Publications

Some successful rehabilitation schemes involving the use of cement-based grouts for the repair of cracks in concrete dams are described. The author reviews the advantages and drawbacks of using cement-based materials in the context of the four main types of concrete dams (gravity, buttress, arch and multiple arch-buttress structures). These and other successful case studies can serve as guidance for future rehabilitation schemes.

The limited durability of the cement in acidic fluids is one of the main issues controlling the lifetime of a geothermal well. The most critical region is the outermost layer of the cement adjacent to the formation. This paper provides insight into the way in which well cementing formulations interact with a common rock formation in geothermal environments, at 150?°C in brine, with and without CO2 exposure. The results show that chemical reactions occur in the ITZ, which are driven by Ca2+ and OH? migration from the cement into the rock, which are dependent on the type and amount of silica added to the cement. The presence of CO2 influences the extent of cement/rock interaction which is dependent on the cement formulation. The current work indicates that the carbonation in these systems is a very complex set of reactions, where poorly crystalline and amorphous calcium carbonates may form.

The lifetime of a geothermal well is strongly dependent on the long-term performance of the cement used for its construction. The critical zones in well cements are the outermost layers, where the cement encounters either the steel casing or the rock formation. The current paper presents a study of the changes in the interfacial transition zone that forms between geothermal cements and volcanic rocks, after hydrothermal treatment at 290°C. Cement slurries were poured into cavities drilled into ignimbrite blocks and allowed to set at 90°C. The assemblages were autoclaved under typical geothermal conditions, both with and without a carbon dioxide overpressure at 290°C. The addition of silica to the cement dictates the phases that form in cement. When exposed to carbon dioxide, these calcium silicate hydrate phases carbonate, at distinct carbonation rates. The rate at which these phases form and/or carbonate affects the reaction extent of the cement with the rock and, eventually, the cement durability.

Temperature plays a significant part in the cracking phenomenon of mass concrete structures, and therefore thermal analysis is of major importance, especially during construction, due to the heat of hydration of the cement. A transient coupled 3D finite element analysis of the thermal behaviour of Alqueva dam during con- struction is presented in this paper. The method used for the thermal analysis is described in detail, along with the simulation of the different actions. The thermal state of the dam is affected not only by climatic actions but also by concrete’s constituent materials and by the construction methods. The chemo-thermal problem is solved using a heat transfer model. An exponential function was calibrated taking into account the heat of hydration of the cement at 3, 7 and 28 days and the function obtained was then used to establish the chemical affinity relationship. The temperatures predicted using the numerical model are compared with the actual temperatures recorded in situ. Despite the uncertainties characteristic of this type of problem, results lead to the conclusion that the methodology applied in this paper can be effectively used for the chemo-thermal analysis of concrete arch dams, which is particularly relevant during the construction phase.

The rock type plays a key role in the way in which the outermost layer of the cement interacts with the formation, in wells under geothermal environments. The penetration of cement into the rock is controlled by the porosity of the rock which also regulates the amount of CO2 enriched brine that can contact the cement. Samples were prepared by drilling holes into rock blocks, pouring in a cement slurry and hydrothermally treating the whole assembly at 150 °C under typical geothermal environments. The changes in the interfacial transition zone (ITZ) that forms between geothermal cements and volcanic rocks were examined. Both porosity and the volcanic glass content of the rock have a considerable impact on the way in which the cement and the formation interact and, ultimately, affect the bond between these materials. The porosity has a major influence on the durability of the cement in carbonated brine.

The mechanical property characterization of dam concrete is a challenging task mainly due to the use of large aggregate sizes. The properties of dam concrete are often evaluated from wet-screened concrete tests using standard specimen sizes. A physically-based relationship between dam concrete and wet-screened concrete strength properties is currently unavailable. A prediction methodology is proposed which can be used to obtain the compressive and the splitting tensile strength of dam concrete by taking into account the wet-screened strength results, the effect of the specimen dimensions and the effect of the maximum size of aggregate. The predicted results are compared with test results available in the literature and with test results recently obtained during the construction of the Baixo Sabor dam. It is shown that the proposed prediction tool can be used to obtain accurate estimates of dam concrete strength.

