Pablo Henrique da Conceição Rodriguez Moreira
Título
SIMULAÇÃO NUMÉRICA DO COMPORTAMENTO DE UMA BARRAGEM DURANTE O PERÍODO DO ENCHIMENTO DO RESERVATÓRIO ATÉ O ESTABELECIMENTO DO REGIME PERMANENTE
Resumo
Este trabalho apresenta retroanálise de uma das estruturas de barramento integrantes do Complexo Hidrelétrico de Simplício, localizado no Rio Paraíba do Sul, entre os estados de Minas Gerais e Rio de Janeiro. Foram efetuadas análises de fluxo em regime transiente do avanço da frente de saturação com o enchimento do reservatório até a condição de regime permanente, as permeabilidades de projeto foram ajustadas visando maior congruência entre poro-pressões e registros da instrumentação. Buscando compatibilizar os deslocamentos registrados pelos marcos superficiais o ajuste dos parâmetros de resistência e deformabilidade baseou-se em análises de tensão e deformação simulando a sequência construtiva do aterro, o enchimento do reservatório e o efeito do avanço da frente de saturação das análises transientes de fluxo. As 4 seções instrumentadas do Dique Estaca 2 foram estudadas utilizando-se software de elementos finitos do pacote Geostudio da GeoSlope, com modelo constitutivo elastoplástico de Mohr Coulomb. Observaram-se discrepâncias nos parâmetros do projeto tanto quanto aos valores de permeabilidade e sua anisotropia, como quanto ao módulo de elasticidade e parâmetros de resistência. As velocidades de saturação registradas pelos instrumentos na fundação mostraram-se superiores àquelas estimadas com pelo projeto, comportamento análogo foi observado para os deslocamentos verticais ocorridos nas ombreiras, no mesmo período sugerindo correlação entre ambos. Essa possível associação foi simulada através da perda de coesão no material da fundação quando saturado, obtendo-se uma melhor compatibilidade com os registros da instrumentação.
Abstract
This work presents a retro analysis of one of the dams that integrate the Simplício Hydroelectric Complex, on the Paraíba do Sul River. Transient flow analyses were carried out, simulating the advancement of the saturation front with the reservoir impounding until reaching the steady state condition; the design permeability parameters were adjusted, seeking more compatibility between the numerical analyses pore pressures and the instrumentation records. Stress and strain analyses were performed to adjust the design shear strength and deformability design parameters, simulating the dam construction sequence, reservoir impounding, and saturation front advancement in the dam based on the transient flow analyses. Such adjustments were aimed at obtaining a better fit with the vertical displacements recorded by surface landmarks installed on the crest of the structure in the analysis. These analyses contemplated the four instrumented sections of Dike Stake 2, using GeoSlope's finite element software from Geostudio package, considering the Mohr-Coulomb elastoplastic constitutive model for the materials. The results indicated discrepancies in the design parameters in what concerns the values of the permeability and its anisotropy, as well as the modulus of elasticity and resistance parameters of the materials. The foundation saturation recorded by the instruments evolved faster than the design estimation; analogous behavior was observed for the vertical displacements in the abutments, suggesting some correlation with the advancement of the foundation material saturation. This association was simulated, eliminating the cohesion of the foundation material when saturated, resulting in better compatibility of the numerical analyses and displacement records.
