Menu



Exportar registro bibliográfico

Tese

Reliability-based design of an earth and concrete dam. (2021)

  • Authors:
  • Autor USP: SIACARA, ADRIAN TORRICO - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PEF
  • Subjects: BARRAGENS; BARRAGENS DE TERRA
  • Agências de fomento:
  • Language: Inglês
  • Abstract: Na engenharia geotécnica, o uso de abordagens determinísticas clássicas faz parte da prática comum. A maioria das leis e normas são baseadas na experiência do engenheiro e em suposições determinísticas. Nas últimas quatro décadas, as incertezas e incertezas inerentes às propriedades geotécnicas têm chamado a atenção dos engenheiros. Descobriu-se que um único fator de segurança (FS) calculado por métodos de análises determinísticas tradicionais pode não representar exatamente a estabilidade. Recentemente, a fim de fornecer um embasamento matemático mais racional para incorporar diferentes tipos de incertezas na estimativa de estabilidade, diferentes softwares comerciais, que incluem métodos probabilísticos básicos e determinísticos, foram amplamente desenvolvidos. Nesta tese de doutorado, os conceitos de confiabilidade foram revisados primeiro e alguns métodos avançados de confiabilidade, incluindo Valor médio, segundo momento de primeira ordem (MVFOSM), Método de confiabilidade de primeira ordem (FORM), Método de confiabilidade de segunda ordem (SORM), Simulação de Monte Carlo (MCS) e Simulação de Monte Carlo por importância (iMCS), foram descritos e aplicados com sucesso às análises de estabilidade de barragens com base em um software geotécnico de acoplamento direto (DC) com um solucionador de confiabilidade. Uma revisão de literatura avançada sobre Otimização de Projeto Baseada em Confiabilidade (RBDO) foi apresentada para mostrar como análises RBDO precisas e eficientes de uma barragem de concreto podem ser realizadas usando um método de nível único como uma abordagem de circuito único (SLA). Os métodos numéricos são úteis para a compreensão do comportamento das estruturas geotécnicas. No entanto, o custo computacional às vezes pode se tornar impeditivo quando a análise de confiabilidade estrutural érealizada, devido a chamadas repetitivas do solucionador determinístico. Nesta tese, mostramos como análises de confiabilidade precisas e eficientes de estruturas geotécnicas podem ser realizadas por meio do acoplamento direto de software geotécnico a um solucionador de confiabilidade. Uma barragem de terra é usada como objeto de estudo. O método de equilíbrio limite de Morgenstern-Price é usado para calcular fatores de segurança e encontrar a superfície de ruptura crítica. Os pacotes de software comercial Seep/W e Slope/W são acoplados ao software de confiabilidade estrutural StRAnD. A análise inicial em regime permanente mostra resultados próximos do FORM e SORM, bem como por simulação ISMC. Por meio da análise de sensibilidade, o ângulo de atrito efetivo (ϕ´) é considerado o parâmetro mais relevante. As correlações entre diferentes propriedades geotécnicas mostram-se relevantes. Por fim, mostra-se que uma superfície crítica de ruptura, identificada em termos de FS mínimo, não é a superfície crítica em termos de índice de confiabilidade. São encontradas variações consideráveis entre os resultados do software comercial e do software DC. FORM, MCS e MVFOSM são avaliados. O custo computacional é muito elevado no software comercial. O ângulo de contribuição para a resistência ao cisalhamento devido à sucção matricial (ϕ b ) tem uma incidência considerável na análise de confiabilidade. Em condições transientes, análises de infiltração com de equilíbrio limite são realizadas para investigar a segurança de uma barragem de terra ao longo do tempo. O FORM é empregado na análise de confiabilidade. As análises de sensibilidade revelam que a condutividade hidráulica saturada (ks), o ângulo de atrito (ϕ´) e a coesão(c´) efetivos são os parâmetros aleatórios com maior influência. Além disso, o efeito cumulativo principalmente da condutividade hidráulica saturada aleatória torna os tempos críticos e as superfícies de ruptura críticas diferentes nas análises probabilística e determinística. Em uma barragem de terra antiga existente, o método FORM é empregado na análise de confiabilidade. As análises de sensibilidade revelam os parâmetros geotécnicos mais importantes. Uma faixa de valores da relação entre o índice de confiabilidade (β) e o FS foi encontrada para todos os resultados probabilísticos e determinísticos. São apresentadas as diferenças em termos de poropressão. Finalmente, uma superfície crítica de ruptura, identificada em termos de FS mínimo, é diferente em relação à superfície crítica em termos de índice de confiabilidade mínimo. Por fim, mostramos como análises precisas e eficientes de RBDO de uma barragem de concreto podem ser realizadas usando o método de nível único como SLA. Uma barragem de concreto é usada como objeto de estudo sob diferentes condições do índice de confiabilidade alvo (βT) e alturas da barragem. Finalmente, para os menores valores de βT mais baixos aqui considerados, encontramos a função do estado limite de excentricidade da restrição ativa na solução ótima. Para valores βT maiores, o estado limite de deslizamento é a restrição ativa.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 07.06.2021
    • Acesso à fonte
    How to cite
    A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas

    • ABNT

      TORRICO SIACARA, Adrian. Reliability-based design of an earth and concrete dam. 2021. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3145/tde-22102021-094317/. Acesso em: 28 fev. 2026.

    • APA

      Torrico Siacara, A. (2021). Reliability-based design of an earth and concrete dam. (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3145/tde-22102021-094317/

    • NLM

      Torrico Siacara A. Reliability-based design of an earth and concrete dam. [Internet]. 2021 ;[citado 2026 fev. 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3145/tde-22102021-094317/

    • Vancouver

      Torrico Siacara A. Reliability-based design of an earth and concrete dam. [Internet]. 2021 ;[citado 2026 fev. 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3145/tde-22102021-094317/

    Últimas obras dos mesmos autores vinculados com a USP cadastradas na BDPI:

Digital Library of Intellectual Production of Universidade de São Paulo     2012 - 2026