The explicit formulation of a small displacement model for the coupled hydro-mechanical analysis of concrete gravity dam foundations based on joint finite elements is presented. The proposed coupled model requires a thorough pre-processing stage in order to ensure that the interaction between the various blocks which represent both the rock mass foundation and the dam is always edge to edge. The mechanical part of the model, though limited to small displacements, has the advantage of allowing an accurate representation of the stress distribution along the interfaces, such as rock mass joints. The hydraulic part and the mechanical part of the model are fully compatible. The coupled model is validated using a real case of a dam in operation, by comparison of the results with those obtained with a large displacement discrete model. It is shown that it is possible to assess the sliding stability of concrete gravity dams using small displacement models under both static and dynamic conditions.

This paper proposes a methodology for the prediction of the compressive creep strains of dam concrete based on wet-screened experimental results at constant elevated temperature conditions measured in situ. Due to its large aggregate dimensions, the experimental characterization of dam concrete has particular constraints. The wet-screened concrete, obtained by sieving the aggregates larger than a given dimension, after mixing, is used to cast standard specimens and to embed monitoring devices. An experimental in situ installation using creep cells was used to obtain the compressive creep strain development over time for the maturing conditions of the dam core. The study of the effect of wet-screening procedure on creep in compression considers three types of concrete, dam concrete and two wet-screened concretes tested at three loading ages, 28, 90 and 365 days. The comparison between different types of concrete at different maturing conditions requires the definition of a reference state given by the maturity method, using the equivalent age, and relies on the fit of compressive creep strains to the RILEM recommended model B3. To take into account the effect of the aggregate content on the deformability properties of dam concrete, an equivalent two-phase composite model was applied. The equivalent composite model considered the equivalent matrix as the wet-screened concrete and the inclusions as the larger aggregates that are removed during the wet-screening procedure. Predictions obtained with the composite model are close to the dam concrete experimental results, for the tested loading ages.

This paper proposes the use of the maturity method and of a two-phase composite models for the prediction of dam concrete modulus of elasticity. The methodology was validated with test results obtained from experimental in situ setup using creep cells placed in the dam's body, subjected to variable environmental conditions. It is shown that composite models can be used to predict the modulus of elasticity of in situ dam concrete based on the modulus of elasticity of the wet-screened concrete.

The application of the limit state design (LSD) in the geotechnical area has increased over the last two decades, but this approach is not yet widely used in dam safety evaluation. This study aims to widen the use of the LSD application for large dams, in particular concrete gravity dam foundations. This paper starts with a brief reference to the LSD approach in recently published guidelines for dam design, followed by a detailed description of the LSD formulation when applied to the foundation of concrete dams. The relevance of the joint application of the concepts of ultimate limit states and of numerical methods is highlighted. Comments are made regarding the criteria adopted in order to determine the characteristic values of the material mechanical properties, with an emphasis on discontinuities, taking into account the spatial variability. The sliding safety assessment of the foundation of a concrete gravity dam using the LSD and a discrete element model, both in persistent and in an accidental design situation, is presented. Results led to the conclusion that the LSD methodology may be followed for dam foundation design with the partial factor values prescribed in Eurocode 7.

The assessment of the structural safety and serviceability of concrete dam is often supported by the use of models. The analysis and interpretation of the observed structural responses, such as displacements, is usually performed through the comparison with values obtained by statistical models, mainly multiple linear regression models, which are also known as quantitative interpretation models. Nowadays, several new machine learning models have been used for the assessment of the concrete dams’ behaviour, such as support vector machine, boosted regression trees and random forest. These models have been object of intense research and recent development, due to their ability to adjust to systems and processes of diversified and complex nature. In practice, when-ever a large amount of monitoring data is available it is possible to use machine learning models, which are developed from the history data of previous loads and structural response of the concrete dam. The main aim of this research is to assess the performance of support vector regression models applied to the interpretation of the Salamonde dam’s structural behaviour, which is a large concrete dam in operation in Portugal. From the variables measured by the monitoring system of Salamonde dam, the present study considered data from horizontal displacements only, being the temperature and the reservoir water level the main loads used as inputs for the machine learning models. The main results are presented and discussed in order to demonstrate the reliability of these models when implemented on the structural safety control of concrete dams.

