Luciana Ericeira Lopes
Resumo
A presente tese trata de um modelo termo-químico-mecânico e de sua implementação computacional para a reação álcali agregado (RAA). Este modelo leva em conta a temperatura, a umidade, a poro-pressão do gel e a microfissuração por ele causada, o que permite a simulação da anisotropia induzida pelo estado de tensões. Os parâmetros que caracterizam a RAA são determinados através de retroanálise, a partir de ensaios de expansão livre em corpos de prova geralmente fissurados. O modelo foi implementado em um programa de Elementos Finitos 3D e foi verificado através de ensaios de laboratório em corpos de prova realizados na França, pela análise hipotética da introdução de uma junta em um anel de descarga e também pela análise macroscópica da evolução da RAA no muro central da barragem de Furnas. Os resultados indicam que o código computacional está operacional, podendo ser utilizado em exemplos com um grande número de graus de liberdade, constituindo-se em uma ferramenta que permite a simulação da RAA para casos reais, sendo portanto de inestimável ajuda para a análise de estruturas sujeitas à Reação Álcali-Agregado.
Abstract
We present an Alkali-Aggregate Reaction (AAR) thermo-chemo-mechanical expansion model recently developed, whose main feature is the representation of the stress-induced anisotropy, which is taken into account by means of a classical smeared cracking model that was implemented in a 3D Finite Element code. This model considers the influence of temperature and humidity in the development of AAR. Since cracking occurs generally at the beginning of the swelling process, it is suggested that the assessment of the reaction characteristics in free expansion tests could be attained considering a cracked specimen. Hence, an inverse analysis is used to determine AAR parameters. Besides the validation of the model by the simulation of laboratory tests performed in France, it was applied to the simulation of alkalisilica expansion in a hypothetic discharge ring, and to the analysis of a real dam affected by AAR. The good correlation between experimental and numerical data displayed the accuracy of the model, and the application to the real problems shown that it is operational to be applied to solve engineering problems.
