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A barragem romana de Olisipo
Os romanos deixaram importantes contributos na área da Engenharia de Barragens, tanto nos aspectos relacionados com a concepção estrutural, como nos métodos construtivos e nos materiais utilizados. A barragem romana de contrafortes mais alta que se tem registo localiza-se em Belas, junto a Lisboa, e é conhecida como a Barragem de Olisipo. Apesar de se encontrar semidestruída e não desempenhar a função para a qual foi concebida, as suas ruínas constituem, ainda assim, um conjunto com interesse técnico e histórico. Este trabalho apresenta um estudo sobre as características geométricas e estruturais da Barragem de Olisipo. A análise estrutural foi realizada através do método do equilíbrio limite. Este estudo incidiu sobre duas secções transversais tipo da barragem, designadas por secção corrente e secção equivalente, esta última idealizada a partir da área de influência de um contraforte. Foram determinadas as linhas de pressões, as tensões verticais totais e efectivas na base da barragem e os factores de segurança em relação aos mecanismos globais de deslizamento e de derrubamento. O objectivo fundamental deste trabalho é divulgar e valorizar este importante património.
Year: 2013
Author(s): Bretas, E. M.; Lemos, J. V.; Lourenço, P.
: Construção Magazine
Editor: Construção Magazine
Volume:
56.
Keywords: Estruturas históricas; Barragens de alvenaria
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Discontinuum modelling in rock engineering
The evolution of numerical modelling in rock mechanics has made possible a more realistic representation of thebehaviour of rock masses, and a more reliable prediction of the response of rock engineering structures. Discontinuum modelling techniques, namely the discrete element method, based on the explicit representation of the rock mass discontinuous structure, have progressively acquired a broader role. In this lecture, the essential concepts and main features of these numerical techniques are discussed, with reference to their historical development. The use of these idealizations is exemplified by two areas in which they proved very effective. On one hand, the analysis of practical rock engineering problems, intended, for example, for safety assessment or monitoring interpretation. This type of application is illustrated herein by dam foundation analyses based on deformable block models.Asecond level of discontinuum modelling involves research aimed at the understanding of the fundamental behaviour of rock and rock masses. An example of this approach is the analysis of fracture phenomena with particle models, primarily of laboratory specimens, but being extended to larger scales. Critical issues identified in the effective application of these modelling tools are examined, as well as some foreseeable evolution trends.
Year: 2013
Author(s): Lemos, J. V.
: SOILS and ROCKS
Editor: ABMS
Volume:
36(2).
Keywords: Dam foundations; Discrete elements; Numerical modelling; Rock mechanics
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Hydromechanical analysis of masonry gravity dams and their foundations
A numerical model for the hydromechanicalanalysis of masonry dams based on the discrete elementmethod is presented. The dam and the rock foundation arerepresented as block assemblies, and a coupled flow-stressanalysis is performed in an integrated manner for the entiresystem. Complex block shapes may be obtained byassembling elementary blocks into macroblocks, allowingthe application of the model to situations ranging fromequivalent continuum to fully discontinuum analysis.A contact formulation was developed based on an accurateedge
Year: 2013
Number Pages:
327-339pp.
Author(s): Bretas, E. M.; Lemos, J. V.; Lourenço, P.
: Rock Mech Rock Eng
Editor: Springer
Volume:
46.
Keywords: Hydromechanical analysis; Discrete elements; Masonry dams
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Um modelo discreto de partículas 2D para simulação da fratura em rocha: Formulação e Calibração
Modelos detalhados de partículas têm sido adotados na modelação da fratura em materiais quase-frágeis. Neste artigo é adotado um modelo de partículas 2D que tem sido desenvolvido tendo em vista o estudo da fratura em rocha. Os sistemas de partículas são gerados com base num algoritmo de geração de partículas poligonais baseado nos Voronois de Laguerre da triangulação de Delaunay dos centros de gravidade das partículas circulares. O modelo de partículas poligonais, aproximado através de partículas circulares que interagem entre si através de um esquema de contacto múltiplo, é validado em ensaios biaxiais, e em ensaios do tipo Brasileiro, em rocha. São apresentados vários estudos paramétricos que permitem identificar a influência dos parâmetros micromecânicos nas propriedades macroscópicas, elásticas e resistentes. É por fim analisada a relevância de um modelo de contacto com leis de enfraquecimento bilinear em tração e corte de modo a obter valores coerentes de tração última nos ensaios diretos e nos ensaios Brasileiros.
Year: 2013
Number Pages:
97-101.
Author(s): Azevedo, N.
: Geotecnia
Volume:
129.
Keywords: Fratura em rocha; Modelo partículas
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3D stability analysis of gravity dams on sloped rock foundations using the limit equilibrium method
A convenient approach to performing stability analysis of concrete gravity dams is the so-called twodimensional
Year: 2012
Number Pages:
147-156pp.
Author(s): Bretas, E. M.; Leger , P.; Lemos, J. V.
: Computers and Geotechnics
Editor: Elsevier
Volume:
44.