This document aims at compiling a considerable number of successful rehabilitation examples involving the use of cement based grouts in the repair of cracks in concrete dams and its content is based on information that was previously published. This article starts with a brief introduction regarding the use of cement based grouts in the injection of cracks in concrete dams, in which advantages and drawbacks of the use of cement based materials within this scope are discussed. In the same context, particularities of the main four structural types of concrete dams, i.e. gravity, buttress, arch and multiple arch-buttress, are also addressed. Each one of the following four chapters are focusing on the above mentioned types of concrete dams. The chapter three presents two examples of concrete gravity dams that were successfully rehabilitated. Considerable seepages were detected in both gravity dams presented. In Isle-Maligne dam, leakages in horizontal construction joints occurred due to leaching and freeze-thaw cycles, whereas deterioration of Kuromata dam was mostly caused by ageing. In chapter four, three buttress dams are given as examples: Big Eddy, Pracana and Storfinnforsen dam. The Big Eddy dam showed leaching of horizontal construction joints caused by open lift joints. Pracana, on the other hand, had degraded faces and cracks provoked by swelling reactions. Storfinnforsen exhibited cracking and spalling as well as leakage. Chapters five and six are solely focused on one case history each: the Bimont arch dam and the Daniel-Johnson arch-buttress dam respectively. Bimont was subjected to swelling reactions, which resulted in cracking. Daniel-Johnson dam also cracked considerably, although due to different causes: the geometry of the structure and thermal stress. All the cases were resolved with cement grouting combined with other repair materials and measures, such as epoxy resin, shotcrete, installation of geomembrane or grouting of contraction joints. These and other successful rehabilitation operations should serve as guidance in comparable upcoming rehabilitation operations, involving grouting of concrete dams with cement based materials.

Foz Tua dam, located close to Tua river’s mouth, tributary of Douro river (right bank), North of Portugal, is a concrete arch dam 108 m high and 275 m long at crest which was engineered and constructed by EDP – Energias de Portugal S.A.. The first filling of the reservoir took place between June 2016 and June 2017. The dam safety monitoring plan was defined and implemented in accordance with the Portuguese Regulations, considering the construction, reservoir’s first filling and the first exploitation phase. In addition to the conventional devices which compose the observation system, a continuous structural vibration monitoring system, a system to characterize seismic actions at dam site and on the reservoir’s perimeter, as well as to monitor dam response, and a 3D automatic continuous geodetic monitoring system were installed in the dam. A Global Navigation Satellite System antenna to monitor crest displacements was also used during the first filling of the reservoir. Currently, an automatic data acquisition system (ADAS) is being installed, which will incorporate the main data of the above referred systems. So, the aim of this paper is to describe and explain the objectives of these systems which contribute to assure an effective safety control of the Foz Tua dam behaviour.

Seepage through the foundation is a relevant condition for the structural assessment of concrete dams. The knowledge of the water flow measured in the drainage system installed to reduce the uplift pressure in a dam's foundation is, therefore, a main issue in the safety control of concrete dams. Monitoring systems include measuring devices to determine the water collected from drains and weirs in order to evaluate the amount of water that flows through the dam. In most large concrete dams, both manual and automated water flow measurements are possible. This paper proposes a statistical quality control method for automatic measuring systems based on simultaneous manual water flow measurements and the knowledge of the corresponding measurement uncertainties. Experimental tests performed in a weir of a Portuguese concrete dam are described and paired water flow estimates and corresponding measurement uncertainties are presented and applied to the proposed method. The results of this study show that the method allows statistical quality control of automated water flow measurement systems applied in concrete dam drainage systems.

