Dissertação

{en_GB=Numerical modelling of heat generation by friction} {} EVALUATED

{pt=A ocorrência de deslizamentos de terra catastróficos, em que toneladas de solo são mobilizadas a altas velocidades, por vezes atingindo 100 m/s, foi registado em diversos locais do mundo, resultando em consequências desastrosas. Este é um fenómeno característico de deslizamentos de terras reativados em solos argilosos, em que a superfície de rotura já atingiu o estado residual. Os aspetos relativos a esta reativação, e, eventual desencadeamento de velocidades elevadas, a grandes deformações, é um assunto complexo com diversos trabalhados publicados e pouco consenso no relativamente toca ao mecanismo que origina o fenómeno. O objetivo desta dissertação é providenciar algum avanço no que toca ao completo entendimento dos vários aspetos do solo no estado residual, a pequenas e grandes deformações, tal como a relação com a taxa de corte a que esta sujeito. Uma explicação para a súbita perda de resistência e eventual aceleração do deslizamento é a geração de calor por atrito por isso é realizada uma revisão de literatura relativamente a este tópico tal como relativamente a outros mecanismos de geração de calor que podem ocorrer simultaneamente. Um estudo numérico no software de elementos finitos Abaqus é realizado, tentando reproduzir o fenómeno de geração de calor por atrito num ensaio de corte rotativo, deslizando uma placa de metal contra uma amostra de solo. Criaram-se diversos modelos, evoluindo de formulações simples para complexas, concluindo-se que a última tentativa de modelação, recorrendo à análise Euleriana-Lagrangiana acoplada, não é bem-sucedida no cálculo de resultados no contacto. , en=The occurrence of catastrophic landslides, where tons of soil mass is mobilized with high velocity, sometimes even reaching 100 m/s, has been reported in sites throughout the world, causing disastrous consequences. This phenomenon is characteristic of reactivated landslides in clayey soils, which have attained the residual state in the failure surface. The triggering of high velocities at large displacements is a complex subject with several published related studies and few consensus in regards to the mechanism that has originated it. The goal of this is thesis is to carry out a literature review in an effort to provide some light to the full understanding of the various aspects of soil behaviour in the residual state, at small and large displacements, as well as the relationship it has with shear rate. One of the explanations for the sudden strength drop and therefore, landslide acceleration, is the heat generation by friction so it is also made a literature review regarding this topic as well as regarding other mechanisms of heat generation that may occur simultaneously. A numerical study focusing on the generation of heat by friction, when a steel plate is sheared against a soil sample in a ring shear apparatus, is performed in the finite element software Abaqus. Several models were created, evolving from simple to more complex. The conclusion was that the ultimate formulation adopted, Coupled Eulerian-Lagrangian, fails to provide accurate results in the contact between parts. }
{pt=Grandes deformações, geração de calor, deslizamentos de terra, taxa de corte no estado residual, comportamento viscoso, elementos finitos, en=Large strains, heat generation, landslides, residual shear rate, viscous behaviour, finite elements}

Junho 18, 2019, 14:0

Orientação

ORIENTADOR

Teresa Maria Bodas de Araújo Freitas

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Auxiliar