LIQ2PROEARTH
LIQUEFACTION ASSESSMENT PROTOCOLS TO PROTECT CRITICAL INFRASTRUCTURES AGAINST EARTHQUAKE DAMAGE
PTDC/ECM-GEO/1780/2014
“Protocolos Para Avaliação De Liquefação Para Proteção De Infraestruturas Críticas Contra Danos Induzidos Por Sismos”
Fluxograma do Projeto:
Objetivos do Projeto:
Os terramotos são um dos fenómenos naturais mais destrutivos.
A atividade sísmica representa uma séria ameaça a pessoas e bens localizados em locais vulneráveis, incluindo infra-estruturas críticas, como:
- edifícios públicos,
- terminais e estações de transporte,
- hospitais,
- edifícios históricos,
- bem como pontes,
- e sistemas enterrados de redes de distribuição e abastecimento de água, esgotos ou gás.
A liquefação dos solos, frequentemente associada aos sismos, tem sido uma das causas dos mais dramáticos danos a infraestruturas de engenharia, com sérias perdas humanas, como recentemente no
- Japão (2011, Great East Earthquake)
- Nova Zelândia (2010-11 Christchurch)
- Itália (2012, Emilia-Romagna)
A perda de edifícios residenciais e de infraestruturas (especialmente encontros de pontes) e redes de tubagens enterradas puseram em risco serviços públicos básicos e de assistência às populações.
Nas regiões Centro e Sul de Portugal com elevada densidade populacional e altamente sísmicas, localizam-se depósitos granulares aluvionares, que devem ser cuidadosamente classificados em termos de nível de risco.
A suscetibilidade à liquefação e à mobilidade cíclica de alguns deles foi já identificada, mas não está sistematizada.
Justifica-se a investigação baseada em ensaios in situ e laboratoriais dos solos arenosos, silto-arenosos e até areno-siltosos pouco ou não plásticos, incluídos naqueles depósitos.
É muito importante definir um protocolo de identificação do risco, eficiente e com custo-benefício otimizado, de modo a aumentar a segurança das populações.
Há necessidade de conceber soluções eficazes de avaliação da e proteção contra a suscetibilidade sísmica com custo controlado, para salvaguardar as infraestruturas críticas de serviços e edifícios, de modo a mitigar os impactos e efeitos dos eventos sísmicos, incluindo danos associados e perdas humanas.
Os códigos portugueses (DNA) não contemplam uma abordagem clara ao zonamento do risco de liquefação.
A introdução dessas técnicas poderá fornecer orientações para a sua implementação no código de construção da União Europeia (Eurocódigo 8, EN1998), aplicável a regiões de elevada sismicidade.
Os estudos propostos neste projeto concentrar-se-ão na elaboração de metodologias práticas, úteis em zonas onde as técnicas e procedimentos mais elaborados e rigorosos possam não estar disponíveis.
A abordagem baseia-se em ensaios in situ de modo a identificar claramente os depósitos suscetíveis de sofrer liquefação com base em índices explícitos resultantes da interpretação desses ensaios, criando uma classificação expedita dessa suscetibilidade.
Os campos experimentais serão selecionados após uma análise das informações qualitativas sobre as condições de estado dos solos (baixa compacidade e espessura significativa de depósitos granulares).
A avaliação do risco sísmico terá em conta a amplificação local, em zonas de maior espessura de depósitos de solos mais soltos, submersos e com mais ou menos finos.
Combinando os dois mapas, o da ação – já disponível – e o de perigo de liquefação – cujo protocolo se pretende criar, objetiva-se a criação de zonamentos integrados.
Os trabalhos recentes do grupo de geotecnia da FEUP / CONSTRUCT confirmaram que a avaliação da instabilidade de solos granulares carregados em condições não drenadas, pode ser modelada pelos conceitos da Mecânica dos Solos dos Estados Críticos, tanto para condições de carregamentos estáticos ou monotónicos, como para carregamentos cíclicos.
Foram, porém, identificadas limitações associadas a percentagem de finos, fábrica inter-particular, envelhecimento associado a sobreconsolidação ou cimentação, estado de tensão confinante ou trajetória de tensões induzidas, que serão avaliadas no decurso do projeto.
A estimativa da razão de resistência cíclica CRR a partir de resultados de ensaios in situ, SPT,CPT, DMT, PMT ou geofísicos, é ainda controversa particularmente destes últimos.
Estas abordagens têm cariz semi-empírico e por isso são limitadas em termos de generalização de uma interpretação correta da instabilidade do solo, passível de ser obtida através de ensaios laboratoriais.
De forma a clarificar as razões para tais diferenças, irá realizar-se uma campanha de amostragem de elevada qualidade com a nova técnica de “gel-push sampler”.
As amostras recolhidas serão ensaiadas em equipamentos de alto desempenho (triaxial cíclico, corte simples e corte simples direto cíclico, torsional cíclico, com medições das ondas de corte e de compressão), de modo a identificar alguns dos fatores que controlam o seu comportamento.
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