Foz Tua project, located close to Tua river’s mouth, a tributary of Douro river (right bank), North of Portugal, is the latest accomplished hydroelectric investment of EDP - Energias de Portugal. The project includes a concrete double curvature arch dam closing a narrow granitic valley, in the right bank a twin shaft powerhouse and two independent sets of headrace and tailrace tunnels. The reservoir has a capacity of 106 Mm³ and a surface area of 420.9 ha at the normal water level (NWL=170) being the crest at elevation 172 m. At the maximum flood water level (MWL=171), the reservoir capacity rises to 110 Mm³ and its surface area increases to 436 ha. Construction began in April 2011, and the experimental and commercial operation of the powerhouse started in March 2017 and April 2018, respectively. The first filling of the reservoir took place between June 2016 and June 2017. After a brief presentation of the project, the monitoring system is introduced and the evolution of the reservoir level during the first filling, including the indication of the filling stages, is described. The evolution of the displacements and of the hydraulic behaviour of the foundation since the beginning of the filling is presented, noticing the perceived agreement between observations in redundant systems, as well as the good fitness of a nonlinear finite element model. Additionally, the paper presents the safety conditions evaluation of the structure during the first years of operation, regarding the main effects of the temperature variations and the hydrostatic pressure.

Cement based grouts are commonly used for injections in concrete dams as part of rehabilitation operations of cracked dam bodies and degraded contraction joints. This document addresses aspects such as assessment of the dam’s stability, preparatory works, recommended practices, common methodologies and standard precautions concerning the injection of cement based materials for repairing cracks and contraction joints in these massive structures. The main features related to the injection itself, including references to grouting materials, equipment and pressures and are also briefly discussed. Subsequently, a list of successful rehabilitation operation case histories is provided, including a short description regarding the anomalies and their causes as well as the rehabilitation methodology adopted for each situation.

The explicit formulation of a small displacement model for the coupled hydro-mechanical analysis of concrete dam foundations based on interface finite element technology is presented. The proposed 3D hydromechanical coupled model is based on a 2D coupled model that has been recently proposed. This 3D model, as in the 2D version, requires a thorough pre-processing stage to ensure that the interaction between the various blocks which represent the rock mass foundation and the dam is always face to face. The mechanical part of the model, though limited to small displacements, has the advantage of allowing an accurate representation of the stress distribution along the interfaces, such as rock mass joints. The hydraulic part and the mechanical part of the model are fully compatible. The verification and application examples presented in this paper show that the proposed 3D hydromechanical coupled model allows seepage flow through rock masses to be accurately simulated.

A exploração de grandes barragens envolve, em regra, riscos elevados. Por essa razão exige-se um acompanhamento cuidado destas obras, tendo a observação (monitorização, inspeção e ensaios) um papel fundamental nas atividades de controlo da segurança. Os sistemas de observação das barragens incluem, em regra, dispositivos para monitorização de grandezas relacionadas com as ações e com as respostas térmica, estrutural e hidráulica do conjunto barragem-fundação. A definição destes sistemas é balizada pela regulamentação portuguesa de segurança de barragens. Nas barragens do Baixo Sabor e do Feiticeiro, dada a sua dimensão e importância, para além dos dispositivos tradicionais com leitura manual, foram instalados sistemas de monitorização automática, tecnologicamente evoluídos, com vista a aumentar a frequência de leitura das grandezas mais significativas com recolha manual, a avaliar as ações dinâmicas e os seus efeitos estruturais nas barragens e a ultrapassar as dificuldades de instalação de redes de observação geodésica por jusante. Referem-se os sistemas de recolha manual e os quatro sistemas específicos de monitorização automática, designadamente o RAD (recolha automática de dados), complementar à recolha manual, envolvendo 232 dispositivos e 407 grandezas, o GNSS (Global Navigation Satellite System), destinado à medição de deslocamentos absolutos através de 8 recetores em regime permanente, o SOS (sistema de observação sísmica), para registo de eventos sísmicos utilizando 6 estações remotas instaladas nas imediações das albufeiras e 8 estações instaladas nas galerias das barragens, e o SMD (sistema de monitorização dinâmica em contínuo), apenas na barragem do Baixo Sabor, para avaliação da evolução das características dinâmicas (frequências próprias e modos de vibração) a partir da excitação ambiente, usando 20 acelerómetros uniaxiais de elevada sensibilidade.

