[pt] Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de uma
ferramenta numérica para avaliação do fluxo saturado-não
saturado em encostas de grandes dimensões, com aplicação na
análise de estabilidade dessas áreas. Emprega-se o método
dos elementos finitos na solução da equação de Richards,
considerando a carga de pressão como variável primária e
utilizando formulação adequada para minimização dos
problemas de conservação de massa, freqüentemente,
associados a esse fato. O modelo constitutivo utilizado
para a curva característica e função de condutividade
hidráulica é o proposto por Van Genuchten (1980). Para
solução da não-linearidade, emprega-se um método quasi-
Newton (BFGS). Com o objetivo de minimizar os requisitos de
memória computacional, utiliza-se esquema de armazenamento
de matriz esparsa, associado ao método de gradiente
biconjugado, na solução do sistema de equações.
Paralelamente, é apresentado algoritmo de geração de malha
tridimensional de elementos finitos, a partir de uma malha
superficial de triângulos, representativa da topografia.
Análises numéricas são executadas com a finalidade de
validação do código gerado, comparando-se os resultados
obtidos com aqueles gerados por outros programas já
consagrados na literatura técnica. É proposta metodologia
para geração de mapas de susceptibilidade a escorregamentos
translacionais rasos, empregando-se o método do talude
infinito, associado à estrutura da malha de elementos
finitos e aos resultados do problema de fluxo, incorporando-
se, assim, o efeito do estado de não saturação na
resistência do material. / [en] The aim of this work is to develop a numerical tool for the
analysis of saturated-unsaturated flow in large scale
natural slopes, applied to the study of the stability of
these areas. The finite element method is applied to solve
the Richard`s equation, taking into account the pressure
head as the primary variable and using an adequate
formulation to minimize the mass conservation issues. The
constitutive model used to the characteristic curve and
hydraulic constitutive function is the one presented by van
Genuchten (1980). A quasi-Newton method (BFGS) is applied
for the solution of the non-linearity. A sparse matrix
storage scheme, with the objective of reducing the
computational memory requirements, is associated to the bi-
conjugated gradient method for the solution of the system
of equations. An algorithm of finite elements mesh is
presented, which generates the 3D mesh from a triangle
superficial mesh representing the relief. Numerical
analyses are performed in order to validate the code, by
comparing the results with those generated by others widely
known codes presented in the technical literature. A
methodology for the generation of susceptibility maps to
shallow translational landslides is delineated, which
employs the infinite slope method to the finite elements
mesh structure and the flow problem results, considering
the effect of the unsaturated state in the material
strength.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:11504 |
| Date | 02 April 2008 |
| Creators | MARCELO MIQUELETTO |
| Contributors | EURIPEDES DO AMARAL VARGAS JUNIOR |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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