Keywords: Sloped rock foundation; Limit equilibrium; Sliding; Concrete gravity dam
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Comparison of different techniques of tilt testing and basic friction angle assessment
A relevant parameter for estimating discontinuity shear strength is the basic friction angle, usually derived from different types of tilt tests. However, the tilt tests described in the literature produce varying basic friction angle values. From a large number of different types of tilt tests on different kinds of rocks, it was possible to conclude that the mechanisms of sliding along cylinder generatrixes and planar surfaces are quite different, andthat tests based on sliding along generatrixes are not appropriate for determining reliable basic friction anglevalues for discontinuity planes. Tests on small specimens are also not recommended, for geometry reasons and because ensuring reliable stress conditions is difficult. Toquantify the natural variability in tilt testing, large specimens of the same granite were tested. The results revealed coefficients of variation for the basic friction angle in the range of 5
Year: 2012
Number Pages:
1023
Author(s): Alejano, L.; González, J.; Muralha, J.
: Rock Mechanics and Rock Engineering
Editor: Springer
Volume:
Vol 45; Nr 6.
Keywords: Joint strength; Variability assessment; Tilt testing; Basic friction angle
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Masonry dams: Analysis of the historical profiles of Sazilly, Delocre, and Rankine
The significant advances in masonry dam design that took place in the second half of the19th century are analyzed and discussed within the context of the historical developmentof dam construction. Particular reference is made to the gravity dam profiles proposed bySazilly, Delocre, and Rankine, who pioneered the application of engineering concepts to damdesign, basing the dam profile on the allowable stresses for the conditions of empty and fullreservoir. These historical profiles are analyzed taking into consideration the present safetyassessment procedures, by means of a numerical application developed for this purpose,based on limit analysis equilibrium methods, which considers the sliding failure mechanisms,the most critical for these structures. The study underlines the key role of upliftpressures, that was only addressed by Lévy after the accident of Bouzey Dam, and providesa critical understanding of the original design concepts, which is essential for therehabilitation of these historical structures.
Year: 2012
Number Pages:
19-45pp.
Author(s): Bretas, E. M.; Lemos, J. V.; Lourenço, P.
: International Journal of Architectural Heritage
Editor: Taylor & Francis
Volume:
6.
Keywords: Safety assessment; Masonry dam
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Response by the Authors to S. R. Hencher
N/A
Year: 2012
Number Pages:
3p.
Author(s): Alejano, L.; González, J.; Nahon, A.
: Rock Mechanics and Rock Engineering
Editor: Springer
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Strain localization, strong discontinuities and material fracture: Matches and mismatches
The work focuses on the connections of strain localization modeling of material failure and discrete fracture mechanics. It is an attempt to give an answer to the old question of whether the finite element solutions of material failure problems based on strain localization techniques, using standard continuum stress
Year: 2012
Number Pages:
323-336pp.
Author(s): Oliver, J.; Huespe, A.E.; Dias, I. F.
: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering
Editor: ELSEVIER
Volume:
241-244.
Keywords: Fracture mechanics; Strong discontinuities; Strain localization; Computational material failure
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Modelling of arch dam foundation failure scenarios - case studies of Baixo Sabor and Alto Ceira dams
In concrete arch dam foundations, potential failure mechanisms are typically defined by natural rock discontinuities or the concrete-rock interface. Discrete element models are particularly adequate for the safety assessment of these failure scenarios, given their ability to represent the geologic structure of the rock mass, as well as the concrete cantilevers. Application of these procedures to 2 large dams presently under construction in Portugal, Baixo Sabor and Alto Ceira arch dams, is presented. The numerical models represent the foundation rock mass as a system of deformable blocks defined by the main faults and joint sets identified at the site. The safety analysis is performed by progressive reduction of strength along the discontinuities until the failure condition is reached.
Year: 2011
Number Pages:
299-312pp.
Author(s): Lemos, J. V.; Antunes , N.
: Dam Engineering
Editor: Global Trade Media
Volume:
vol. 21, no. 4.
Keywords: Discrete elements; Discrete elements; Failure analysis; Rock foundations; Arch dams
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Comunicação
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Numerical simulation of failure scenarios in concrete dams using a hybrid discrete/finite mode
The numerical analysis of concrete dam failure scenarios requires computational tools that candeal with the formation, propagation and localization of cracks and their effects on the overall dambehaviour. It is well known that assemblies of discrete part icles connected through simpleinteraction laws can capture the global behaviour of quasi-brittle macro-material, like concrete.In this work a particle model based on the discrete element method is used. Due to computationalrestrictions some simplifications are adopted: i) a finite element model is adopted in thefoundation and in the dam zone where an elastic behaviour is expected; ii) the adopted particlesize is higher than the maximum aggregate size of dam concrete. In order to further reducecomputational times a hybrid discrete/finite model is proposed that replaces the stiffness of thefinite elements where nonlinear behaviour is expected by a discrete particle assembly in itsinterior.The hybrid discrete/finite model is validated for several case studies. The results are comparedwith those obtained with a finite element based two scalar damage model. The results show theapplicability of particle models to the study of failure scenarios of concrete dams, including itsinitial elastic response, even when the adopted aggregate structure is much larger in size than theadopted concrete aggregate.