A barragem do Baixo Sabor é uma abóbada de betão de dupla curvatura, com uma altura de 123,00 m e um desenvolvimento do coroamento de 505 m, construída entre 2009 e 2014. Localiza-se no trecho inferior do rio Sabor e cria uma albufeira com 1095 hm3, destinando-se à produção de energia hidroelétrica. O projeto e a construção da barragem estiveram a cargo da EDP, que também tem a responsabilidade da sua exploração. O LNEC tem dado apoio continuado à EDP nos aspetos relacionados com a segurança estrutural. Na comunicação apresentam-se os aspetos relevantes da análise e interpretação do comportamento observado da barragem durante o primeiro enchimento da albufeira, ocorrido entre 2014 e 2016. Sendo o primeiro enchimento uma fase crítica da vida da obra, já que corresponde a um verdadeiro ensaio de carga, o controlo da segurança da obra foi realizado através do acompanhamento contínuo do seu comportamento, com base nos planos de observação e de primeiro enchimento da albufeira, para permitir a deteção e mitigação atempada de qualquer tipo de sintoma de desempenho anómalo. O apoio de modelação estrutural foi determinante para a realização de uma coerente interpretação das relações entre as causas e os efeitos. Adotou-se um modelo tridimensional do conjunto barragem-fundação, analisado pelo método dos elementos finitos, considerando o comportamento viscoelástico dos materiais, a variação das ações da água e as variações térmicas que ocorreram no corpo da barragem. Obteve-se um bom acordo entre os resultados numéricos e os resultados da observação contínua da obra, o que confirmou o bom desempenho da barragem e a adequação da modelação estrutural nesta fase tão importante da vida da obra.

Durante a fase de exploração de uma barragem os efeitos da ação térmica podem ter ordem de grandeza equiparável à das restantes solicitações. Assim, e face às suas características de permanência e repetição, a ação térmica condiciona fortemente o comportamento das barragens, particularmente no que se refere à durabilidade do betão. No presente trabalho descreve-se a análise térmica realizada para a barragem do Alto Rabagão, evidenciando os principais aspetos a ter em conta para a simulação desta solicitação. São abordadas algumas questões relativas à simulação das condições térmicas ambientais, nomeadamente a variação das ações climáticas de acordo com a hora do dia e o dia do ano e a simulação da radiação solar. São analisados os resultados obtidos com diferentes discretizações, com o objetivo de avaliar a adequabilidade do refinamento da malha de elementos finitos para o estudo do efeito em causa.

As atividades de controlo de segurança de barragens de betão têm um caráter preventivo, com o intuito de facilitar a tomada de decisões de forma atempada para evitar ou minimizar as consequências resultantes de um acidente ou incidente de uma barragem. No controlo de segurança de barragens com sistemas de monitorização automática, a análise de uma grande quantidade de dados ainda pode tornar-se uma tarefa difícil. Por um lado, pretende-se garantir o controlo de segurança, em tempo real, mas, por outro lado, a capacidade humana de processar a informação de dados é limitado. No entanto, os desenvolvimentos tecnológicos em termos de capacidade de processamento de informação têm permitido o desenvolvimento de ferramentas para a análise de grandes quantidades de dados. A necessidade de rever os procedimentos de análise de dados adequados para a extração de informação tornou-se um aspeto importante para a tomada de decisão em tempo útil. Por estas razões, é fundamental proporcionar às entidades responsáveis pela segurança das barragens um sistema de apoio à gestão da informação que facilite o acesso aos dados, a interpretação da informação e a tomada de decisão, de forma atempada. Neste contexto, o principal objetivo desta dissertação é a definição de metodologias para: i) melhorar a qualidade das grandezas medidas pelo sistema recolha automática de dados, através da implementação de procedimentos para o controlo da sua qualidade e para a validação dos resultados, tendo em conta a incerteza de medição dos sistemas de medição; ii) melhorar os procedimentos relacionadas com a análise de dados e a sua interpretação, através de uma abordagem baseada nos dados da observação, a fim de apoiar a decisão de quais as grandezas que devem ser incluídas na sistemas de recolha automática de dados, quantificar o efeito da onda térmica diária na resposta da estrutura e reconhecer padrões de comportamento da barragem; iii) a definição de avisos relacionados com a identificação de comportamento anómalo, e de potenciais cenários de rotura. A aplicação das metodologias propostas num sistema de apoio à gestão da informação será um passo sólido para a melhoria dos processos de controlo de segurança em tempo real.

