níveis de risco. No trabalho também são discutidas técnicas de tratamento dos acelerogramas, com o objetivo de diminuir o esforço computacional dos cálculos no domínio do tempo, porém sem perder precisão requerida para os resultados estimados. / [en] The research presents an analysis of the dynamic behavior of the Alpamarca tailings dam located in Junín, central Peru, because of the catastrophic effects of earthquakes that frequently occur on the western coast of South America. Dam from the 4670 m elevation. Up to the elevation 4703 m. Under the sea level, with the purpose of supplying the demand for tailings generation in the mining area. The tailings dams are important structures due to the storage of contaminant residues that would shave the environment in the event of a collapse or rupture, which is indispensable to carry out studies to characterize their seismic behavior. In this research, probabilistic seismic threat studies were performed using the OpenQuake software, working with the regional seismicity and soil attenuation law of Peru. Dynamic behavior analysis was performed using the FLAC 2D software, based on the finite difference method. The simulation of the seismic behavior of the dam is made by discussing several important aspects that should be considered for a correct analysis such as the selection of the project earthquake, the filtering of high frequencies to minimize the number of elements of the mesh, the introduction of Quiet conditions, the choice of constituent models including the incorporation of hysteretic damping, among other points.

[pt] Sismos são considerados um dos desastres naturais mais catastróficos devido ao seu imenso potencial destrutivo, à extensão dos seus efeitos e pela sua súbita e inesperada ocorrência, podendo desencadear sérias consequencias como deslizamentos de encostas, liquefação de solos, corrida de detritos, etc. O estudo da estimativa da ameaça sísmica é de grande importância na engenharia geotécnica, principalmente em obras especiais como barragens, dos pontos de vista sócio econômico, ambiental e de segurança. Análises sísmicas destas geoestruturas mesmo em zonas de baixa sismicidade, como no Brasil, devem ser consideradas como consequência natural de uma boa prática de projeto, pois tais instalações precisam manter-se seguras e em funcionamento durante a sua vida útil, visando à segurança e bem estar da população em geral. A motivação principal da presente dissertação é reunir informações e apresentar métodos de estudo de ameaça sísmica e da resposta dinâmica de obras de terra. Um sistema de contenção de rejeitos de bauxita localizado na Jamaica, em zona de alta atividade sísmica, é analisado procurando-se estabelecer as características fundamentais do terremoto de projeto a partir de uma análise probabilística de ameaça sísmica regional. A estabilidade dos taludes do dique de contenção, bem como os deslocamentos permanentes provocados pelo sismo, são estimados por metodologias simples (método de estabilidade pseudo-estático, método de Newmark) e soluções mais complexas baseadas no método dos elementos finitos. / [en] Earthquakes are considered one of the most catastrophic natural disasters due to its immense destructive potential, the extent of its effects and its sudden and unexpected occurrence, which can trigger serious consequences such as landslides, soil liquefaction, debris flow, etc. The study of seismic hazard is of great importance in geotechnical engineering, especially in cases involving special structures such as earth dams, under the socio-economic, environmental and security points of view. Seismic analysis of such special structures, even in areas of low seismicity as in Brazil, should be considered as a natural consequence of good design practice, since these facilities do need to remain safe and operational during their entire lifetime. The main motivation of this dissertation is to gather information and to present and discuss methods for the estimate of the seismic hazard and evaluation of the dynamic response of earth works. A tailings dam system located in Jamaica, within an area of high seismic activity, is analyzed in this dissertation, with the objective to establish the fundamental characteristics of the earthquake design from a probabilistic analysis of the regional seismic hazard. The slope stability of the dike and the permanent displacements caused by the earthquake are estimated by simple methods (pseudo-static stability method, Newmark method) and more complex solutions based on the finite element method.

[pt] Apresenta-se uma metodologia geral para a avaliação do risco sísmico em sistemas estruturais de engenharia civil com particularizações para edifícios e, a seguir, executam- se aplicações para exemplificar a proposta e para o desenvolvimento de procedimentos complementares aos adotados na prática por métodos determinísticos. Para tal, considera-se a excitação sísmica como um processo aleatório fracamente estacionário, definido por uma função de densidade de espectro de potência da aceleração do movimento do terreno e, no domínio da frequência, determinam-se funções semelhantes para as respostas estruturais. Considera-se, a seguir, o problema de primeira ultrapassagem, de acordo com a solução de Vanmarcke, para determinar a distribuição de probabilidade das respostas estruturais permanecerem abaixo dos níveis numericamente especificados, designados de barreiras. A partir dessas probabilidades, prossegue-se para desenvolver: - uma metodologia para análise de risco sísmico de estruturas prediais, incluindo uma fase preliminar de avaliação da ameaça sísmica para o território nacional; - recursos para avaliação do compromisso probabilístico entre uma função de densidade de espectro de potência da excitação sísmica, para uma região, e um espectro de resposta de projeto proposto para o mesmo local; - o conceito e o procedimento para geração de um espectro de resposta uniformemente provável a ser utilizado para análise do sistema principal e de um espectro de resposta acoplado uniformemente provável para o caso dos sistemas secundários; - uma comparação entre a capacidade a ações horizontais eólicas de estruturas prediais correntes, no Brasil, e o significado dessa resistência para os requisitos de demanda decorrente dos sismos prováveis; - um procedimento para geração de uma função de densidade de espectro de potência objetivo associada a um espectro de resposta de projeto prescrito. A implementação computacional da análise estrutural no domínio da frequência utiliza parcialmente o programa SASSI-2000 e a análise probabilística usa os programas APESS e CA desenvolvidos internamente ao trabalho. / [en] One presents a general methodology to the evaluation of the seismic risk to civil engineering structures, with emphasis to building systems, and in sequence a series of applications is made to exemplify this proposal and to develop complementary procedures to the deterministic structural analysis. On this way, one considers the structural seismic excitation as a weakly stationary random process mainly defined by a ground acceleration power density function and one determines, in the frequency domain, similar structural response quantity functions. One applies, to this response functions, the first passage problem solution according to Vanmarcke and so determining the distribution probability functions of these maximum structural response quantities to remain below specified numerical levels, which are called barriers. From these probability distributions, one proceeds to develop: − a methodology to the structural seismic risk analysis, including a previous phase to define the seismic hazard over the Brazilian territory; − tools to evaluated the probabilistic compromise between a power spectrum density function of the seismic excitation for a region and a design response spectrum proposed to the same area; − the idea of a uniformly probable design response spectrum and the procedures to generate this function to be used in the analyses of the primary system; and to produce a uniformly probable coupled response spectrum for the analyses of secondary systems; − a comparison between the wind horizontal action capacity of regular building structures in Brazil and the capability which would be expected to the seismic hazard; − a procedure to generate a target power spectrum density function for the seismic hazard probabilistically associated to a prescribed design response spectrum for a site. The computational support to the frequency domain structural analysis is taken partially from SASSI-2000 program and the probabilistic paths are made by APESS and CA programs which have been developed inside this work.