Índice de monitoramento do comportamento estrutural dos blocos de concreto de barragens : uma abordagem multivariada

Abstract

Resumo: Este trabalho enfoca o monitoramento das respostas das estruturas de concreto dosblocos de contrafortes do Trecho D da barragem de Itaipu, por meio da análise dasséries dos sensores de monitoramento de deslocamentos das estruturas efundações de dois blocos da barragem e as séries temporais das condiçõesambientais no entorno da barragem. As técnicas de análise multivariada foramutilizadas para estudar as relações entre os deslocamentos e as condiçõesambientais, delimitadas pela temperatura superficial do concreto, temperaturaambiente e nível de água do reservatório. A análise de correlação canônica foiusada para avaliar a influência das variáveis ambientais nos deslocamentos dasestruturas e fundações da barragem. A aplicação da análise fatorial objetivou aidentificação das fontes de variabilidade dos dados e a ordenação dos sensores deacordo com a ação dos fatores. As datas das medições foram agrupadas conformeas similaridades presentes nas observações, por meio da aplicação da análise deagrupamentos. Em seguida, a análise discriminante foi usada para avaliar os gruposquanto à sua homogeneidade. Os resultados indicaram que as técnicas utilizadaspermitem distinguir as respostas da barragem e identificar os efeitos das variaçõesdas condições ambientais sobre os deslocamentos das estruturas e fundações dabarragem. Então, utilizando esses resultados como dados de entrada, criou-se oÍndice de Monitoramento Conjunto das Respostas dos Blocos da barragem (IMCRB),considerando a ação da temperatura ambiente e do nível de água do reservatório,com a finalidade de contribuir para o diagnóstico de mudanças no padrão decomportamento estrutural da barragem. Os valores obtidos para o IMCRB indicaramque o processo monitorado estava sob controle, era estável e que, portanto, asrespostas da barragem eram previsíveis. Dados atualizados foram utilizados para avalidação do método.

Abstract: This work is focused on the monitoring of the responses of the concrete structures of the buttresses blocks of Sector D of the Itaipu dam, through the analysis of series of monitoring sensors of structural displacement and foundations of two blocks of the dam and the time series of environmental conditions in the dam surroundings. Multivariate analysis techniques have been used to study the relationship between displacement and environmental conditions, defined by the surface temperature of the concrete, ambient temperature and reservoir water level. The canonical correlation analysis was used to evaluate the influence of environmental variables on the displacement of structures and dam foundations. The application of factor analysis intended to identify the sources of variability in data and the ordering of the sensors according to the action of factors. The dates of the measurements were grouped according to the similarities present in the observations, by applying cluster analysis. Thereafter, the discriminant analysis was used to evaluate the groups as to their homogeneity. The results indicated that the techniques used allow the distinguish of the dam responses and identification of the effects of variations in environmental conditions on the displacements of structures and dam foundations. Then, using these results as input data, the Joint Monitoring Index Blocks Responses (JMIBR) of dam, considering the action of temperature and water level of the reservoir was created in order to contribute to the diagnosis of changes in the dam's structural behavior pattern. The values obtained for JMIBR indicated that the monitored process was under control, stable and, thus, the dam responses were predictable. Updated data were used for method validation.