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07/12/2006 VI Seminário Anual do GEGE FCT/UNESP
Determinação de parâmetros de deformação com GPS
João Carlos Chaves
07/12/2006 VI Seminário Anual do GEGE FCT/UNESP
Sumário• Estrutura
• Motivos para controlar uma estrutura
• Parâmetros a serem estimados
• Deformação: análise e modelos
• Métodos de monitoração
• GPS em barragens
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Estrutura
• O conjunto das partes de uma construção que se destina a resistir a cargas.
• Corpo ou conjunto de corpos adequado a resistir a solicitações (LNEC/ABCP).
• Malha de vértices conectados entre si por observações.
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Corpo ou estrutura
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Estrutura ou rede geodésica
Rede relativa de
monitoração
Corpo deformável
Descontinuidade
Rede absoluta (referência)
Corpo deformável
Ponto objeto
Ponto de referência
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Motivos para controlar uma estrutura
• Segurança pessoal
• Econômico
• Ambiental
• Legal
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Parâmetros a serem estimados
• Deslocamento
• Deformação
• Tensão
• Temperatura
• Vento
• Etc.
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Deformação
• Resultado de um processo– Mudança geométrica– Análise dinâmica
• Esforços Sólido = Deformações
Sistema dinâmico
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Problemas em Sistema Dinâmico
Problema Direto
Dados:
- quantidades de entrada
- função transferência
Determinar:
- quantidades de saída
Problema Inverso
Dados:
- quantidades de saída
- função transferência
Determinar:
- quantidades de entrada
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Problemas em Sistema Dinâmico
Problema de Identificação
Dados:
- quantidades de entrada
- quantidades de saída
Determinar:
- função transferência
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Análise de Deformação
• Sinal/quantidade de entrada (ação) forças (internas e externas) ou cargas (pressão
hidrostática, temperatura)
• Processo de transferência/transmissão (modelo) modelos que relacionam os sinais de entrada e de
saída
• Sinal/quantidade de saída (reação) deformações (movimento do corpo rígido, strain)
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Análise de Deformação
• Convencional– Modelo de congruência– Modelo cinemático
• Avançada– Modelo estático– Modelo dinâmico
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Análise avançada de deformação
• Os modelos avançados consideram:– Mudança da geometria de um objeto no
espaço e no tempo– Fatores que causam deformação (forças
internas e externas, cargas, ...)– Propriedades físicas do objeto (coeficientes
de extensão, constantes materiais, ...)– Ação + Modelo = Reação Sistema
Dinâmico
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Modelos descritivo Modelos causa-resposta
Congruência Cinemático Estático Dinâmico
Modelos de deformação
Tempo
Esforços
Não
Não
Sim
Não
Não
Sim
Sim
Sim
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Métodos de monitoração
• Geodésicos
• Convencional
• Moderno
• Fotogramétrico
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Geodésico convencional
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Geodésico moderno
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Fotogramétrico
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Segurança de barragens
• Guia básico de segurança de barragens do Comitê Brasileiro de Barragens (CBDB)
• Manual do Ministério da Integração Nacional (MI)
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CLASSIFICAÇÃO DA CONSEQUÊNCIA DE RUPTURA DE BARRAGENSPOTENCIAL CONSEQUÊNCIA INCREMENTAL DA RUPTURA (a)
Conseqüência de Ruptura
Perdas de Vidas Econômico, Social e Danos Ambientais
Muito Alta Significativa Dano excessivo (a)
Alta Alguma Dano substancial
Baixa Nenhuma Dano moderado
Muito Baixa Nenhuma Dano mínimo
(a)- Os critérios de classificação de categorias de danos econômicos e ambientais devem ser baseados nas conseqüências das perdas em relação a região afetada.
Fonte: Ministério da Integração Nacional
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FREQUÊNCIA DE REAVALIAÇÕES DA SEGURANÇA DE BARRAGENS
CONSEQUÊNCIA DE RUPTURA
PERÍODO ENTRE REAVALIAÇÕES
Muito Alta 5 anos
Alta 7 anos
Baixa 10 anos
Muito Baixa 10 anos
Fonte: Ministério da Integração Nacional
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Rompimento de BarragemAntes:
Depois:
1928 St. Francis, Los Angeles, Califórnia
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GPS na barragem de Pacoimaht
tp:/
/pas
aden
a.w
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gs.g
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dam
/da
m.h
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Série temporal
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Deslocamento E-W
Nível d’água
Temperatura do ar
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UHE de Ilha Solteira
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Disposição dos MarcosUHE de Ilha Solteira
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Antena do receptor GPS no
marco básico
Antena do receptor GPS no
marco superficial
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Sistemas: geodésico local e do eixo da barragem
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UHE de Três Irmãos
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Blocos
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Instrumentação
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Identificação de modelo com GPS
cAed
000 37917.0473060.0, yyxxayxu
000 37084.046267.0, yyxxbyxv
LAAAe tt 1
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Comparação entre métodos
Deslocamentos Horizontais na UHE Três Irmãos Ponto Objeto Modelo Identificado Modelo por Método de Elementos Finitos
TA2 46,000 mm 4,621 mm
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Referências bibliográficas• WELSCH, Walter M.; HEUNECKE, Otto.
Models and terminology for the analysis of geodetic monitoring observations. 10th FIG International Sympotium on Deformation Measurements, Orange, California, 2001, p.390-410.
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