Um estudo de percolação em barragens de terra, em regimes permanente e transiente, com a aplicação do método de elementos finitos

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo de fluxo de água em barragens de terra, em regimes permanente e transiente, com a utilização do Método de Elementos Finitos. No estudo de fluxo em regime permanente duas formas de abordar o problema são apresentadas e comparadas. A primeira considera, para a discretização da malha de elementos finitos, somente a região saturada, de maneira que a linha freática é obtida através de ajustes desta malha de elementos finitos. A segunda considera toda a região saturada-insaturada, sendo discretizado todo o domínio físico da barragem. A malha de elementos finitos não é modificada ao longo das iterações e a linha freática é obtida por interpolação dentro dos elementos, em função dos valores nodais do potencial de pressões. O desenvolvimento teórico das equações utilizadas para as duas formas de abardagem é apresentado, mostrando onde elas diferem entre si. No estudo de fluxo em regime transiente é utilizado apenas o esquema de malha fixa de elementos finitos.

This work presents a steady-state and transient fluid flow study in earth dams using the Finite Element Method. In the steady-state fluid flow study, two approaches are presented and compared. Ths first one considers a finite element mesh discratization of only the saturated zone, so that the free surface is obtained by means of adjusting the finite element mesh. The second one considers all the saturated-unsaturated zone, where all the earth dam phisical domain is discretized. The finite element mesh is not modified throughout the iterations and the free surface is obtained by interpolation inside the finite element mesh, based on the pressure head nodal values. The development of the equations used in the two approaches is presented, showing where they differ. In the transient fluid flow study, only the fixed mesh finite element scheme is used.