Modelo em elementos finitos para solução do problema hidromecânico em barragens de concreto

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: SOUZA, Josinaldo Leandro de
• Orientador(a): RIBEIRO, Paulo Marcelo Vieira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Engenharia Civil
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Barragens concreto; Elementos finitos; Análise hidromecânica; Análise estática; ABAQUS; Plug-in
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/61932

As barragens como estruturas hidráulicas necessitam do estudo de tensões que consideram todas as ações possíveis, principalmente as hidromecânicas. As metodologias mais modernas de barragem de concreto recomendam o método dos elementos finitos para obtenção dos esforços internos. A modelagem numérica de barragens deve empregar alguns procedimentos: (i) escolha do tipo de elemento, (ii) aplicação das condições de contorno e (iii) ação do carregamento externo. As normas técnicas direcionadas para barragens de concreto sempre indicam a importância de considerar a ação da poropressão no interior da barragem, mas há poucas metodologias que orientem claramente como proceder. O presente trabalho apresenta um estudo focado na obtenção e comparação de modelagens numéricas na situação estática estrutural e a hidrodinâmica acoplada, pois a principal diferença dessas análises é a ação da poropressão no modelo hidrodinâmico. Vários tipos de modelos foram empregados para comparar o procedimento de obtenção da poropressão, incluindo um exemplo prático para o fluxo em meio poroso. As modelagens numéricas foram desenvolvidas pelo software computacional para elementos finitos ABAQUS/CAE. As modelagens foram bidimensionais de forma progressivas iniciando com a comparação de um modelo com seção simples. Em seguida, é estudada a barragem de Jucazinho com vários tipos de camadas diferentes. A modelagem da barragem de Jucazinho foi implementada de várias formas: (i) Modelo Íntegro, (ii) Modelo com camada de concreto convencional na face montante, (iii) Modelo com dreno no interior da galeria de drenagem e (iv) Modelo com camada de concreto convencional e dreno no interior da galeria. As comparações realizadas indicam que os modelos com a consideração da camada de concreto convencional na face montante apresentam os valores das tensões principais mais consistentes que os demais modelos, pelo fato da distribuição interna da poropressão. Por fim, é elaborado um código de programação direcional para ABAQUS para a implementação e cálculo do modelo numérico de barragens de concreto, de forma que o modelo contenha todas as considerações de carregamento, tipo elemento, condições de contorno e o tipo de formulação numérica a ser utilizada.