Papers
Info
Um modelo hidromecânico para análise de fundações de barragens gravidade em betão
Apresenta-se a formulação explícita de um modelo hidromecânico em pequenos deslocamentos, baseado numa tecnologia de elementos finitos de junta. O modelo hidromecânico proposto requer um esquema de pré-processamento robusto, de modo a garantir que os contactos entre os diversos blocos que representam o maciço rochoso de fundação e a barragem são somente aresta/aresta. A parte mecânica do modelo, apesar de limitada a pequenos deslocamentos, tem a vantagem de permitir uma representação rigorosa da distribuição de tensões ao longo das juntas. A parte hidráulica do modelo é perfeitamente compatível com a parte mecânica. O modelo hidromecânico é validado recorrendo a uma situação hipotética de uma barragem gravidade fundada num maciço com fraturação regular e a uma situação real de uma barragem em serviço, comparando os resultados com os obtidos com um modelo discreto em grandes deslocamentos. São também comparados os resultados de análises de estabilidade, concluindo-se que é possível avaliar a segurança ao deslizamento de barragens gravidade em betão recorrendo a modelos de interação em pequenos deslocamentos.
Year: 2015
Number Pages:
05-33pp..
Author(s): Azevedo, N.; Braga Farinha, M. L.
: Geotecnia
Editor: Sociedades de Geotecnia de Portugal e Brasil: SPG, ABMS e ABGE
Volume:
Vol 133.
Keywords: Elementos finitos de junta; Modelo hidromecânico; Fundações de barragens gravidade
Info
A DEM based tool for the safety analysis of masonry gravity dams
A numerical model for analysis of masonry gravity dams based on the Discrete Element Method is presented.The dam and the rock foundation are represented as block assemblies, using elementary 3- and 4-node blocks. Complex block shapes are obtained by assembling the elementary blocks into macroblocks,allowing the model to be applied in various situations ranging from equivalent continuum to fully discontinuumanalysis. A contact formulation was developed, which represents the interaction between macroblocksin terms of contacts established between elementary blocks, based on an accurate edge
Year: 2014
Number Pages:
248-260pp.
Author(s): Bretas, E. M.; Lemos, J. V.; Lourenço, P.
: Engineering Structures
Editor: Elsevier
Volume:
59.
Keywords: Failure mechanisms; Discrete elements; Masonry dams
Info
Crack-path field and strain-injection techniques in computational modeling of propagating material failure
The work presents two new numerical techniques devised for modeling propagating material failure, i.e. cracks in fracture mechanics or slip-lines in soil mechanics. The first one is termed crack-path-field technique and is conceived for the identification of the path of those cracks, or slip-lines, represented by strain-localization based solutions of the material failure problem. The second one is termed strain-injection, and consists of a procedure to insert, during specific stages of the simulation and in selected areas of the domain of analysis, goal oriented specific strain fields via mixed finite element formulations. In the approach, a first injection, of elemental constant strain modes (CSM) in quadrilaterals, is used, in combination of the crack-path-field technique, for obtaining reliable information that anticipates the position of the crack-path. Based on this information, in a subsequent stage, a discontinuous displacement mode (DDM) is efficiently injected, ensuring the required continuity of the crack-path across sides of contiguous elements. Combination of both techniques results in an efficient and robust procedure based on the staggered resolution of the crack-path-field and the mechanical failure problems. It provides the classical advantages of the
Year: 2014
Number Pages:
289-348pp.
Author(s): Oliver, J.; Dias, I. F.; Huespe, A.E.
: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering
Editor: ELSEVIER
Volume:
274.
Keywords: Embedded discontinuities; Strain injection; Crack-path field; Strong discontinuities; Computational material failure; Fracture
Info
First Infilling of the Venda Nova II Unlined High-Pressure Tunnel: Observed Behaviour and Numerical Modelling
The underground structures of the Venda NovaII reversible hydroelectric power scheme present features that make it an interesting case study. Worthy of mention are the inclination and length of the unlined pressure tunnel, the high water head and the great depth of the powerhouse cavern. In projects of this type, the main effect ofthe internal water pressure in the pressure tunnel is the establishment of seepage from the tunnel into the rock mass, which can reach the adits and the powerhouse cavern.This seepage is influenced by several factors, such as the geometry of the underground openings, the rock massproperties
Year: 2014
Number Pages:
885
Author(s): Lamas, L.; Leitão, N. S.; Esteves, C.; Plasencia, N.
