Artigos de Revista
Info
3-D nonlinear behavior of an obelisk subjected to the Lorca May 11, 2011 strong motion record
A series of very shallowearthquakes occurred in the late afternoon ofMay 11, 2011 near the city ofLorca and 55 kmfromMurcia in Spain. The main shock (Mw5.2) occurred at 17:47 (UTC), causing9 deaths and over 250 injured with widespread damage and panic.The strong motion generated by the event was recorded in the town of Lorca near the epicenter.It was a short duration record with peak ground acceleration higher than 0.37 g. In the vicinity ofthe recorded motion (360 m), there is an obelisk composed of 11 frustums resting on a 1-m-highfoundation with a total height of 5.71 m. The general motion observed after the event was of theorder of 1 cm (translation) for most interfaces, while at the upper two, the motionwas of rotationof 2° to 4° in the counterclockwise direction seen from above.In order to understand the behavior of such a structure, numerical simulations of the obeliskwereperformed with the discrete element code 3DEC, employing a rigid block model. The deformationis assumed to be concentrated at the joints between the blocks, governed in the linear range by thejoint stiffness parameters, in the normal and shear directions. In the nonlinear range, a purelyfrictional behavior is adopted, without tensile strength. An elastic joint was introduced at thebase of the model, simulating the deformability of the foundation. The global model deformabilitywas calibrated by means of in situ dynamic characterization.Dynamic analyses were performed, taking into account the large displacement effects that governthe block rocking motion, applying the recorded seismic motion in the 3 directions. Parametricstudies were undertaken to assess the influence of the various input parameters. The modelresults are compared with the observed permanent displacements of the structure.
Ano: 2015
Número Páginas:
212-228pp.
Autor(es): Lemos, J. V.; Oliveira, C.S.; Navarro, M.
Revista: Engineering Failure Analysis
Editor: Elsevier
Volume:
58.
Keywords: Discrete elements; Obelisk; Lorca earthquake; Earth-rotated objects
Info
A rigid particle model for rock fracture following the voronoi tessellation of the grain structure: formulation and validation
It is known that rigid circular particle models proposed in the literature do not properly reproduce therock friction angle and the rock tensile strength to compressive strength ratio. A 2D rigid particle model is herepresented which tries to overcome these issues while keeping the simplicity and the reduced computational costs characteristic of circular particle models. A particle generation algorithm is adopted which generates polygonal shape particles based on the Laguerre
Ano: 2015
Número Páginas:
535
Autor(es): Azevedo, N.; Candeias, M.; Gouveia, F.
Revista: Rock Mechanics and Rock Engineering
Editor: Springer-Verlag
Volume:
48.
Keywords: Calibration; Particle shape; Fracture; Rock
Info
Dynamic analysis of concrete dams: fluid structure displacement based interaction models
The hydrodynamic interaction between a solid (dam and foundation) and a fluid(reservoir) should be considered whenever the reservoir is present. A fluid displacement-basedformulation is presented, and two fluid elements are proposed: an 8-node fluid cubic elementsub-integrated (F8N-1GP), and an 8-node mixed discretization cubic element formed by twoindependent 5 tetrahedra overlay (F8N-MDE). A forced vibration analysis, and a maximumdesign earthquake equivalent loading, are carried out in two different dams. The performanceof the proposed fluid displacement-based finite elements is compared with the performanceobtained with the degenerated solid (DS) concept, and with the simplified Westergaard addedmass approach. It is shown that the SD approach can lead to erroneous pressure values at thefluid domain, and that the penalty term which prevents circulation modes needs to be consideredwhen less regular meshes are adopted in the fluid discretization.
Ano: 2015
Número Páginas:
113-132pp.
Autor(es): Azevedo, N.; Câmara, R.
Revista: Dam Engineering
Editor: Dam Engineering Subscriptions Global Trade Media
Volume:
Volume XXV Issue 4.
Keywords: Concrete dams; Dynamic analysis; Lagrangian model; Fluid-structure interaction
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.
Ano: 2015
Número Páginas:
05-33pp..
Autor(es): Azevedo, N.; Braga Farinha, M. L.
Revista: 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
Ano: 2014
Número Páginas:
248-260pp.
Autor(es): Bretas, E. M.; Lemos, J. V.; Lourenço, P.
Revista: 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
Ano: 2014
Número Páginas:
289-348pp.
Autor(es): Oliver, J.; Dias, I. F.; Huespe, A.E.
Revista: 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
Ano: 2014
Número Páginas:
885
Autor(es): Lamas, L.; Leitão, N. S.; Esteves, C.; Plasencia, N.
Revista: 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.
Ano: 2014
Número Páginas:
21p..
Autor(es): Resende, R.; Lamas, L.; Lemos, J. V.; Calçada, R.