Year: 2020
Number Pages:
22.
Author(s): Azevedo, N.; Braga Farinha, M. L.
Editor: LNEC
Keywords: Hybrid discrete/finite model; Particle model; Failure scenario; Concrete dams
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Preliminary identification of the structural effects of concrete swelling in Chicamba dam (Mozambique)
This paper presents the relevant results of the monitoring data analysis of the Chicamba dam(Mozambique), which confirmed the existence of an ongoing concrete swelling process in the dam
Year: 2020
Number Pages:
833-853.
Author(s): Dias, I. M.; Batista, A. L.; Campira, J.
: Proceedings of the Fourth International Dam World Conference
Editor: LNEC
Volume:
Volume 1.
Keywords: Swelling effects; Structural behaviour; Monitoring; Chicamba dam
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Seismic analysis of Cabril dam. Measured response and comparison with numerical results from Code_Aster and DamDySSA
This paper presents a study on the seismic response of the 132 m high Cabril arch dam, for an earthquake measured in-situ with the installed Seismic and Structural Health Monitoring system (in operation since 2008). The measured acceleration time histories are compared with results from finite element analysis in various positions in the dam body, using the seismic accelerations recorded at the dam-rock interface as inputs. The numerical simulations are conducted using two programs: i) DamDySSA4.0, a 3D finite element program develop in LNEC for dynamic analysis of arch dams
Year: 2020
Author(s): Alegre, A.; Robbe, E.; Oliveira, S.
Editor: LNEC
Keywords: Cabril arch dam, Seismic monitoring, FE seismic analysis, Damping, Substructure foundation method, Energy dissipating foundation.
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SEISMIC MONITORING SYSTEMS IMPLEMENTED ON RECENT PROJECTS
In the last decade Portugal made a significant set of investments in new hydroelectric projects under the National Dams Program with High Hydroelectric Potential. EDP Produção SA, a company of EDP - Energias de Portugal Group, played a fundamental role in the construction of these projects, in which new dams and reservoirs of significant dimensions are integrated.According to Portuguese legislation, with relevance to the RSB-Dam Safety Regulation (Decree-Law no. 21/2018 of 28 March), the DTA-Technical Documents to Support the RSB and taking into account the seismic risk associated with the region where the dams were built, it was recommending the implementation of a set of Seismic Monitoring Systems (SMS) to characterize the seismic actions and the respective structural response, as well as the assessment of the reservoirs induced seismicity.For that, it was necessary, in the design phases, to carry out several studies to define the type of dynamic monitoring systems, especially those related to the seismic monitoring systems (SMS). In their most extensive configuration, these systems, based on triaxial accelerometers sensors, may incorporate remote stations installed along the reservoirs for studying the propagation of seismic actions. For the higher dams, and to ensure a good characterization of the dynamic behaviour, continuous dynamic monitoring system (CDMS) was also installed.This paper presents the main aspects of the legislation, refers the main studies and methodologies that were used, and the general aspects of the regional geological and tectonic framework. Also, is presented several seismic monitoring systems that were implemented by EDP, namely those related to the hydroelectric projects of Baixo Sabor, Foz Tua, Ribeiradio and Alto Ceira II dams.
Year: 2020
Number Pages:
Fourth International Dam World Conference.
Author(s): Monteiro, G.; Pinho, P.; Gomes, J. P.
Editor: LNEC
Keywords: Seismic Studies; Seismic Monitoring Systems; Portuguese Legislation; Safety; Dams
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Vibration monitoring of Cahora Bassa dam
This paper focuses on the experience gathered from the continuous dynamic monitoring of Cahora Bassa dam, a 170 m high arch dam in Mozambique, over the past decade. The installed Seismic and Structural Health Monitoring system was designed to continuously record acceleration time series in several locations in the dam body (crest gallery) and near the dam-rock interface, under ambient/operational vibrations and during seismic events, using uniaxial and triaxial accelerometers. The system was complemented with the development of software for automatic modal identification and automatic detection of seismic vibrations. The numerical simulations are carried out using a 3D finite element program, based on a solid-fluid coupled formulation to simulate the dam-reservoir-foundation system, considering dam-water dynamic interaction and propagation of pressure waves throughout the reservoir. The main experimental outputs are presented and compared with results from 3D finite element analysis, including the evolution of identified natural frequencies over time, vibration mode shapes for specific water levels, and the dynamic response in accelerations under seismic ground motion.
Year: 2020
Author(s): Oliveira, S.; Carvalho, E.; Matsinhe, B.; Mendes, P.; Alegre, A.; Proença, J.
Editor: LNEC
Keywords: Cahora-Bassa dam, Seismic and Structural Health Monitoring, Modal identification, Natural Frequencies, Seismic response, Finite element analysis.
