Barragem da Bouçã - Verificação da segurança sísmica para o SBP e SMP. Análise dinâmica não-linear

Abstract

O presente relatório tem como objetivo principal avaliar a segurança sísmica da barragem da Bouçã através de modelação numérica avançada do seu comportamento dinâmico, com especial atenção à influência de fendas horizontais, visíveis no paramento de jusante, sensivelmente à mesma cota, em três blocos adjacentes. A barragem, uma abóbada de dupla curvatura em exploração desde 1955, apresenta sinais de degradação estrutural típicos de obras antigas, o que justifica a reavaliação do seu desempenho sob ações sísmicas. O estudo assenta no desenvolvimento e aplicação da versão mais recente do programa de elementos finitos 3D (EF3D) DamDySSA6.0, concebido para análise dinâmica de sistemas barragem-fundaçãoalbufeira. O modelo utiliza uma formulação em deslocamentos e considera a interação hidrodinâmica água-estrutura pelo método clássico de Westergaard (massas de água associadas). O programa de EF3D permite realizar análise modal com amortecimento generalizado, análise sísmica linear e análise sísmica não linear, incorporando abertura/fecho e deslizamento de juntas, bem como danos do betão à tração e à compressão. Foi desenvolvido um modelo tridimensional detalhado da barragem, discretizado com elementos isoparamétricos de 20 nós e elementos de interface para representar as juntas de contração, a interface betão-rocha e uma fenda horizontal para representar as fendas visíveis no paramento de jusante em três blocos adjacentes (sensivelmente à mesma cota). Este modelo foi calibrado com base em dados reais do sistema de observação (nomeadamente medições geodésicas) e em resultados de um ensaio de vibração ambiente realizado em junho de 2018. A análise sísmica considerou diferentes níveis de água na albufeira, nomeadamente 152 m (2 m acima da fenda horizontal), 160 m (10 m acima da fenda horizontal) e 175 m (albufeira cheia) e acelerogramas reais aplicados nas três direções, escalados para acelerações de pico entre 0,1g e 2,0g. A verificação da segurança foi efetuada segundo dois cenários regulamentares: Sismo Base de Projeto (SBP) e Sismo Máximo de Projeto (SMP). A metodologia inovadora adotada baseia-se na avaliação da evolução dos danos no betão (tração para SBP e compressão para SMP) e na verificação da estabilidade de blocos acima da fenda. Os resultados mostram que, para as condições estudadas, a barragem apresenta comportamento satisfatório. Para o SBP não se verificam danos significativos à tração que comprometam a funcionalidade da estrutura. Para o SMP, e para as diferentes cotas avaliadas, não se observam danos graves à compressão nem ocorrência de derrubamento de blocos, mesmo considerando a fenda horizontal. De modo geral, os resultados apresentados evidenciam que a barragem cumpre os requisitos de segurança sísmica.