Aplicação da mecânica de fratura à análise de fundações de barragens de concreto fundadas em rocha

• Main Author: Herrera López, Rossana
• Other Authors: Celestino, Tarcisio Barreto
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2005
• Subjects: barragem; dam; damage model; fracture mechanics; fracture propagation; fundação rochosa; mecânica da fratura; modelo do dano; propagação da fratura; rock foundation; zona tracionada
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-15032006-093646/

O presente trabalho de pesquisa está relacionado à análise do progresso do fraturamento na zona tracionada de fundações rochosas de barragens de concreto e suas conseqüências nas avaliações de estabilidade global. Tomou-se como exemplo a barragem de Porto Primavera de propriedade da CESP (Companhia Energética de São Paulo), situada entre os estados de São Paulo e Mato Grosso do Sul, Brasil. Com a ajuda de modelos elaborados com elementos finitos e sob a ótica da mecânica da fratura não linear e da mecânica do dano, analisa-se o desenvolvimento da fratura mediante uma avaliação iterativa tensão-deformação e carga hidráulica. Devido ao carregamento progressivo de água, realiza-se a análise iterativa baseada no avanço da fratura e na aplicação de pressão hidráulica, até quando a fratura deixa de progredir. A simulação numérica proposta tem o objetivo de estudar o desenvolvimento de fraturas, determinar as deformações ocorridas sob a ação das forças de empuxo d'água, de subpressão, do peso próprio e das pressões de água na fratura do maciço rochoso fraturado. As deformações calculadas são comparadas com registros da instrumentação na fundação efetuados durante o enchimento do reservatório, o que permitirá o ajuste dos parâmetros adotados na simulação, assim como estabelecer as reais características da fundação === This study is related to the analysis of crack propagation in the tensioned zone of concrete dam foundation. The example of Porto Primavera dam owned by CESP (São Paulo State Power Company) Brazil is presented. Fracture growth is analyzed by mean iterative stress-strain and hydraulic head analysis with codes based on finite elements incorporating non-linear fracture mechanics and damage models. Due to progressive load of water, a step-by-step analysis is performed, based on the development of fracture and application of forces due of hydraulic pressure. The proposed numerical simulation has the purpose of studying the development of fracture, determining deformations due to the action of uplift pressure, self-weight and hydraulic pressure on the fracture walls. The computed deformations are compared with instrumentation data, obtained during the impoundment of the reservoir, from devices installed in the foundation, which will allow to adjust the adopted parameters in the simulation and to determine the real characteristics of the foundation