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Análise sísmica de grandes barragens abóbada com base em modelos de EF3D. Aplicação ao caso de uma barragem com 290 metros de altura
Neste trabalho efetuam-se estudos de simulação numérica da resposta sísmica de uma grande barragem abóbada, considerando uma dada lei de amortecimento de Rayleigh com vista a analisar a influência da cota da albufeira. A modelação do sistema barragem-fundação-albufeira é efetuada com um modelo coupled, baseado numa formulação em deslocamentos e pressões, que permite simular a interação dinâmica barragem-albufeira considerando a propagação de ondas de pressão na albufeira. A discretização do sistema coupled é efetuada utilizando elementos finitos 3D com 20 nós. A resposta sísmica é calculada por meio de integração direta no domínio do tempo com base no método de Newmark. São apresentados os resultados da análise sísmica de uma barragem com 290 m de altura, utilizando acelerogramas sísmicos em três direções, com aceleração de pico máxima de 0.3g na direção montante-jusante. Nomeadamente, analisam-se os campos de deslocamentos e de tensões no corpo da obra para diferentes cotas de água na albufeira.
Year: 2019
Author(s): Alegre, A.; Oliveira, S.
Editor: IST
Keywords: Análise sísmica de barragens abóbada; Sistema Barragem-Fundação-Albufeira; Formulação coupled em pressões e deslocamentos.
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Avaliação do comportamento dinâmico da barragem do Baixo Sabor com base em métodos experimentais e numéricos
A determinação da resposta dinâmica das obras e o acompanhamento da evolução do seu comportamento durante as várias fases da vida é muito importante, estando inserido nas atividades do controle de segurança estrutural. A realização de ensaios de vibração forçada em barragens de betão para a determinação do comportamento dinâmico continua a ser uma das técnicas mais fiáveis nesta área. Nesta comunicação descreve-se a metodologia de ensaio, e apresentam-se os resultados relativos a um caso de estudo, referente à caraterização do comportamento dinâmico da barragem do Baixo Sabor. Foi desenvolvido um modelo numérico, com representação do sistema barragem-albufeira-fundação, para apoio na preparação do ensaio e interpretação dos resultados experimentais.
Year: 2019
Author(s): Gomes, J. P.; Lemos, J. V.
Editor: Comité Brasileiro de Barragens
Keywords: Modelo numérico Barragens de betão; Ensaios de vibração forçada; Comportamento dinâmico; Barragens de betão
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Avaliação do efeito das explosões de desmonte de rocha em barragens de betão com base num modelo numérico do maciço e barragem e comparação com resultados observados
Os trabalhos de escavação para a implantação de grandes obras, (barragens, centrais subterrâneas, tuneis, etc.) utilizam frequentemente metodologias de desmonte da rocha com recurso a explosivos. Esta técnica sendo rápida e eficientemente produtiva, obriga ao controle da propagação de vibrações no meio circundante com ênfase ao parque edificado e respetivas infraestruturas.Recentemente foram efetuadas obras de aumento da capacidade de descarga de uma barragem de betão, nas quais, foi necessário efetuar desmonte de rocha com o recurso a explosivos nas imediações da barragem existente.Estes pressupostos impulsionaram ao desenvolvido de um modelo numérico híbrido descontínuo de elementos discretos e elementos finitos recorrendo ao 3DEC, representando os blocos da abóbada, as juntas de contração e o maciço de fundação. O objetivo deste modelo é estudar o efeito das vibrações provocadas pelas explosões no comportamento da barragem de betão e respetiva fundação, avaliando a sua segurança estrutural. A correta modelação do comportamento da fundação é fundamental para uma avaliação estrutural adequada.No presente trabalho apresentam-se os resultados do modelo numérico comparando com as medições de velocidades efetuadas em vários pontos da fundação e da estrutura no decorrer das obras, sendo posteriormente analisado os efeitos na barragem. O presente trabalho, deu início ao desenvolvimento de um modelo numérico capaz de representar a resposta da estrutura às vibrações, minimizando a subjetividade da classificação do seu grau de resistência.A elaboração deste modelo numérico permitiu desenvolver novas abordagens para a simulação das explosões, da propagação ao longo do maciço e respetivos efeitos na estrutura. Estas abordagens, devidamente adaptadas, são passiveis de serem implementadas em estudos futuros.
Year: 2019
Author(s): Fonseca, R.; Gomes, J. P.; Lemos, J. V.; Resende, R.
Editor: CMN 2019 - Congress on Numerical Methods in Engineering,
Keywords: Método elementos discretos; Modelação numérica; Análise dinâmica; Explosivos; Vibrações; Barragens
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Baixo Sabor concrete arch dam: dynamic monitoring and numerical damage simulation
. The nowadays-available dynamic monitoring equipment integrating very sensitive low noise sensors creates an opportunity to implement continuously operating dynamic monitoring systems in dams and validate the suitability of these systems to monitor such massive structures with the goal of detecting damage. The detection of abnormal structural behaviour, that may indicate the occurrence of damage, can be based on control charts and is associated with shifts in the modal parameters values that are not explained by other physical phenomena but a change in the structure
Year: 2019
Author(s): Pereira, S.; Gomes, J. P.; Lemos, J. V.; Magalhães, F.; Cunha, A.