Apresenta-se um estudo sobre o comportamento de fundações de barragens de betão na fase de exploração normal das obras desenvolvido com o objectivo de validar e fundamentar a aplicação de modelos numéricos de análise do comportamento hidromecânico de maciços rochosos, tendo em vista generalizar a sua utilização e tornar mais eficaz a observação e controlo de segurança destas obras. Foi estudada a representação em modelos numéricos da cortina de impermeabilização e do sistema de drenagem e das condições geológico-geotécnicas concretas das zonas de fundação analisadas, tendo em conta, nomeadamente, os problemas computacionais associados a modelos tridimensionais. Foram realizados ensaios de afluência de água em duas grandes barragens portuguesas, uma gravidade e uma abóbada, que se verificou serem fundamentais para caracterizar o escoamento no maciço, complementando a informação obtida com o sistema de observação. Desenvolveram-se modelos hidráulicos e hidromecânicos do comportamento das fundações destas barragens, que no caso da barragem gravidade foram utilizados no estudo de cenários de rotura. Apresentam-se conclusões sobre a adequação e limitação dos modelos numéricos utilizados, sobre os parâmetros essenciais para calibrar e aplicar esses modelos, e propõem-se métodos de planeamento e utilização dos sistemas de observação de fundações de barragens, de modo a melhorar o controlo de segurança.

O presente trabalho pretende contribuir para o aperfeiçoamento dos modelos para análise do comportamento de barragens de betão ao longo do tempo, submetidas a processos expansivos devidos a reacções químicas de origem interna. O desenvolvimento destas reacções expansivas, determinado pela composição do betão e influenciado pelos campos térmico, higrométrico e de tensões, pode provocar fissuração e contribuir para a deterioração precoce das obras. O trabalho aborda, na parte inicial, a fenomenologia dos processos expansivos, salientando-se os factores de natureza física e química que mais os influenciam. De seguida apresentam-se os aspectos relacionados com a identificação e a caracterização das reacções expansivas, no que respeita às evidências físicas e aos seus efeitos estruturais. Analisam-se, entre outras obras, as barragens portuguesas afectadas por esta patologia. A influência dos factores que regulam o desenvolvimento do processo expansivo (composição do betão, temperatura, humidade e estado de tensão) é quantificada com base num modelo de interacção químico-mecânico, permitindo uma estimativa das expansões à escala das obras de engenharia. Este modelo foi integrado num código computacional de elementos finitos que considera o comportamento diferido do betão, através de um modelo viscoelástico com maturação, e o surgimento e propagação da fendilhação, por meio de uma formulação de dano. Utiliza-se uma técnica incremental na discretização das acções que permite simular a evolução do comportamento ao longo do tempo, tendo em conta os fenómenos diferidos e o progressivo desenvolvimento da fissuração. Apresentam-se dois estudos de aplicação a barragens portuguesas afectadas por processos expansivos. O primeiro estudo refere-se à barragem de Santa Luzia, uma abóbada construída entre 1939 e 1943, em que a magnitude das expansões é moderada. O segundo estudo reporta-se à barragem de Pracana, uma obra de contrafortes cuja albufeira foi mantida vazia durante mais de uma década após trinta anos de exploração, devido à fendilhação generalizada da sua estrutura provocada por grandes expansões diferenciais, que depois foi reabilitada, encontrando-se desde então em exploração normal há cerca de quinze anos. Os resultados destes estudos demonstram o interesse e as potencialidades das metodologias desenvolvidas na quantificação do processo expansivo, na interpretação do comportamento observado e na avaliação das condições de segurança das obras.

