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Neste trabalho apresenta-se a aplicação de uma metodologia que pode ser usada para avaliar a segurança de barragens abóbada relativamente a estados limites últimos envolvendo a fundação. É usado o método dos elementos discretos e o programa 3DEC. Apresenta-se um modelo global da barragem e fundação, com o qual é possível efetuar análises mecânicas e análises hidráulicas. No modelo são representadas três das cinco principais famílias de descontinuidades do maciço e outras superfícies de descontinuidade, tais como a superfície de fundação e as juntas de contração da barragem. A influência da pressão da água na fundação na estabilidade de uma cunha do maciço a jusante da obra é analisada comparando os resultados obtidos sem subpressões, com os obtidos aplicando as pressões calculadas com o modelo hidráulico ou aplicando campos de pressões simplificados, definidos a partir de uma superfície freática compatível com as condições de fronteira.

One of the most important phenomena of the delayed behaviour of mass concrete used in dams is creep, i.e., the increase in deformation over time when subjected to constant stress. Although several studies concerning concrete creep were carried out throughout the last decades in a structural and material level, the physical and chemical phenomena are yet to be fully understood. This paper presents a study on the Alqueva dam

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Borehole water-inflow tests allow measurement of discharges and water pressures in isolated sections of drains and piezometric boreholes. A series of water-inflow tests and water electrical conductivity analysis were carried out in an area of the foundation of an arch dam. Detailed three-dimensional numerical models developed for the analysis of the tests data in two foundation areas are presented. Results of rock mass permeability tests and areas where seepage paths cross each drain, identified with both water-inflow tests and water electrical conductivity analysis, were taken into account. Models were validated against flow rates and water pressures recorded in situ. By examining water-inflow tests using numerical models, the main flow processes are identified and quantified. Test results and conclusions drawn from the detailed 3D models were used to elaborate a global model of the foundation. The present study shows that borehole water-inflow tests add valuable information to the usual monitoring data, which improves our ability to analyse the behaviour of concrete dam foundations. It is also concluded that although discontinuum models provide a more natural representation of flow in jointed rock masses, equivalent continuum models can still be used successfully to study both global and local hydraulic behaviour of dam foundations.

Recycled aggregates may make an important contribution toward decreasing the adverse consequences of the production and the dumping of construction and demolition waste CDW on the environment. The results of the experimental research work carried outat Lisbon

This paper presents a study of the viability of improving the performance of cementitious mortars through the addition of very fine aggregates from crushed red clay ceramics. For that purpose, an experimental campaign was performed with the main purpose of testing the possibility of improving the performance of cementitious mortars at several levels: strength, water absorption, shrinkage, water permeability, durability, among others. The results obtained look very promising, even though this line of research needs to be further pursued.

Neste artigo, apresenta-se uma avaliação experimental do comportamento à água de argamassas de reboco com incorporação de produtos reciclados, estudadas segundo três diferentes vertentes: adição de finos reciclados, redução do teor de cimento (com simultânea adição de finos) e substituição da areia por material reciclado, em toda a sua curva granulométrica. O material que aqui se apresenta como reciclável é o resíduo de tijolo da indústria cerâmica e da indústria da construção.

A aplicação de materiais reciclados é uma aposta a implementar com alguma urgência no quotidiano da construção. O material aqui apresentado como reciclável é o resíduo de tijolo da indústria cerâmica e da indústria da construção, para aplicação em argamassas de reboco. O desempenho a nível mecânico de argamassas de reboco incorporando resíduo de tijolo co-mo agregado foi testado experimentalmente e é analisado em pormenor no presente artigo.

The main objective of the use of very finered clay ceramic waste in rendering mortars is thereduction in the primary binder (cement) contentmade possible by the potential pozzolanic effect ofthis recycled material, with very clear environmentalbenefits in the reduction of overly-high energyconsuming cement and economic benefits in thepotential reduction of the cost of mortars. This paperpresents an experimental program where ceramicwaste crushed to very fine particles was used topartially replace cement in mortars manufacturing,acting as a secondary binder. A large number of testsof the most relevant characteristics of various mortarsin which this principle was applied were performedand compared with the results of the same tests in areference rendering mortar with no ceramic fines (andno reduction of the cement content). The results aremost promising both from a performance-based andan environmental point of view.