Editor: 3rd Meeting of EWG Dams and Earthquakes
Keywords: simulation of damage; numerical modelling; Continuous dynamic monitoring; Concrete archa dams
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Dynamic behavior of high arch dams under recorded seismic accelerograms. Study on the influence of reservoir water level
In this paper the seismic response of a large arch dam (290 m high), located in a high seismicity region, is analysed. The goal is to study the influence of the reservoir water level in the dam
Year: 2019
Author(s): Alegre, A.; Oliveira, S.; Espada, M.; Câmara, R.
Editor: LNEC
Keywords: Seismic response of high arch dams, Recorded accelerograms, Reservoir water level.
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Books
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Computational modeling of masonry structures using the discrete element method
Masonry is a combination of units such as stones, bricks or blocks usually laid in a cementitious or limemortar. It is probably the oldest material used in construction and has proven to be both simple to buildand durable. Over the years, existing masonry constructions have inevitably suffered damage with time.Earthquakes, soil settlements, material degradation and lack of maintenance are the main reasons forthat. Careful and periodic assessment of such structures is necessary in order to evaluate their structuralcapacity and safety levels. However, performing the structural analysis of masonry construction is notan easy task. A review is presented of the main models based on the discrete element method and the available related numerical techniques that have been proposed for the analysis of masonry. The essential assumptions adopted by these models and numerical implementation issues are discussed. Differences between available models are illustrated by applications to various masonry problems including static and dynamic analysis of masonry arch bridges, walls, vaults, domes and ancient colonnades.This book is composed of 17 chapters authored/co-authored by 25 outstanding researchers from 11countries (Canada, France, Greece, Hungary, Iran,Italy, Mexico, Norway, Portugal, UK, USA), whichwere reviewed by 60 referees.
Year: 2016
Number Pages:
505p.
Author(s): Sarhosis, V.; Bagi, K.; Lemos, J. V.; Milani, G.
Editor: IGI Global
Keywords: Elementos discretos; Modelação numérica; Alvenaria
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Contribuição de Manuel Rocha para a mecânica das rochas e as fundações de barragens
N/A
Year: 2013
Number Pages:
296pp.
Author(s): Lemos, J. V.; Lamas, L.
Editor: LNEC
Keywords: Investigação científica e técnica; Barragem de betão; Fundação rochosa; Fundação de barragem; Mecânica das rochas; Pt
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Capítulo de Livro
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Chapter 5 Discrete Element Modeling
This chapter consists of two parts. First a general overview is given: the exact definition of the Discrete Element Method is provided, and the main types of existing models are introduced; then the theoretical fundaments of the most important approaches available today for masonry analysis are given. The second part of the chapter focuses on 3DEC, the most widespread commercial DEM code for masonry analysis. This second part begins with a theoretical overview. Application issues for masonry structures are then considered (block material behaviour, contact representation, structural elements like cables or bars etc.). Among the practical examples arches, barrel vaults, walls, coloumns and complete structures (like houses) are presented, including the issues of quasi-static versus dynamic analysis and of block fracture as well. The readers can find helpful advice on how to simulate their own problems most effectively.
Year: 2023
Author(s): Lemos, J. V.; Bagi, K.
: Discrete Computational Mechanics of Masonry Structures
Editor: Springer
Keywords: Masonry models
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Discrete Element Modelling of Masonry Arch Bridges, Arches and Vaults
N/A
Year: 2022
Author(s): Lemos, J. V.; Gobbin, F.; Forgacs, T.; Sarhosis, V.
: From Corbel Arches to Double Curvature Vaults.
Editor: Springer
Keywords: numerical modelling; masonry
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DEM modelling of the non-linear static and dynamic response of masonry structures
Discrete element models have become a major tool for masonry analysis, allowing a suitable representation of its discontinuous nature and marked nonlinear behaviour. The chapter reviews the fundamental assumptions of the main DEM formulations available. It focuses more specifically on the widely used UDEC and 3DEC codes, explaining their relation with the other approaches, and the most relevant issues arising in their application to masonry. Applications to the main types of structures are reviewed, considering both static and dynamic analyses. Recent research providing comparisons of the numerical models with experimental and field data is particularly covered. The discussion of the different examples is aimed at clarifying the key capabilities of DEM and demonstrating the most effective ways of using it in a variety of masonry analysis situations.
Year: 2019
Number Pages:
469-501pp.
Author(s): Sarhosis, V.; Lemos, J. V.; Bagi, K.