Revista: 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
Ano: 2014
Número Páginas:
53-59pp.
Autor(es): Sarhosis, V.; Oliveira, D.; Lemos, J. V.; Lourenço, P.
Revista: 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
Ano: 2013
Autor(es): Azevedo, N.; Lemos, J. V.
Revista: Engineering Computations: International Journal for Computer-Aided Engineering and Software
Volume:
2.
Keywords: Rock; Fracture; Contact model; Particle model; Discrete element
|
Comunicações
Info
Ensaios de vibração forçada para a caracterização do comportamento dinâmico de barragens de betão
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 das características dinâmicas, continua a ser uma das técnicas mais fiáveis nesta área. Nesta comunicação descreve-se a metodologia de ensaio, incluindo os desenvolvimentos recentemente efetuados, e apresentam-se os resultados relativos a um caso de estudo, referente à caracterização do comportamento dinâmico da barragem do Baixo Sabor. Descreve-se ainda o modelo numérico desenvolvido para apoio à preparação do ensaio e à interpretação dos resultados experimentais.
Ano: 2016
Autor(es): Gomes, J. P.; Lemos, J. V.
Editor: LNEC
Volume:
1.
Keywords: Ensaios de vibração forçada; Comportamento dinâmico; Modelos numéricos; Barragens de betão
Info
Modelo de interface partícula esférica/superficie triangular aplicado à análise da estabilidade de fundações de barragens de betão
Modelos de análise com base em formulações de elementos discretos ou de elementos finitos com juntastêm sido propostos para a análise de estabilidade de barragens de betão para cenários que envolvem a rotura da fundação. Nesta comunicação é proposto um algoritmo de interação entre blocos deformáveis do tipo partícula esférica /superfície triangular. Para tal, o domínio interior de cada bloco é discretizado com partículas esféricas que interagem com as superfícies triangulares adotadas na discretização dos blocos vizinhos. A presentam-se várias análises de estabilidade/equilíbrio limite efetuadas com o modelo proposto,incluindo o exemplo da fundação de uma barragem abóbada. Verifica-se que os resultados obtidos, de interação partícula esférica/superfície triangular, são próximos dos obtidos com modelos que utilizam elementos discretos do tipo poliédrico, baseados em modelos de interação mais complexos.
Ano: 2016
Número Páginas:
12p.
Autor(es): Azevedo, N.; Braga Farinha, M. L.; de Almeida, J.
Editor: Sociedade Portuguesa de Geotecnia
Keywords: Modelos de Partículas; Modelação; Fundações; Barragens
Info
Um modelo 3D discreto de partículas para análise da fratura em betão armado
Um modelo numérico para a análise de estruturas de betão armado deve incorporar ferramentas capazes de representar a formação e propagação de fendas, o efeito destas no comportamento global da estrutura, e a interação entre as armaduras e o betão. Para a modelação da fratura em materiais quase-frágeis têm sido utilizados modelos detalhados de partículas, inicialmente desenvolvidos para estudo do comportamento micro-mecânico de meios granulares, que têm em consideração a interação física entre as partículas e a influência da meso-estrutura do betão. Os modelos de partículas em 3D apresentam boa correlação com resultados experimentais de provetes de betões, nomeadamente em termos de resposta elástica, valores de pico, processo de fratura e localização da fratura.Nesta comunicação é apresentada a formulação explícita da modelação dos varões de aço em 3D através de elementos discretos com geometria cilíndrica. A incorporação de elementos de aço permite a aplicação do modelo de partículas à análise da fratura em estruturas de betão armado. Os elementos rígidos de geometria cilíndrica interagem com o betão, modelado por partículas esféricas, através de uma interface de contacto. O modelo é validado em ensaios de flexão em viga a três pontos, sem armaduras de esforço transverso. Os resultados numéricos obtidos no ensaio de flexão permitem verificar que o modelo proposto simula de forma correta o comportamento real, representando o processo de evolução da fratura e a relação carga-deslocamento.
Ano: 2016
Número Páginas:
12p.
Autor(es): Azevedo, N.; Braga Farinha, M. L.
Editor: Universidade de Coimbra e Grupo Português do Betão Estrutural
Keywords: Betão armado; Modelos de partículas; Fratura
Info
Advanced numerical techniques for modeling tensile crack propagation in gravity dams
Cracks propagating deep inside gravity dams can seriously affect theirstructural safety. Due to the potential catastrophic scenarios associated to the collapseof large concrete dams, it is a fundamental issue to realistically predict the eventualcrack profiles and the ultimate structural resistance associated to the failuremechanisms.This work investigates tensile crack propagation in concrete gravity dams by usingsome new recently developed numerical techniques (crack-path field and strain injectiontechniques) [1-3] associated to a Rankine-type plasticity model. The work carefullyaddresses aspects related to mesh independence (mesh bias and stress locking),robustness, and computational cost, which are the main issues in material failuremodeling. The numerical simulations presented in the paper show the advantages of thepresented approach.
