Simulação da construção e do primeiro enchimento do reservatório de barragens zonadas de terra e enrocamento pelo método dos elementos finitos

The Finite Element Method, using quadrilateral isoparametric elements with eight nodal points and triangular elements with six nodal points is applied to the static bidimensional analysis of Zoned Earth and Rock-fill Dams. The main objetive of this dissertation consists in the analysis of the behavior of Earth and Rock-fill Dams during construction and first filling of the reservoir. A brief revision of basic concepts of the FEM and how it is applied in the simulation of construction of non-homogeneous Earth Dams is made. A revision of the effects of saturation in granular and rocky materials is also made, based on the currently used simulation procedures of the first filling of the reservoir. Simulations of construction and first filling of Oroville Dam (California, USA) and João Durval Carneiro Dam (Bahia, Brasil) are made, and the calculated results are compared with those furnished by instrumentation, in order to verify the effiency of the procedures utilized. Recommendations as to the applications of the FEM to the problem studied are also presented.Análise-bidimensional e estática de barragens zonadas de terra e enrocamento é realizada pelo método dos elementos finitos, usando-se os elementos isoparamétricos quadrilateral de oito nós e triangular de seis nós. O objetivo fundamental deste trabalho consiste em analisar, através de simulações utilizando o método dos elementos finitos, o comportamento de barragens de terra e enrocamento durante os períodos de construção e primeiro enchimento do reservatório. Uma revisão dos conceitos básicos do método dos elementos finitos, e da maneira como é aplicado na simulação da construção de barragens não homogêneas é realizada. Uma revisão dos efeitos da saturação em materiais pétreos e granulares, usualmente utilizadas na construção de barragens zonadas, é executada e um procedimento utilizando o método dos elementos finitos, baseado nos correntemente utilizados na simulação do primeiro enchimento do reservatório de barragens, é apresentado. Simulações da construção e do primeiro enchimento do reservatório das barragens zonadas de terra e enrocamento de Oroville, construída no Estado da Califórnia/USA, e João Durval Carneiro, construída no Estado da Bahia/Brasil são apresentadas, e comparações dos resultados calculados com os medidos por instrumentação instalada no maciço das barragens são utilizados na verificação da eficiência das simulações e na análise do comportamento das estruturas estudadas. São ainda feitas algumas recomendações quanto à aplicação do método dos elementos finitos às simulações apresentadas