: Numerical Modeling of Masonry and Historical Structures - From Theory to Application
Editor: Elsevier
Keywords: DEM; Masonry structures
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Seismic and Structural Health Monitoring of Dams in Portugal
This chapter is focused on the Portuguese experience on the developmentand exploration of systems for continuously monitoring dam vibrations, usingaccelerometers. The pioneer system for seismic and structural health monitoring(SSHM) installed in Cabril dam (the highest Portuguese arch dam: 132 m high) isdescribed in detail. The design of this system was the result of a long-term LNECresearch program, still ongoing. These monitoring systems should include softwaredeveloped to automatically perform the analysis of collected data, including theautomatic comparison with numerical results from 3DFE models. In view of thegood results obtained with the system in operation in Cabril dam since 2008, similarsystems have been installed in other large dams in Portugal, particularly in recentlybuilt dams. Finally, Baixo Sabor dam is presented as an example of a new Portuguesedam with a complete SSHM system, in operation since 2015. Themain experimentalresults obtained for both dams are shown, namely the evolution of natural frequenciesover time, mode shapes and the measured seismic response to earthquake events.
Year: 2019
Number Pages:
87-113pp..
Author(s): Oliveira, S.; Alegre, A.
: Seismic Structural Health Monitoring - From Theory to Successful Applications
Editor: Springer
Keywords: Modal identification · Concrete dams · Ambient and seismic vibrations
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Tese de Doutoramento
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Análise experimental de cenários de rotura em fundações de barragens de betão
Para verificação do cumprimento das exigências de segurança das barragens,tanto relativamente à funcionalidade (cenários correntes), como em relação àsegurança ao colapso (cenários de rotura), é essencial utilizar modelos de simulação oude interpretação (no caso de obras existentes) do seu comportamento. Estes modelossão idealizações (simplificações) da realidade, tanto no que diz respeito às acções(modelos das acções), como no que respeita à componente estrutural (modelos estruturais).A solução destes modelos, através de adequados métodos de análise, quantificaparâmetros da resposta das estruturas que permitem avaliar a sua segurança, utilizandocritérios de segurança previamente definidos.A validação destes modelos pode ser feita, no caso de cenários correntes,através da sua comparação com os resultados da observação do comportamento debarragens. No caso de cenários de rotura, não existe muita experiência de comparaçãodestes resultados com situações reais: é pequeno o número de acidentes ocorrido e,mesmo nestes, o volume de informação é reduzido. Desta forma, o recurso a métodosexperimentais, para o estudo de cenários de rotura, tem uma importância acrescida.Assim o principal objectivo deste trabalho é contribuir para melhorar a capacidade deavaliação da segurança de barragens de betão envolvendo cenários de rotura pela fundação.Neste trabalho desenvolveram-se dois ensaios experimentais em modelosfísicos: um primeiro envolvendo uma barragem abóbada, para o estudo de cenários derotura da fundação para acções estáticas; e um segundo de uma barragem gravidadeensaiado em mesa sísmica, com vista a estudar a rotura pela fundação para acçõesdinâmicas.A previsão e interpretação dos ensaios foram efectuadas com modelosmatemáticos adequados, que permitiram a sua validação e posterior utilização no estudode outros cenários.
Year: 2009
Author(s): Gomes, J. P.
Keywords: Método dos elementos discretos; Método dos elementos finitos; Modelos numéricos; Mesa sísmica; Análise dimensional; Modelos físicos; Análise até à rotura; Controlo da segurança de barragens; Barragens de betão
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Relatório Científico
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Barragem do Cabril - Sistema para monitorização de vibrações em contínuo medição e análise automática da resposta dinâmica sob excitação ambiente/operacional e sob ações sísmicas
Neste trabalho apresenta-se o sistema para monitorização em contínuo do comportamento dinâmico da barragem do Cabril que foi instalado em 2008, pelo LNEC e pela EDP, referindo alguns dos principais resultados que têm sido obtidos a partir da análise dos dados recolhidos, quer sob excitação ambiente/operacional, quer sob ações sísmicas. Salienta-se a importância do desenvolvimento do software para tratamento, análise e gestão automática dos dados e apresentam-se os programas que têm vindo a ser desenvolvidos no LNEC, em MATLAB, para apoio a este tipo de sistemas, nomeadamente programas de identificação modal (Modal_ID2.0 e Modal_ID_Auto2.0) e programas de elementos finitos tridimensionais para análise do comportamento dinâmico de sistemas barragem-fundação-albufeira (DamDySSA2.0).
Year: 2017
Author(s): Oliveira, S.; Silvestre, A.
Keywords: Densidade espetral de potência; Amortecimentos modais; Comportamento dinâmico de barragens; Modos de vibração; Frequências naturais; Interação dinâmica barragem-albufeira; Análise espetral; Monitorização de vibrações em contínuo
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Discrete element modelling of rock engineering structures for seismic safety analyses - PhD thesis research plan of Margarida Espada
This document presents the research plan for the doctoral thesis of LNEC's Junior Research Fellow Margarida Espada. This work, to be submitted to the Faculty of Engineering of the University of Porto (FEUP), will be developed in the Modelling and Rock Mechanics Unit of the Concrete Dams Department, and it is part of the on-going P2I research project DEMRock6m. This work aims at developing more efficient methodologies to perform safety studies and seismic analysis of rock engineering structures, based on discrete element models and in the integrated use of probabilistic models for the geometric and shear strength parameters and for the water pressures in rock discontinuities. This will allow a more realistic definition of the rock mass in discrete element models and an adequate identification of the potential failure mechanisms.