O objectivo principal do controlo de segurança estrutural de uma barragem de betão consiste na garantia de que a estrutura cumpra satisfatoriamente as funções para que foi construída, mantendo a funcionalidade e a integridade estrutural. Esta actividade é suportada pela observação da obra e apoia-se em modelos de comportamento. A avaliação das condições de segurança e funcionalidade da estrutura apoia-se na utilização de modelos. Em termos práticos, quando se dispõe de um número significativo de resultados da observação, podem ser definidos modelos que permitem caracterizar o comportamento normal das estruturas sem recorrer explicitamente aos princípios da Mecânica, como por exemplo, os métodos de interpretação quantitativa e/ou, ainda, com os modelos de redes de neuronais artificiais, objecto de investigação deste trabalho. Estes modelos são elaborados e calibrados a partir do conhecimento do comportamento da estrutura a solicitações passadas. A partir da resposta do modelo para uma dada grandeza observada, para as solicitações a que a estrutura está sujeita, é possível avaliar se a evolução de uma grandeza se mantém satisfatória ou se existe alguma alteração no comportamento que justifique um estudo mais aprofundado. As redes neuronais artificiais vêm sendo objecto de intensa pesquisa e desenvolvimento recente, dada a sua capacidade de tratamento de um grande número de informações e a adaptação a sistemas e processos de natureza diversificada e complexa. O principal objectivo deste trabalho é investigar as potencialidades da utilização de modelos para interpretação do comportamento de barragens de betão a partir de redes neuronais artificiais do tipo Perceptrão Multicamada, nomeadamente para a análise de algumas grandezas que são observadas com carácter sistemático nas barragens portuguesas. Seleccionou-se para caso de estudo a barragem do Alto Rabagão. Algumas das grandezas mais representativas do comportamento da obra foram analisadas com recurso aos modelos de redes neuronais. Os resultados obtidos foram comparados directamente com os resultados dos modelos de interpretação quantitativa, avaliando-se o seu desempenho relativamente aos valores observados.

This work deals with the estimation of the parameters of mixtures of beta variables. The work is organized in four main sections preceded by an introduction and succeeded by conclusions. The second section summarizes the properties of the beta distribution and describes two methods to estimate its parameters from observed samples, the method of moments and the maximum likelihood method. The third section presents the general concept of a mixture of random variables, presents the likelihood function of a sample of a beta mixture, finally, describes the EMA’s adaptation to the estimation of the mixture’s parameters. The fourth section is a study case based on two pseudo-random beta successions and compares the estimation of the mixture’s maximum likelihood parameters using a grid and using the EMA. The fifth section is also a study case based on two random beta successions consisting of data resulting from piezometric observation of the drainage systems of several concrete dams, and also compares the estimation of the mixture’s maximum likelihood parameters using a grid and using the EMA.

Os acidentes e incidentes em barragens têm causas estruturais, hidráulicas ou operacionais. Abordaremos fundamentalmente os aspectos estruturais, referindo-nos apenas tangencialmente a alguns aspectos hidráulicos. Após a apresentação de alguns conceitos básicos, e de alguns acidentes históricos sempre presentes na nossa memória colectiva, apresentaremos os principais cenários de deterioração da fundação e do corpo das barragens de betão. Seguidamente, referiremos a importância da detecção precoce das deteriorações e os meios para tal hoje utilizados, tornando clara a importância de uma observação do comportamento estrutural e hidráulico-operacional das barragens bem planificada e bem executada. Finalmente, referiremos diversos casos de deterioração de barragens portuguesas, entre as quais as barragens do Cabril, Pracana, Fagilde e Alto Ceira, bem como as medidas de reabilitação adoptadas.