Avaliação da estabilidade de uma barragem de terra sob impacto de anomalias geotécnicas progressivas: uma abordagem determinística e probabilística

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dc.contributor.advisorMorandini, Thiago Luiz Coelho
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9837248854474779
dc.contributor.authorFonseca, Patricia Ariel Araujo
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2716562142358749
dc.contributor.refereeMorandini, Thiago Luiz Coelho
dc.contributor.refereeSantos, Hersilia de Andrade e
dc.contributor.refereeWha, Chan Kou
dc.date.accessioned2026-10-09T23:12:35Z
dc.date.available2026-10-09T23:12:35Z
dc.date.issued2026-06-19
dc.description.abstractEste trabalho avalia a sensibilidade da estabilidade de uma barragem de terra diante do acúmulo de anomalias geotécnicas progressivas, comparando análises determinísticas e probabilísticas para quantificar a variação da segurança e o risco de ruptura da estrutura. A metodologia consiste em uma pesquisa quantitativa e explicativa, baseada em simulação computacional acadêmica e hipotética desenvolvida no software Slide2D. O estudo modela o comportamento da seção sob cinco cenários cumulativos: operação normal, dreno colmatado, dreno colmatado associado a surgência, adição de trinca saturada e descontinuidade geométrica no pé do talude. A avaliação determinística aplica os métodos de Equilíbrio Limite de Morgenstern-Price, Sarma e Spencer para obter o Fator de Segurança global. Em complemento, a etapa probabilística emprega o Método da Superfície de Resposta (RSM) com distribuição normal baseada em 1000 amostragens estatísticas. Esse método introduziu a variabilidade espacial das propriedades dos materiais — especificamente da coesão efetiva, do ângulo de atrito efetivo e do peso específico — para o cálculo do Índice de Confiabilidade (β) e da Probabilidade de Ruptura (Pf). A análise numérica indicou que o Fator de Segurança reduz aceleradamente à medida que os sistemas de drenagem falham e as pressões neutras se elevam, decaindo de 1,74 no cenário base para o valor crítico de 1,04 na condição mais degradada. A investigação probabilística revelou um contraste drástico no nível de segurança da estrutura: enquanto o cenário base apresentou plena estabilidade, com Probabilidade de Ruptura nula (Pf = 0,0%) e elevado Índice de Confiabilidade (β = 5,20), as condições apontadas como de estabilidade marginal pelo determinismo tradicional ocultam um risco severo. No cenário mais crítico, a Probabilidade de Ruptura atinge a marca alarmante de 29,8%, refletindo-se na queda brusca do Índice de Confiabilidade para patamares próximos de zero (β = 0,54), configurando profunda não conformidade legal nas situações mais críticas. O estudo concluiu que, embora os laudos estáticos e os métodos determinísticos sejam fundamentais e indispensáveis para a atestação primária da estabilidade, a segurança global exige o monitoramento contínuo da integridade física e hidráulica do maciço. Ademais, evidencia-se que a modelagem probabilística atua como um poderoso complemento analítico, sendo capaz de revelar cenários de iminência de colapso ao traduzir as incertezas inerentes do subsolo em indicadores quantitativos de risco.
dc.description.abstractotherThis study evaluates the sensitivity of an earth dam's stability to the accumulation of progressive geotechnical anomalies, comparing deterministic and probabilistic analyses to quantify safety variations and the structure's probability of failure. The methodology consists of a quantitative and explanatory research based on an academic and hypothetical computational simulation developed using the Slide2D software. The study models the cross-section's behavior under five cumulative scenarios: normal operation, clogged drain, clogged drain associated with seepage, addition of a saturated crack, and geometric discontinuity at the toe of the slope. The deterministic evaluation applies the Limit Equilibrium methods of Morgenstern-Price, Sarma, and Spencer to obtain the global Factor of Safety. Additionally, the probabilistic stage employs the Response Surface Method with a normal distribution to calculate the reliability index and the probability of failure considering the variability of the adopted parameters. The numerical analysis indicates that the Factor of Safety decreases rapidly as the drainage systems fail and pore water pressures rise, dropping from 1.74 in the baseline scenario to a critical value of 1.04 in the most degraded condition. The probabilistic investigation reveals that conditions identified as marginally stable by traditional determinism hide severe failure probabilities reaching up to 29.8%, combined with reliability indices close to zero, representing deep non-compliance with legislation in the most critical situations. The study concludes that, although static reports and deterministic methods are fundamental and indispensable for the primary attestation of stability, global safety requires continuous monitoring of the embankment's physical and hydraulic integrity. Furthermore, it is evident that probabilistic modeling acts as a powerful analytical complement, capable of revealing scenarios of imminent collapse by translating the inherent uncertainties of the subsoil into quantitative risk indicators.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/3130
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.departmentDepartamento de Engenharia Civil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.subjectBarragens de terra – Segurança
dc.subjectEngenharia Geotécnica
dc.subjectMecânica dos solos
dc.subjectConfiabilidade (Engenharia)
dc.subjectProbabilidades – Modelos
dc.titleAvaliação da estabilidade de uma barragem de terra sob impacto de anomalias geotécnicas progressivas: uma abordagem determinística e probabilística
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso da Graduação

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