Year: 2016
Author(s): Espada, M.; Muralha, J.; Lemos, J. V.; Couto Marques, J.
Keywords: Dam foundations; Rock discontinuities; Seismic analysis; Probabilistic analysis; Safety analysis; Discontinuities generation tool; Discrete element models
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Método de Euler não linear aplicado a órbitas do sistema n-CORPOS
Neste relatório é apresentado o método de Euler para calcular as órbitas do sistema n-corpos,por exemplo, o dos planetas do sistema Solar, tendo em conta a propagação das forçasgravíticas entre o Sol e os planetas e entre os planetas entre si. Apenas requer como dadosiniciais uma observação anterior das órbitas em termos de posição e velocidade. A correcçãoda interacção entre planetas não é suavizada, o que se justifica pelos seus valores. A correcçãorelativista é importante.
Year: 2013
Number Pages:
11pp.
Author(s): Câmara, R.
Editor: LNEC
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Soluções distribucionais das equações de Navier-Stokes
As equações de Navier-Stokes são equações de derivadas parciais. As incógnitas nocaso de incompressibilidade consistem no campo de velocidades. As pressões numa 1ªaproximação resultam de um equilíbrio estático.A principal causa de problemas relacionados com a solução destas equações é devida àparcela das acelerações convectivas que está na origem da turbulência.Pesando estas equações e integrando duas vezes por partes obtém-se uma forma fracadestas equações.Em problemas 3D as variáveis independentes são 3 espaciais e 1 temporal. Admite-seque o campo de velocidades pode ser desenvolvido em série de distribuições de Delta deDirac espaciais e suas derivadas com coeficientes funções do tempo. Com funções deteste polinomiais obtém-se a formulação distribucional proposta das equações deNavier-Stokes.
Year: 2013
Number Pages:
15pp.
Author(s): Câmara, R.; Azevedo, N.
Editor: LNEC
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Análise térmica de barragens de betão - Ações térmicas ambientais
N/A
Year: 2012
Number Pages:
114pp.
Author(s): Leitão, N. S.
Editor: LNEC
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Ondas esféricas quânticas
O objectivo deste relatório é o estudo da matemática aplicada à solução de problemasfísicos de propagação de ondas esféricas com operador espacial biharmónico,consideradas quânticas.As técnicas matemáticas usadas incluem a transformada de Laplace da função de ondaf e o cálculo de sua inversa tal como sugerida por Pipes e Harvill.O método matemático usado para descrever as ondas esféricas quânticas é compequenas adaptações o método causal não-linear descrito por Croca.
Year: 2011
Number Pages:
12pp.
Author(s): Câmara, R.
Editor: LNEC
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Tópicos sobre equações de derivadas parciais
N/A
Year: 2011
Number Pages:
15pp.
Author(s): Câmara, R.
Editor: LNEC
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Ensaios de juntas de argamassa para um modelo físico de uma barragem abóbada a ensaiar na mesa sísmica
N/A
Year: 2009
Number Pages:
64pp.
Author(s): Muralha, J.
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RADIAÇÃO SÍSMICA DUMA FALHA PARA UMA BARRAGEM ABÓBADA
N/A
Year: 2007
Number Pages:
50pp.
Author(s): CÂMARA, R.
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Geração de malhas de elementos finitos tridimensionais. Desenvolvimento e apresentação do módulo computacional GeTMEF1.0
A análise do comportamento de barragens de betão com base em modelos de elementos finitos tridimensionais exige a definição da discretização a adoptar para o conjunto barragem-fundação, ou barragem-fundação-albufeira. A realização desta tarefa sem o recurso a programas de geração automática é muito dispendiosa pelo que tem vindo a ser desenvolvido no NMMF um módulo computacional para geração automática de malhas de elementos finitos tridimensionais especialmente adaptado para a geração de malhas tridimensionais de barragens abóbada. Inicialmente desenvolvido em FORTRAN, o referido módulo computacional para geração de malhas de elementos finitos tridimensionais tem vindo a ser objecto de diversos melhoramentos, os mais recentes centrados ao nível da interface com o utilizador. Assim, apresenta-se neste relatório o módulo computacional
Year: 2006
Author(s): Dias, I. M.; Oliveira, S.
