Dissertação

{pt_PT=The Inicial Breaching Phases of Cohesive Earth Dams} {} EVALUATED

{pt=Este estudo investiga os processos hidráulicos e erosivos associados à rutura de barragens de aterro, com foco particular no impacto de eventos de galgamento. A pesquisa recente centrou-se na caracterização dos processos relacionados com a evolução do hidrograma de descarga da rutura e na análise de alterações nas geometrias da rutura. O objetivo principal desta dissertação é desenvolver e aplicar um modelo conceptual para a fase inicial da rutura de barragens de aterro, independentemente da presença de núcleos impermeáveis e sistemas de drenagem. Utilizando uma base de dados de experiências laboratoriais, este estudo fornece contexto físico e explicações para a evolução temporal da descarga da rutura e as principais fases de desenvolvimento em barragens homogéneas e zonadas. Explora ainda a ligação entre hidráulica e processos de erosão específicos para estes diferentes tipos de barragens durante eventos de rutura. Ao aplicar técnicas de análise de imagem e reconstrução 3D aos dados brutos, a pesquisa produz estimativas de erosão da rutura e descarga para barragens zonadas. Este estudo revela características únicas da rutura em barragens zonadas, como uma fase inicial mais longa em barragens homogéneas com sistemas de drenagem completos. Sugere que a evolução temporal da área de rutura é mais lenta quando o controlo do escoamento está na extremidade montante do canal de rutura. Em barragens zonadas, há uma ausência notável de uma clara fase de aprofundamento, sendo a descarga da rutura dependente do alargamento lateral sobre o núcleo argiloso. , en=This study investigates the hydraulic and erosive processes associated with the failure of embankment dams, with a particular focus on the impact of overtopping events. Recent research has centered on characterizing the processes related to the evolution of the breach discharge hydrograph and analyzing changes in breach geometries. The main objective of this dissertation is to develop and apply a conceptual model for the initial phase of embankment dam failure, regardless of the presence of impermeable cores and drainage systems. Using a database of laboratory experiments, this study provides physical context and explanations for the temporal evolution of breach discharge and the key development phases in homogeneous and zoned dams. It also explores the connection between hydraulics and erosion processes specific to these different types of dams during failure events. By applying image analysis and 3D reconstruction techniques to raw data, the research produces estimates of breach erosion and discharge for zoned dams. This study reveals unique characteristics of dam failure in zoned dams, such as a longer initial phase in homogeneous dams with complete drainage systems. It suggests that the temporal evolution of the breach area is slower when flow control is at the upstream end of the breach channel. In zoned dams, there is a notable absence of a clear deepening phase, with breach discharge depending on lateral widening over the clay core. These findings contribute to a deeper understanding of the complex processes involved in dam failure, with implications for dam safety.}
{pt=Barragens de aterro coesivas, Galgamento, Processos de Erosão, Hidrograma de Rotura, Dados Experimentais, Prevenção de Rotura de Barragens, en=Cohesive embankment dams, Overtopping, Erosive Processes, Breach Hydrograph, Experimental Data, Dam Failure Prevention}

dezembro 13, 2023, 9:0

Orientação

ORIENTADOR

Rui Miguel Lage Ferreira

Departamento de Engenharia Civil, Arquitetura e Ambiente (DECivil)

Professor Associado

ORIENTADOR

Sílvia Rute Caleiro Amaral

Laboratório Nacional de Engenharia Civil

Investigador Auxiliar