: Rock Mechanics and Rock Engineering, Special Issue: Water Issues in Underground Excavations
Editor: Springer
Volume:
Volume 47, Number 3.
Keywords: Hydromechanical analysis; Observed behaviour; First infilling; Unlined pressure tunnel
Info
Stress wave propagation test and numerical modelling of an underground complex
Ground vibration is the most important environmental effect of blasting, and tools for its understanding and control are a prime necessity for the excavation of tunnels and caverns in hard ground. This paper contributes to an improved understanding of the way waves travel in the ground, particularly when there are excavations in the path of propagation, while also enhancing existing numerical models to better simulate that behaviour and thus provide better means to address underground vibration impacts. To this purpose, twenty low intensity blast between neighbour tunnels of an underground complex were performed, followed by a numerical study of the test. The test and simulation showed that, contrary to what is implied in semi-empirical attenuation laws, factors like the propagation path or local amplification can be more important than instant explosive weight and distance to blast.
Year: 2014
Number Pages:
21p..
Author(s): Resende, R.; Lamas, L.; Lemos, J. V.; Calçada, R.
: International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences
Editor: Elsevier
Volume:
72.
Keywords: Vibration impact; Dynamic modelling; Tunnelling; Vibration; Blasting
Info
The effect of skew angle on the mechanical behaviour of masonry arches
tThis paper presents the development of a three dimensional computational model, based on the DiscreteElement Method (DEM), which was used to investigate the effect of the angle of skew on the load carryingcapacity of twenty-eight different in geometry single span stone masonry arches. Each stone of the archwas represented as a distinct block. Mortar joints were modelled as zero thickness interfaces which canopen and close depending on the magnitude and direction of the stresses applied to them. The variablesinvestigated were the arch span, the span: rise ratio and the skew angle. At each arch, a full width verticalline load was applied incrementally to the extrados at quarter span until collapse. At each load increment,the crack development and vertical deflection profile was recorded. The results compared with similar
Year: 2014
Number Pages:
53-59pp.
Author(s): Sarhosis, V.; Oliveira, D.; Lemos, J. V.; Lourenço, P.
: Mechanics Research Communications
Editor: Elsevier
Volume:
61.
Keywords: Discrete elements; Numerical modelling; Arches; Masonry
Info
A 3D generalized rigid particle contact model for rock fracture
Purpose - The rigid spherical particle models proposed in the literature for modeling fracture in rock have some difficulties in reproducing both the observed macroscopic hard rock triaxial failure enveloped and compressive to tensile strength ratio. With the purpose of obtaining a better agreement with the experimental behaviour, a 3D generalized rigid particle contact model based on a multiple contact point formulation is presented which allows moment transmission and includes in a straightforward manner the effect of friction at the contact level.Design/methodology/approach
Year: 2013
Author(s): Azevedo, N.; Lemos, J. V.
: Engineering Computations: International Journal for Computer-Aided Engineering and Software
Volume:
2.
Keywords: Rock; Fracture; Contact model; Particle model; Discrete element
Info
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
Info
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
Info
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
|
Comunicação
Info
Influence of the intake tower dynamic behaviour on modal identification of Cabril dam
This paper presents a study, which describes the influence of the dynamic behaviour of the intake tower on the experimental results obtained from operational modal analysis of Cabril dam. A 3D finite element model, for the intake tower of Cabril dam, was developed in order to study the dynamic behaviour of this neighbour structure of the dam. The main dynamic parameters computed and evaluated experimentally for this structure are summarized and discussed, to understand how they can interfere in the modal identification of Cabril dam.
Year: 2009
Number Pages:
89-94pp.
Author(s): Mendes, P.; Oliveira, S.