Os sectores da indústria cerâmica e da construção contribuem de forma significativa para a economia portuguesa. No entanto, são uma ameaça para o meio ambiente face ao elevado montante de subprodutos e resíduos por eles gerado, à consequente deposição em aterro, ao desperdício energético e à agressão causada pela exploração de matérias-primas que, embora existam ainda em quantidade e qualidade, são recursos esgotáveis.

As caldas de cimento são frequentemente utilizadas como material de reparação no contexto de operações de reabilitação de barragens de betão, designadamente para o preenchimento de fendas na superestrutura e de juntas de contração degradadas.Após uma breve introdução acerca do uso de caldas de cimento na injeção de descontinuidades no betão de barragens, o presente documento aborda alguns aspetos relevantes que contribuem para o sucesso de operações de injeção de fendas neste tipo de estruturas.Para o efeito, abordam-se algumas questões genéricas relativamente à avaliação estrutural de barragens de betão fendilhadas e referem-se algumas especificidades em função da tipologia estrutural, nomeadamente para barragens de gravidade, barragens em abóbada e barragens de contrafortes.Tecem-se ainda algumas considerações relativamente à avaliação da estabilidade da barragem em três fases da intervenção: antes, durante e após o preenchimento das fendas. Faz-se também uma breve alusão a trabalhos preparatórios típicos, incluindo técnicas de desobstrução de fendas e de perfuração de cavidades com vista a intersetar as fendas a injetar, e a metodologias comuns e recomendadas em operações de injeção.Por fim, referem-se algumas particularidades das intervenções com vista a reabilitar juntas de contração de barragens, descrevendo-se sucintamente um procedimento habitual para restaurar estes elementos construtivos com recurso a injeções de caldas cimentícias.

Neste documento apresentam-se alguns exemplos bem-sucedidos de reabilitação da superestrutura de barragens de betão que envolvem injeções de descontinuidades, tais como fendas ou juntas, com caldas de cimento.Começa-se com uma breve introdução relacionada com a injeção de descontinuidades em barragens de betão. Segue-se uma abordagem prática deste tema, com referências a reabilitações levadas a cabo nas quatro principais tipologias estruturais de barragens de betão, isto é, de gravidade, de contrafortes, em abóbada e de abóbadas múltiplas.Infiltrações substanciais foram detetadas nas três barragens de gravidade apresentadas. Na barragem de Isle-Maligne ocorreram infiltrações nas juntas de construção horizontais devido a fenómenos de lixiviação e de gelo-degelo, a deterioração da barragem de Kuromata foi sobretudo causada pelo envelhecimento, ao passo que a deterioração do betão da barragem de Garichte se deveu à fraca qualidade do betão utilizado na sua construção.Posteriormente, abordam-se as intervenções em três barragens de contrafortes. Antes da intervenção a que foi sujeita, a barragem de Big Eddy manifestava lixiviação de componentes do betão através de aberturas de juntas de betonagem. Pracana, por sua vez, tinha os paramentos degradados e fendas com origem em reações expansivas. Storfinnforsen, para além de infiltrações, apresentava fendas e destacamentos.Relativamente às barragens em abóbada e de abóbadas múltiplas, refere-se apenas um exemplo para cada uma destas tipologias: a barragem abóbada de Bimont e a barragem de abóbadas múltiplas de Daniel-Johnson, respetivamente. O betão da barragem de Bimont esteve sujeito a reações expansivas que resultaram na formação de fendas. A barragem de Daniel-Johnson fendilhou consideravelmente devido à combinação tensões de origem térmica.Todas as intervenções de reabilitação apresentadas combinaram injeções de caldas de cimento em fendas ou juntas com outras medidas, tais como betão projetado ou impermeabilização do paramento de montante.

Este trabalho insere-se no âmbito da modelação do comportamento estrutural de barragens de betão e tem como objetivo a apresentação de modelos de aprendizagem automática do tipo random forest para a interpretação do comportamento observado de barragens de betão. Uma das componentes da atividade de análise e interpretação na fase exploração normal da barragem é realizada através da modelação do comportamento estrutural com base em métodos estatísticos. Estes modelos têm como objetivo identificar um padrão de comportamento (ou “assinatura”), com base na história de obra, o qual se traduz numa relação estatística entre as principais variáveis ambientais (nível da água na albufeira e variações térmicas) e o efeito do tempo e as grandezas observadas. Os modelos mais utilizados são do tipo Hydrostatic-Season-Time (HST) e do tipo Hydrostatic-Temperature-Time (HTT), ambos utilizam termos que são função do nível de água na albufeira (termo ?) e do tempo (termo ??) sendo que diferem por o HST considerar o efeito da temperatura através de funções sinusoidais de período anual e o HTT considerar registos de temperaturas efetivamente medidas no corpo da barragem. Nesta área é comum o uso de modelos, tradicionalmente designados por modelos de interpretação quantitativa (IQ), usualmente obtidos a partir do método da regressão linear múltipla tendo como função de minimização o método dos mínimos quadrados. O desenvolvimento na área da aprendizagem automática tem permitido o desenvolvimento de métodos que adequados para problemas de natureza estatística, como são o caso dos modelos do tipo random forest (RF). No caso de estudo são apresentados estes dois modelos, determinados pelos dois métodos apresentados (IQ e RF) para descrever o comportamento observado do deslocamento radial da barragem Alto Lindoso. Verificou-se que os modelos RF apresentaram um bom desempenho, mesmo quando comparados com os modelos IQ.