Ano: 2015
Número Páginas:
355-368pp.
Autor(es): Dias, I. M.; Oliver, J.; Lemos, J. V.; Lloberas-Valls, O.
Revista: Second International Dam World Conference - Proceedings
Editor: LNEC \ IBRACON
Keywords: Strain injection; Concrete gravity dams; Crack-path field; E-FEM; Strong discontinuities; Computational material failure; Fracture
Info
Análise de pontes de alvenaria por elementos discretos - Opções para a representação numérica
Aborda-se a aplicação de modelos de elementos discretos a pontes de alvenaria, no quadro dos métodos disponíveis para a análise destas estruturas por modelos de meio descontínuo. Discutem-se as principais opções para a representação numérica, e as suas implicações práticas, tendo em vista principalmente estudos de avaliação da segurança.
Ano: 2015
Autor(es): Lemos, J. V.
Editor: ASCP
Keywords: Modelação numérica; Pontes alvenaria
Info
Análisis del efecto arco en suelos no-cohesivos a partir de modelos numéricos continuos (FLAC) y discretos (PFC)
En este trabajo se presenta un estudio del ensayo "Trapdoor" mediantemodelización numérica, empleando para ello dos modelos, uno continuo, construido conel código FLAC, y otro discreto, construido con el código PFC2D. Se incide en lasdiferencias de ambas metodologías a la hora de analizar un problema de rotura activa enel que la pérdida de material tiene un efecto significativo, como es el caso del ensayo"Trapdoor". Por un lado, el modelo continuo no representa fielmente la realidad delfenómeno, puesto que no considera la pérdida de material. Esto es especialmenteimportante en el caso de materiales con ángulos de dilatancia bajos en los que se produceuna evolución de la rotura a partir de un primer arco estable. Sin embargo, el modelodiscreto presenta importantes dificultades para asignar las propiedades macromecánicasdel material, lo cual limita notablemente la posibilidad de realizar estudios paramétricossobre las variables que caracterizan el material.
Ano: 2015
Número Páginas:
18p.
Autor(es): Senent, S.; Lemos, J. V.; Jimenez, R.
Editor: APMTAC
Keywords: Efecto arco; Dilatancia; Trapdoor
Info
Seismic analysis of the Panhellenic Sanctuary of Nemea, Greece
The objective of this work is to reconstruct and analyze the seismic response of a pre Doric temple from the Panhellenic sanctuary at Nemea, Greece. Archaeological and historical evidence suggests that this temple, previously posited to have been damaged or destroyed in a battle, may have been damaged by an earthquake. Using Itasca
Ano: 2015
Autor(es): Young, M.; Schultz, A.; Lemos, J. V.
Editor: The Masonry Society
Keywords: Stone masonry; Seismic analysis
Info
Variance of intact rock strength determined by triaxial tests
Given the results of triaxial tests, regressions are commonly used to evaluate the parameters of failure criteria that model intact rock strength, and to perform statistical inferences used to evaluate characteristic values defined in EC7. These inferences are only possible if the basic hypothesis underlying regression are followed, namely homoscedasticity (constant variance of the errors). This paper presents analyses of 23 sets of triaxial tests, starting by the evaluation of the regression parameters of the Mohr-Coulomb linear criterion and of the Hoek-Brown non-linear criterion, followed by carrying several statistical tests to check the homoscedasticity null hypothesis of independence between the variance of intact rock strength and the confining stress.
Ano: 2015
Número Páginas:
10p.
Autor(es): Muralha, J.; Lamas, L.
Editor: CIM
Keywords: Homoscedasticity statistical tests; Failure criterion; Rock strength; Triaxial tests
Info
Vgcm2D-flexible: a generalized particle contact model for rock fracture taking into account particle deformability
Rigid particle models taking directly into consideration the physical mechanisms and the influence of the material grain structure have been developed for fracture studies of quasi-brittle material such as rock. A 2D rigid particle generalized contact model (VGCM2D) has been recently proposed which properly reproduces the rock friction angle and the rock tensile strength to compressive strength ratio, while keeping the simplicity and the reduced computational costs characteristic of circular particle models. In this work the VGCM2D contact model is extended in order to include the particle deformability by considering in each particle an inner finite element mesh triangular discretization. The VGCM2D flexible contact model is tested against known experimental data on a granite rock, namely uniaxial and biaxial tests and Brazilian tests. The study carried out shows the importance of considering the particle deformability in order to obtain results closer to the experimental data.
Ano: 2015
Número Páginas:
20p.
Autor(es): Azevedo, N.; Braga Farinha, M. L.