Keywords: Dinâmica de estruturas; Barragens
Info
Joint Statistics
The paper aims at presenting some achievements of joint statistics. The different statistical distributions used for the description of the main parameters of the joint sets (attitude, intensity, area, and aperture) are introduced. For the attitude, a comparison of the existing distribution functions is made. For the intensity, the formulas for its determination are given, the applicable statistical models are presented, and the Poisson model for the occurrence of the discontinuities in rocks is discussed in depth. The statistical models for the distribution of the volume of the blocks of a rock mass are introduced. For the area, again, the formulas for its determination are given, and the applicable statistical models presented. Finally, the distribution function for the aperture is referred to, as well as a note on the roughness and waviness.
Year: 2009
Number Pages:
20 p..
Author(s): Grossmann, N.
Editor: Finish Tunnelling Association (FTA) & The Finish National Group of ISRM
Keywords: Estatísticas de diaclases; Compartimentação; Mecânica das rochas
Info
Modelação numérica para interpretação dos ensaios de determinação do estado de tensão no maciço rochoso da nova central da Bemposta
A libertação do estado de tensão inicial nos maciços rochosos é a principal acção a considerar em escavações subterrâneas. Como o estado de tensão é muito influenciado pela topografia e por condições geológicas particulares de cada local, a sua determinação a partir de ensaios de campo necessita de uma abordagem particular que, tendo em conta a natureza pontual dos ensaios e a sua variabilidade, permita estimar o estado de tensão global no maciço. Apresentam-se os ensaios realizados para o projecto de uma central subterrânea, com destaque para a modelação numérica que permitiu integrar os resultados dos ensaios e determinar o estado de tensão global mais provável. Os modelos usados permitiram considerar no estado de tensão inicial o efeito erosivo do rio ao escavar o vale e da abertura das galerias onde os ensaios foram executados.
Year: 2009
Number Pages:
19p.
Author(s): Muralha, J.; Figueiredo, B.; Lamas, L.
Keywords: Modelos 2d e 3d; Obras subterrâneas; Estado de tensão; Maciço rochoso
Info
Site characterization and rock testing for the evaluation of design parameters
This paper deals with issues related to the evaluation of design parameters from some types of in situ and laboratory tests performed, during the geotechnical investigations, to characterize the most relevant geotechnical properties of the rock mass and also the actions. Some considerations regarding safety evaluation and limit state design are presented. Several types of Rock Mechanics tests are introduced in some detail, and a few application examples covering different Rock Engineering projects are presented to show how test results can be analysed to determine their values to be used in the design. The following examples are shown: triaxial tests to determine the strength of the intact rock, a joint network study for a dam foundation, laboratory shear tests to assess the shear strength of rock joints, flat jack and overcoring tests to estimate the in situ state of stress for an underground cavern, and borehole dilatometer and large flat jack tests to evaluate the deformability of a concrete dam foundation.
Year: 2009
Number Pages:
73-86pp.
Author(s): Muralha, J.; Lamas, L.; Grossmann, N.
Info
State of stress assessment for the Picote II underground powerhouse design
The paper presents a description of the Picote II site, the objectives of the study that was carried out to assess the in situ state of stress in the rock mass, details of the testing programme and the methodology used for its interpretation. An overcoring testing programme was performed at the design stage, and a specific methodology was developed for the global interpretation of the test results, making use of a numerical model and considering the effect of the existing canyon on the stress field. This enabled to make recommendations regarding the initial stress field to consider in the design of the powerhouse cavern.Owing to the scarce information obtained at the design stage and to the high values of the calculated horizontal stresses, it was decided to perform additional stress measurement tests, using small flat jacks, once construction started and excavation of the adits reached the proximity of the underground powerhouse. Numerical simulations were also done for its interpretation and they confirmed the stress levels obtained at the design stage. The monitoring scheme implemented in the powerhouse cavern includes instrumentation to measure stress changes, which will occur during the excavation. Finally, the significance of the state of stress assessment to the powerhouse design and to the interpretation of monitoring data collected during construction is discussed.
Year: 2009
Number Pages:
6p.
Author(s): Muralha, J.; Lamas, L.; Esteves, C.
