Análise probabilística de segurança de barragens gravidade de betão

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Estruturas

As barragens foram das primeiras grandes estruturas construídas pelo ser humano, há vários milénios atrás, devido à necessidade de armazenar um bem essencial à vida, a água. Hoje em dia estas estruturas continuam a ter um elevado grau de importância por permitirem, através da água armazenada nas albufeiras, produzir energia elétrica, abastecer de água ás populações, regar as culturas agrícolas e até desenvolver atividades turísticas e de lazer. Em engenharia de barragens, apesar de ser sabido que a probabilidade de ocorrer a rotura estrutural de uma barragem é muito reduzida, existem preocupações essencialmente devido às consequências que uma eventual rotura estrutural pode ter no vale de jusante, devido à massa de água que se liberta neste tipo de cenário, em perdas humanas, económicas e ambientais, sendo portanto considerado que este tipo de obras tem um elevado risco potencial associado. Nesse sentido a presente dissertação tem como objetivo, para uma barragem específica, ser feita uma análise de segurança estrutural para diversos cenários, com diversas combinações de ações. Foi escolhida uma barragem de gravidade de betão com elevada importância na bacia hidrográfica a qual foi implantada, a barragem de Pedrógão, no rio Guadiana, que adquire particular importância por ter sido a primeira barragem portuguesa a ser construída com betão compactado com cilindros (BCC), um método com diversas vantagens que também são apresentadas no estudo. Inicialmente serão feitas as devidas verificações de segurança de acordo com a regulamentação aplicável em Portugal (RSB, 2007; NPB, 1993), posteriormente serão elaborados estudos de fiabilidade, através de uma análise probabilística simplificada desses mesmos cenários, para deste modo averiguar a probabilidade de rotura da barragem quando sujeita a determinadas solicitações.

Abstract: Dams were the first large structures built by humans, for several millennia ago, outstanding to necessity to store a resource essential for life, water. Nowadays, these structures still have a high degree of importance for allowing, through the water stored in reservoirs, produce electricity, supply water to the populations, agricultural irrigation and even develop tourism and leisure . In dam engineering is well known that the probability of structural failure of a dam is veryreduced. However the concerns arise outstanding to the consequences that the event of a structural failure can have in the downstream valley, owing the mass of water which is liberated in this kind of scenario, in number of victims, economic and environmental losses, so is considered that this type of work has a high potential risk associated. This thesis has the objective to a specify dam, be an analysis of structural safety for various scenarios with different combinations of actions. Was chosen a concrete gravity dam with high importance in the watershed where it was built, the Pedrogão dam, in the Guadiana river, which is particularly important for being the first Portuguese dam to be built with roller compacted concrete (RCC), a method with various advantages that the study also presents. Will initially be made the necessary safety analysis in accordance with the regulations applicable in Portugal (RSB, 2007; NPB, 1993), after will be prepared studies of the structural reliability, through a simplified probabilistic analysis of those scenarios , to calculate the probability of rupture of the dam when subjected to certain actions.