Editor: Congresso de Métodos Numéricos em Engenharia 2015, APMTAC
Keywords: Deformability; Particle modelling; Rock; Fracture
Info
A parametric study on earthquake behavior of masonry minarets
Minarets are important elements of mosques that constitute the essence of Islamic art. They aretall and slender structures. Old ones are mostly made of cut-stone-block masonry andoccasionally of brick masonry, while the new ones are generally of reinforced concrete. Theyhave suffered significant damage during past earthquakes, the most recent event being the 23October 2011 Van, Turkey earthquake, underlining the need for their maintenance, preservationand protection. Istanbul, the largest city of Turkey, is home to many historical and modernminarets. Assessment of their dynamic behavior is significant due to the expectation of a largeevent in the near future. This study shows the results of the dynamic nonlinear analysis of twomasonry minarets of different heights to better understand their structural behavior under seismicconditions. The numerical models are created using 3DEC by discrete element method. Thenumerical analyses are performed using a series of sine-wave excitations by gradually changingthe frequency and amplitude of input velocity. Displacement magnitudes, maximum shear andnormal stresses, maximum shear and normal displacements, relative displacements and residualdisplacements are recorded. The results are evaluated and compared with those previouslyobtained from the analyses carried out under real and synthetic earthquake inputs.
Ano: 2014
Número Páginas:
11p.
Autor(es): Cakti, E.; Saygili, O.; Lemos, J. V.; Oliveira, C.S.
Editor: Earthquake Engineering Research Institute
Keywords: Minarets; Historical structures; Seismic analysis
|
Livros
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.
Ano: 2016
Número Páginas:
505p.
Autor(es): 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
Ano: 2013
Número Páginas:
296pp.
Autor(es): Lemos, J. V.; Lamas, L.
Editor: LNEC
Keywords: Investigação científica e técnica; Barragem de betão; Fundação rochosa; Fundação de barragem; Mecânica das rochas; Pt
|
Capítulos de Livros
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.
Ano: 2023
Autor(es): Lemos, J. V.; Bagi, K.
Revista: Discrete Computational Mechanics of Masonry Structures
Editor: Springer
Keywords: Masonry models
Info
Discrete Element Modelling of Masonry Arch Bridges, Arches and Vaults
N/A
Ano: 2022
Autor(es): Lemos, J. V.; Gobbin, F.; Forgacs, T.; Sarhosis, V.
Revista: 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.
Ano: 2019
Número Páginas:
469-501pp.
Autor(es): Sarhosis, V.; Lemos, J. V.; Bagi, K.
Revista: 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.
Ano: 2019
Número Páginas:
87-113pp..
Autor(es): Oliveira, S.; Alegre, A.
Revista: Seismic Structural Health Monitoring - From Theory to Successful Applications
Editor: Springer
Keywords: Modal identification · Concrete dams · Ambient and seismic vibrations
|
Teses 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.
Ano: 2009
Autor(es): 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
|
|
Relatórios
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).
Ano: 2017
Autor(es): 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.
Ano: 2016
Autor(es): 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.
Ano: 2013
Número Páginas:
11pp.
Autor(es): 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.
Ano: 2013
Número Páginas:
15pp.
Autor(es): Câmara, R.; Azevedo, N.
Editor: LNEC
Info
Análise térmica de barragens de betão - Ações térmicas ambientais
N/A
Ano: 2012
Número Páginas:
114pp.
Autor(es): 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.
Ano: 2011
Número Páginas:
12pp.
Autor(es): Câmara, R.
Editor: LNEC
Info
Tópicos sobre equações de derivadas parciais
N/A
Ano: 2011
Número Páginas:
15pp.
Autor(es): 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
Ano: 2009
Número Páginas:
64pp.
Autor(es): Muralha, J.
Info
RADIAÇÃO SÍSMICA DUMA FALHA PARA UMA BARRAGEM ABÓBADA
N/A
Ano: 2007
Número Páginas:
50pp.
Autor(es): 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
Ano: 2006
Autor(es): Dias, I. M.; Oliveira, S.
Keywords: Barragens; Hexaedros; Geração de malhas de elementos finitos
|
Informações Científicas e Técnicas
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.
Ano: 2018
Autor(es): 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.
Ano: 2018
Autor(es): 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).
Ano: 2011
Número Páginas:
12pp.
Autor(es): 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.
Ano: 2007
Número Páginas:
54pp.
Autor(es): 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.
Ano: 2005
Número Páginas:
72pp.
Autor(es): 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.
Ano: 1994
Autor(es): Lamas, L.
Keywords: Simulação numérica; Barragem de Alto Lindoso; Percolação no solo; Maciço rochoso; Comportamento hidromecânico; Interacção solo-água-estrutura; Circuito hidráulico
|
|
|