Modelação do colapso e da fluência em aterros

Abstract

RESUMO O presente trabalho visa fundamentalmente apresentar novas propostas na modelação de determinados efeitos característicos de aterros, especialmente quando se trata de aterros de enrocamento. Os efeitos visados, o colapso e a fluência manifestam-se pelo aumento das deformações dos aterros nomeadamente de barragens. No primeiro caso, as deformações são provocadas pela molhagem do material e ocorrem de forma súbita, podendo implicar importantes perdas de folga das barragens. No segundo, as deformações ocorrem de forma diferida no tempo e, por vezes, representam uma parcela significativa da deformação total. Passa-se em revisão os modelos de comportamento mecânico habitualmente utilizados na descrição do comportamento dos materiais geotécnicos em modelos matemáticos, bem como as técnicas e métodos numéricos, indispensáveis para a abordagem dos problemas específicos das barragens. Propõe-se uma nova abordagem para modelar o colapso baseada na variação progressiva dos parâmetros das leis constitutivas. Apresenta-se ensaios de determinação das características de comportamento de materiais de enrocamento permitindo simultaneamente o estudo da deformação de colapso. Desenvolvem-se técnicas ensaio que possibilitam nomeadamente, o estudo do comportamento do material à repetição de ciclos de molhagem-secagem e as implicações que estes ciclos podem ter na deformação de colapso. Considera-se que a fluência pode ser tratada de forma análoga ao colapso excluindo a escala de tempo do fenómeno. Realizam-se ensaios que, à luz do modelo adoptado, permitem aferir os parâmetros que controlam a deformação de fluência no tempo. Os modelos desenvolvidos são aplicados ao estudo de dois casos reais de grandes aterros de enrocamento. No primeiro caso, apresenta-se uma retroanálise do comportamento da barragem de Beliche, concluindo-se haver uma boa concordância entre os valores resultantes da observação da barragem e os resultados dos modelos propostos. O segundo caso, refere-se a um aterro de estrada com altura máxima de 40 m que está compreendido na empreitada de construção da barragem de Odeleite. Neste caso não se dispõe ainda dos resultados da observação dos deslocamentos e, por esse motivo, os valores apresentados constituem uma previsão de comportamento.