A barragem de Ermida, uma estrutura de gravidade de betão convencional, de perfil triangular e retilíneo,com uma altura máxima acima da fundação de cerca de 35 m, foi construída no rio Vouga, noconcelho de Sever do Vouga, entre 2012 e 2015, para regular os caudais provenientes da centralhidroelétrica da barragem de Ribeiradio, situada no mesmo rio, a montante, e para produção deenergia, numa central própria, integrada nos blocos da margem direita.A barragem dispõe de um sistema de observação que permite a medição de deslocamentos absolutose relativos, de temperaturas no interior do betão e de subpressões e caudais drenados na fundação.De acordo com o estipulado no Regulamento de Segurança de Barragens e nos respetivos documentosde apoio, o acompanhamento da obra durante o primeiro enchimento da albufeira foi objeto deum plano de observação específico que definia as observações e os procedimentos a adotar para ocontrolo de segurança e a interpretação do comportamento durante esse importante período davida da obra.Nesta comunicação apresentam-se os aspetos relevantes da análise e interpretação do comportamentotérmico e estrutural da barragem de Ermida após o início do primeiro enchimento da albufeira,utilizando modelos do conjunto barragem-fundação em duas secções da estrutura, analisadospelo método dos elementos finitos. Neste trabalho incluem-se apenas aspetos relacionados com aevolução do campo de deslocamentos, tendo sido considerados os efeitos associados à evolução donível da água na albufeira e às variações de temperatura do ar e da água da albufeira e foi tido emconsideração o comportamento viscoelástico do betão.Os resultados numéricos são comparados com os resultados da observação contínua da obra, apresentandouma boa concordância.

The analysis of the hydromechanical behaviour of concrete dam foundations requires coupled models which account for the role of deformation in fluid flow and the stability of the rock mass. In this study the hydromechanical analysis is performed by means of an explicit time stepping small displacement algorithm, Parmac3D-Fflow, based on a discrete representation of the discontinuities. In order to evaluate the practical importance of stress-sensitive fluid flow in rock mass discontinuities a case study is presented of an arch-gravity dam, 83 m high. Especial attention is given to boundary conditions, drainage system simulation and sets of mechanical and hydraulic parameters that may control flow and stress behavior.This paper presents the results of the application of a 3D discontinuum hydromechanical model for the analysis of the behaviour of the dam foundation. In this hydromechanical model the hydraulic behaviour is simulated assuming that seepage takes place along channels located at the edges of the triangular interface elements which simulate the various discontinuities. In the study presented here the main emphasis is on the simulation of the drainage system and on the results of sliding stability analysis. Conclusions are drawn regarding the safety factors obtained using the traditional method of strength reduction and other methods in which the hydrostatic load is gradually increased.

The use of cement based mortar and concrete for repair, rehabilitation and retrofitting of concrete dams is a relatively common practice, due to both technical and economic reasons. This paper aims at compiling some of the most relevant information concerning this topic, including references to successful case histories.Firstly, mortar or concrete patches, whose objective is typically to fix the problem with a relatively small volume of repair material. This technique is a popular solution solution for damaged surfaces due to abrasive actions. The following procedures are the concrete overlays, which typically involve more material and complexity than a patch. Finally, the cross sections thickenings, which necessarily imply a large volume of repair concrete. Different types of overlays and cross section enlargements are shown.The shotcrete technique is briefly described as an overlay technique. Conventional concrete casting is referred here as either an overlay technique or a method for increasing the cross section of a concrete dam. The common need of carrying out rehabilitation measures on the upstream face without drawing down the reservoir is considered in the subchapter underwater works. Finally, the roller compacted concrete, which is, probably, the most frequently used method for increasing the dam section. Some of these techniques are typically combined during as part of rehabilitation or retrofitting processes.