Keywords: Monitoring; Flat jack tests; Overcoring tests; Underground cavern; In situ stresses
Info
Análise tridimensional de uma abóbada de alvenaria
O Aqueduto das Águas Livres, localizado em Lisboa, hoje desactivado, entrou em funcionamento em 1748. Construído em alvenaria de pedra e tendo uma extensão de 14 km desde a nascente principal, é ainda constituído por diversos aquedutos subsidiários e de distribuição,com um total de 58 km de extensão.Num dos muitos canais subterrâneos existentes está localizada uma abóbada que permite a intersecção de dois alinhamento de túneis. Esta abóbada encontra-se sobre uma importante artéria da cidade de Lisboa com um trânsito automóvel bastante intenso.O estado de conservação da abóbada tem suscitado interrogações quanto à sua capacidade resistente, verificando-se recentemente o desprendimento de um bloco de alvenaria e o deslizamento parcial de outros, o que motivou uma medida de segurança imediata que passou pelo total escoramento da estrutura.Procedeu-se a análise estrutural da abóbada de alvenaria através do 3DEC. Esta aplicação baseia-se no Método dos Elementos Discretos (MED) e tem vindo a ser utilizada, com crescente interesse, no estudo das estruturas de alvenaria.O presente artigo aborda alguns aspectos relacionados com o MED, descreve os procedimentos adoptados para execução do modelo e apresenta resultados quanto a capacidade resistente. A parte final é dedicada avaliação dos resultados e apresentação de soluções para a sua reabilitação e reforço.
Year: 2008
Number Pages:
15.
Author(s): Bretas, E. M.; Gomes, J. P.; Lemos, J. V.
Keywords: Elementos discretos; Abóbada; Alvenaria
Info
Análise do comportamento dinâmico da barragem do cabril com base num modelo de elementos discretos considerando a influência das juntas de contracção
Neste trabalho apresenta-se um modelo tridimensional de elementos discretos paraanálise do comportamento dinâmico da barragem do Cabril tendo em conta o efeito das juntas decontracção. Os resultados são comparados com os de um modelo de elementos finitostridimensionais na hipótese de continuidade. O estudo da barragem é efectuado para diferentescotas de água na albufeira, simulando-se o efeito das pressões hidrodinâmicas com base nahipótese de massas de água associadas, proposta por Westergaard. A influência do nível da águana resposta dinâmica do conjunto é estudada com base na análise das variações das frequênciaspróprias comparando-se resultados numéricos e experimentais.
Year: 2007
Number Pages:
16p.
Author(s): Lemos, J. V.; Oliveira, S.; Mendes, P.; Dias, I. M.; Câmara, R.
Editor: APMTAC/FEUP
Keywords: Juntas de Contracção; Barragens Abóbada; Frequências Próprias; Comportamento Dinâmico; Modelos Numéricos
Info
Análise sísmica da barragem da Chicamba (Moçambique)
Apresentam-se os resultados do estudo, em modelo numérico, do comportamento sísmico da barragem da Chicamba, em Moçambique. Foram realizados cálculos em regime elástico e cálculos não lineares tendo em consideração o comportamento das juntas verticais de contracção das abóbadas. Os resultados da análise permitiram avaliar as condições de segurança da obra para acções sísmicas.
Year: 2006
Number Pages:
14p.
Author(s): Lemos, J. V.; Batista, A. L.; Dias, I. M.; Câmara, R.
Editor: APEE
Keywords: Análise não linear; Modelação numérica; Acções sísmicas; Barragens de betão
|
Books
Info
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
Info
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
|
Capítulo de Livro
Info
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
Info
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
Info
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
Info
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
|
Tese de Doutoramento
Info
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
|
|
Relatório Científico
Info
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
Info
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
Info
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
Info
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
Info
Análise térmica de barragens de betão - Ações térmicas ambientais
N/A
Year: 2012
Number Pages:
114pp.
Author(s): Leitão, N. S.
Editor: LNEC
Info
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
Info
Tópicos sobre equações de derivadas parciais
N/A
Year: 2011
Number Pages:
15pp.
Author(s): Câmara, R.
Editor: LNEC
Info
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.
Info
RADIAÇÃO SÍSMICA DUMA FALHA PARA UMA BARRAGEM ABÓBADA
N/A
Year: 2007
Number Pages:
50pp.
Author(s): CÂMARA, R.
Info
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
|
ICT
Info
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
Info
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
Info
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
Info
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
Info
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
Info
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
|
|
|