Keywords: Barragens; Hexaedros; Geração de malhas de elementos finitos
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ICT
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Identification of transversely isotropic parameters in overcored rock specimens - A back analysis approach
This document presents a back analysis procedure for identification of the elastic parameters of transversely isotropic rock cores, containing an overcoring triaxial strain probe, from the strains measured during a biaxial test. A three-dimensional finite element model was developed to simulate the biaxial test on the overcored rock specimen and to compute the strains at the location of the strain gauges. Different optimisation algorithms were tested and the most suitable one was selected. The back analysis procedure was tested for identification of the five elastic parameters and the two orientation angles that characterise a transversely isotropic rock core. In spite that, with the developed methodology, convergence was reached and all those parameters could be identified, sensitivity analyses demonstrated that the results obtained were not stable and therefore they were not reliable. By introducing constrains based on common practice and previous experience, a stable and robust methodology was achieved: the three elastic parameters, E1, E2 and ?2, are reliably identified using the value of G2 calculated with Saint-Venants expression and a fixed value of ?1, while the orientation parameters are obtained from observation of overcored rock. Analysis of the results shows that application of this methodology represents an enormous step forward when compared with the traditional use of isotropy. Besides, the methodology is general and can also be used with other types of overcoring equipment. The five elastic parameters and the two orientation angles obtained can then be used, together with the overcoring strains, to compute the complete in situ state of stress.
Year: 2018
Author(s): Espada, M.; Lamas, L.
Keywords: Transversely isotropic rock; Numerical method; Rock test; Optimisation; Triaxial strain probe; In situ stress; Overcoring; Biaxial test
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Stability analysis of excavation slopes of Baihetan arch dam foundation - Reliability analysis by application of the response surface method
This document presents the work developed by the PhD student Margarida Espada in the scope of the course unit Risk Analysis in Geotechnical Works of the Doctoral Program in Civil Engineering of the Faculty of Engineering of the University of Porto (FEUP). This work presents a reliability analysis, using the response surface method (RSM), for the case study of the left bank excavation slopes of the Baihetan arch dam foundation, which is one of the case studies of Margarida Espada's PhD thesis. The aim was to approximate an implicit limit state function by computing safety factors, using a discrete element model of the Baihetan left bank developed in 3DEC software, where the shear strength parameters of two important rock discontinuities were considered as random variables. The probability of failure was then obtained through an iterative process, using approximation methods. This work presents the 3DEC model developed to analyse the stability conditions in the Baihetan left bank and the results of the reliability analysis.
Year: 2018
Author(s): Espada, M.
Keywords: Dam foundation; Baihetan dam; Discrete element method; Reliability; Slopes stability
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Contribuição para o problema da existência e suavidade da solução da equação de Navier- Stokes
O problema da solução das equações de Navier Stokes é abordado neste trabalhopropondo-se uma técnica de representação das incógnitas deslocamentos e pressõesvariáveis no espaço e no tempo em série de Delta de Dirac e suas derivadas no tempocujos coeficientes se determinam com base na solução de sistemas de equaçõesdiferenciais definidos no espaço (problema com três variáveis espaciais independentesque pode ser estudado pelo método de Monge).
Year: 2011
Number Pages:
12pp.
Author(s): Câmara, R.
Editor: LNEC
Keywords: Equação de navier-stokes
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Elastodinâmica
Neste relatório apresentam-se as equações básicas da elastodinâmica linear, as soluçõesfundamentais e o teorema da representação no domínio de tempo e de frequência.Para movimentos finitos de casca formula-se o teorema dos trabalhos virtuais e a suaimplementação pelo método dos elementos finitos.
Year: 2007
Number Pages:
54pp.
Author(s): Câmara, R.
Editor: LNEC
Keywords: Método dos elementos finitos; Elastodinâmica
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Modelação sísmica de barragens abóboda
Neste relatório apresentam-se os principais aspectos da modelação sísmica de barragensabóbada. Assim propõe-se: modelos numéricos de geração de sismos por uma falha; aforma como o sismo actua na barragem; modelos para estudar a influência da albufeirana vibração do conjunto; métodos para solução das equações do movimento; e novasformulações de elementos finitos para o problema estrutural.
Year: 2005
Number Pages:
72pp.
Author(s): Câmara, R.
Editor: LNEC
Keywords: Método dos elementos finitos; Simulação numérica; Comportamento sísmico de estruturas; Comportamento de barragens; Barragem abóboda
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An experimental and numerical study for analysis of the hydromechanical behavior of the Alto Lindoso high pressure circuit
In pressure tunnels and shafts, in addition to the mechanical effect that excavation has on the rock mass and the disturbance that it introduces in the water flow, also the contained water can interact from the mechanical and hydraulic points of view with the rock mass. Seepage in fractured rock masses is dominated by the flow that takes place through the joints, and this is highly d(;pendent on their properties, namely aperture and roughness. Joint aperture, in tum, i::; very sensitive to stress changes. Special attention must therefore be paid to the joints in hydromechanical analyses. In this report are presented some studies that were carried out for the hydromechanical characterization of joints of the Alto Lindoso rock mass and numerical simulations of the hydromechanical behaviour of two selected sections of the high pressure circuit.
Year: 1994
Author(s): Lamas, L.
Keywords: Simulação numérica; Barragem de Alto Lindoso; Percolação no solo; Maciço rochoso; Comportamento hidromecânico; Interacção solo-água-estrutura; Circuito hidráulico
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