This paper presents the main characteristics of the automated data acquisition system of BaixoSabor dam and the quality assessment of ADAS carried out by comparation of automatic andmanual measurements.Baixo Sabor is 123 m high concrete arch dam, and 505 m long at the crest, designed, constructedand explored by EDP, located in the northeast of Portugal in Sabor river (a tributary of Douro river).The first filling of its reservoir, with a volume of about 1095 hm3, took place between December2013 and April 2016.In operation since August 2016, the ADAS of the Baixo Sabor dam allows the measurement ofseveral physical quantities used for the safety control, analysis and interpretation of the dambehaviour, such as: horizontal and vertical displacements, movements of joints, strain, upliftpressure, foundation displacements, seepage, concrete and air temperatures, and reservoir waterlevel, among others.The assessment to the ADAS quality measurements was performed through the analysis of pairedsamples with manual readings. For this purpose, comparison graphs and statistical values (means,variances, and correlations) of the two sets of quantities were generated.The analysis of this information has shown the existence of deviations from ADAS measurementsthat were classified into three types: zero scale errors (shift values), sensitivity errors and atypicalvalues.Based on this analysis, the ADAS databases were corrected and a mechanism for filteringanomalous values was implemented. These measures allowed to ensure the correct operation ofthe ADAS of Baixo Sabor dam.

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

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

Nowadays, organizations are embracing digital transformation, investingin the integration of information and communication technology (ICT) toolsand solutions. Advanced ICT technologies converge with operations technologies(OT), allowing machines, processes, employees, and products to be part ofa single data framework, from data collection to analysis, interpretation, and assessment,which are the foundation for informed decision-making. Industry 4.0takes advantage of emergent ICT to make the right decisions, at the right time,optimizing processes, minimizing risks and improving value chains. The mainaim of the structural safety assessment and control of critical infrastructures, suchas dams and bridges, is to protect people, property and the environment fromharmful effects of failure or misoperation of infrastructures. This goal is achievedthrough Structural Health Monitoring and Control (SHMC) activities to monitorand track the life-cycle of critical infrastructures in such a way that it can providesufficient information for long- and short-term decisions regarding structuralsafety assessment. The objective of this work is to present a reflection of the impactof the industry 4.0 trends on the structural safety assessment of critical infrastructuresand, more specifically, to understand the level of maturity and toshow how the leveraging of enabling technologies such as augmented reality,Internet of Things (IoT), additive manufacturing, cloud computing, big data andanalytics are impacting the SHMC activities on critical infrastructures, which aretraditional cyber-physical systems with complex sensor networks used to assessand control structural safety and health.

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 modelospara análise do comportamento de barragens de betão ao longo do tempo, submetidasa processos expansivos devidos a reacções químicas de origem interna. Odesenvolvimento destas reacções expansivas, determinado pela composição do betãoe influenciado pelos campos térmico, higrométrico e de tensões, pode provocarfissuração 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. Deseguida apresentam-se os aspectos relacionados com a identificação e acaracterização das reacções expansivas, no que respeita às evidências físicas e aosseus efeitos estruturais. Analisam-se, entre outras obras, as barragens portuguesasafectadas por esta patologia.A influência dos factores que regulam o desenvolvimento do processoexpansivo (composição do betão, temperatura, humidade e estado de tensão) équantificada com base num modelo de interacção químico-mecânico, permitindo umaestimativa das expansões à escala das obras de engenharia. Este modelo foiintegrado num código computacional de elementos finitos que considera ocomportamento 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 aevolução do comportamento ao longo do tempo, tendo em conta os fenómenosdiferidos e o progressivo desenvolvimento da fissuração.Apresentam-se dois estudos de aplicação a barragens portuguesas afectadaspor 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 émoderada. O segundo estudo reporta-se à barragem de Pracana, uma obra decontrafortes cuja albufeira foi mantida vazia durante mais de uma década após trintaanos de exploração, devido à fendilhação generalizada da sua estrutura provocada porgrandes expansões diferenciais, que depois foi reabilitada, encontrando-se desdeentão em exploração normal há cerca de quinze anos. Os resultados destes estudosdemonstram o interesse e as potencialidades das metodologias desenvolvidas naquantificação do processo expansivo, na interpretação do comportamento observado ena avaliação das condições de segurança das obras.

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