Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Vias de Comunicação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Estruturas). Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Civil, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Rogério Martins

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Civil, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Capa e folha de rosto encabeçadas com "Universidade do Porto - Faculdade de Engenharia" mas no local menciona Lisboa / Dissertação aresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Civil, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação dos Prof. Doutor Sêco e Pinto, Armando Campos e Matos e Guedes Coelho

o objetivo deste trabalho é a análise de barragens de gravidade de concreto desde a faseda sua construção até sua completa entrada em serviço. Inicialmente é feita a análise da fase construtiva, onde o problema fundamental é devido às tensões térmicas decorrentes do calor de hidratação. O método dos elementos finitos é empregado para a solução dos problemasde transferência de calor e de tensões. A influência da construção em camadas é introduzidaatravés da redefinição da malha de elementos finitos, logo após o lançamento de cadacamada de concreto. Uma atenção especial é dada ao problema de fissuração em estruturas de concreto simples.Algunsmodelos usuais são apresentados, discutindo-se a eficiência dos mesmos. Os modelosde fissuração distribuída têm sido preferidos, em virtude dos vários inconvenientes apresentados pelas formulações discretas. Esses modelos, entretanto, fornecem resultados dependentesda malha de elementos finitos e alguma consideração adicional deve ser feita para corrigiressas distorções. Normalmente, tenta-se corrigir esse problema através da adoção de umaresistênciaà tração minorada que é definida em função da energia de fratura do material. Neste trabalho, é demonstrado que esse procedimento não é satisfatório e é proposta uma novaformulaçãopara a análise de grandes estruturas de concreto. A análise das tensões na etapa de construção da barragem é feita com o emprego de um modelo constitutivo viscoelástico com envelhecimento para o concreto. Em virtude do envelhecimento,a matriz de rigidez da estrutura é variável no tempo, devendo ser redefinida e triangularizadaem cada instante. Isto leva a um grande esforço computacional, sobretudo, quandoa barragem é construída em muitas camadas. Para evitar esse inconveniente, adota-se um procedimento iterativo que permite que a matriz de rigidez seja redefinida em poucas idadesde referência. Numa segunda etapa da análise, a barragem é submetida à pressão hidrostática e a uma excitação sísmica. A análise dinâmica é realizada considerando-se o movimento do sistema acoplado barragem-reservatório-fundação. O sismo é considerado um processo estocásticonão estacionário e a segurança da estrutura é determinada em relação aos principais modos de falha / Analysis of concrete gravity dams during their construction stages and when they are subjectedto seismicloads is the objective of this work. Initially,thermal stresses due to hidratation heating are computed using the finite. elementmethod to solve the heat transfer and the mechanical problems, respectively. After eachconcrete layer is added during the construction stage, the finite element mesh is redefined. Spetial attention is given to concrete cracking. Some usual models are presented and their efficiencyare discussed. As several difficulties arise when a discrete formulation is used, a distributedmodel is preferred. Results obtained with distributed cracking formulations are usually dependent of the finite element mesh employed in the system; thus, additional assumptionsmay be used in order to avoid such distorsions. Commonly, an equivalent tensile strengthdefined as a function of the material ffacture energy is used, but this procedure is not satisfactoryand a new formulation for large concrete structures is proposed in this work. Stress analysis during construction stages is carried out using a viscoelastic constitutive model including aging effects. As in this case the stiffness matrix is time dependent, as iterative procedure defining the coefficient matrix of the algebric systems of equationsonlyin few time steps is used in order to avoid a significativecomputational effort. In a second stage, the concrete gravity dam is subjected to hydrostatic pressure an to a non stationary stochastic earthquake excitation. The dynamic analysis is accomplished consideringthe coupled system dam-reservoir-foundation and structural safety is determined withrespectto the mainfailure modes.

Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2016-04-01T15:32:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoPotencialLiquefação.pdf: 6785938 bytes, checksum: 70f067e4a97d0a27c65b1b946fbe7903 (MD5) / Rejected by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br), reason: PDF não abre on 2016-04-13T13:32:40Z (GMT) / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2016-04-13T13:37:52Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO_EstudoPotencialLiquefação.pdf: 6785938 bytes, checksum: 70f067e4a97d0a27c65b1b946fbe7903 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2016-04-13T14:17:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO_EstudoPotencialLiquefação.pdf: 6785938 bytes, checksum: 70f067e4a97d0a27c65b1b946fbe7903 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-13T14:18:18Z (GMT). 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Além da possibilidade de saturação completa, os rejeitos granulares dispostos podem também apresentar densidades relativamente baixas, favorecendo, desta forma, a ocorrência de fenômenos associados à liquefação. Nesse sentido, o conhecimento dos mecanismos de rupturas dos sistemas de contenção de rejeitos, associadas à liquefação, constitui uma condição relevante para a garantia de condições de segurança e, consequentemente, redução de impactos ambientais negativos causados por eventuais rupturas desses sistemas. O fenômeno da liquefação está diretamente relacionado à perda repentina da resistência dos materiais granulares, fofos e saturados, induzida por uma redução significativa das tensões efetivas e, em conseqüência, por um desenvolvimento de elevadas poropressões. O mecanismo, em muitos casos, é causado pelos efeitos de vibrações, associadas os eventos sísmicos ou detonações. Por outro lado, em regiões assísmicas, caso do Quadrilátero Ferrífero, o fenômeno pode ocorrer mesmo sob carregamentos estáticos. Para a investigação da susceptibilidade à liquefação dos rejeitos granulares de minério de ferro, foram coletadas amostras em seis diferentes sistemas de contenção da região do Quadriláreto Ferrífero e realizado um amplo programa experimental. Os estudos consistiram de séries de ensaios triaxiais não-drenados, em amostras adensadas isotropicamente. Os resultados obtidos são apresentados e discutidos nesta dissertação, constatando-se a possibilidade de ocorrência do fenômeno em rejeitos de minério de ferro e demonstrando a consistência das metodologias de avaliação adotadas. ________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The region known as Quadrilátero Ferrífero, in the state of Minas Gerais, Brazil, extends over an area of 7000 km² and it is distinguished by its huge ore deposits, particularly iron ore. New technologies for ore production have led to a continuous increase in productivity, but also have conduced to an increase in the mining tailings prodution. The appropriate storage and disposition of these mining tailings is a big issue, since it demands special care in terms of general safety and stability. Possible failure of tailings containment systems can lead to significant negative environmental impacts. Besides its capacity for complete water saturation, the disposed granular tailings can be found in relatively low densities, which, in turn, can lead to liquefaction process. In this way, it is relevant to understand the failure mechanisms associated to the tailings liquefaction so as to assure reasonable safety conditions and reduce environmental impacts. The liquefaction process is strictly related to the abrupt loss of shear strength of loose, saturated and coarse grains. It is induced by a significant decrease in the effective stress and the consequent increase in pore pressure, which, in turn, can be related to vibration, seismic events and the use of explosives. Liquefaction may also be present in non seismic regions, as the case of the Quadrilátero Ferrífero, due to static loading. In this work iron ore tailings were investigated for their susceptibility to liquefaction. For that, tailings samples were collected in six different tailing containment systems of the Quadrilátero Ferrífero, followed by an extensive laboratory program. Many series of triaxial tests under undrained conditions were performed in isotropically consolidated samples. The results of these tests are presented and discussed in this Dissertation, showing that the occurrence of liquefaction is a possibility for iron ore tailings, corroborating also the methods used for evaluating this phenomenon.