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Uso do programa Ramms na modelagem de corridas de detritos e previsão de áreas atingidas : estudo do caso de quitite-papagaio

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Uso do programa Ramms na modelagem de corridas de detritos e previsão de áreas atingidas : estudo do caso de quitite-papagaio

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Título Uso do programa Ramms na modelagem de corridas de detritos e previsão de áreas atingidas : estudo do caso de quitite-papagaio
Outro título The use of RAMMS software for debris flows simulation and prediction of affected areas : case of Quitite-Papagaio
Autor Conterato, Leandro
Orientador Bressani, Luiz Antonio
Data 2014
Nível Mestrado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil.
Assunto Fluxo de detritos
Simulação computacional
Solo tropical
[en] Debris flows
[en] Landslides
[en] RAMMS
[en] Tropical soils
Resumo Corrida de detritos é um tipo de movimento que se caracteriza por uma massa fluída bastante densa, constituída por lama, água, rochas e outros detritos, capaz de atingir elevadas velocidades e possuir elevado potencial de destruição. Essas características colocam esse tipo de movimento entre os mais catastróficos desastres naturais, com grande potencial de destruição, principalmente quando ocorre em áreas urbanizadas, onde os prejuízos e perdas podem ser enormes. Como apoio para definição de medidas de prevenção ou mitigação desses desastres, as ferramentas computacionais para modelagem desses movimentos têm se mostrado de grande utilidade, sendo que para isso atualmente existem diferentes abordagens. Nesse sentido, o atual trabalho se baseia na aplicação do software RAMMS em um estudo de caso a fim de verificar a aplicabilidade dessa ferramenta no estudo de casos típicos de corridas de massa em condições brasileiras. Este software, desenvolvido pelo órgão suíço WSL, se baseia no modelo de atrito de Voellmy-Salm, que divide a resistência ao cisalhamento em duas parcelas: atrito seco e atrito turbulento, sendo que para cada uma destas parcelas existe um coeficiente característico, sendo, respectivamente, μ e ξ. Neste trabalho é feita a análise de movimentos de massa que ocorreram no Rio de Janeiro no ano de 1996, nos canais dos rios Quitite e Papagaio, em que foi mobilizado cerca de 130.000m³ de material por cerca 1,5 km. Neste trabalho é feita uma retroanálise desses movimentos através do software RAMMS, de modo a se obter a calibração dos parâmetros de atrito do modelo Voellmy-Salm. Para isso foram realizadas diversas simulações dos movimentos de massa, fazendo-se a comparação dos resultados com os dados dos movimentos reais. As análises realizadas possibilitaram a calibração dos parâmetros de atrito do modelo Voellmy-Salm de modo a reproduzir de maneira satisfatória os movimentos ocorridos. Para o coeficiente de atrito seco (μ), os valores obtidos ficaram entre 0,075 para o material mais fino e 0,25 para o material mais grosseiro. Para o coeficiente de atrito turbulento (ξ) o valor obtido também foi variável de acordo com o trecho, entre 150 e 400 m/s², aproximadamente. Também foi observado que ambos os parâmetros apresentam variação ao longo do trecho da corrida. Esses valores podem vir a servir de base para estudos de novos movimentos em condições similares, através do software RAMMS, auxiliando assim em programas para prevenção ou mitigação das consequências relacionadas às corridas de detritos.
Abstract Debris flows is a mass movement characterized as a dense fluid, consisting of mud, water, rocks and other debris, which is able to reach high speeds and to have a high destructive potential. These characteristics classify this type of mass movement among the most catastrophic natural disasters, with great potential for destruction especially when it occurs in urban areas, where losses can be enormous. Computational tools to model these movements have proved to be very useful as support for studies of preventive or mitigation measures for such disasters and there are a number of different approaches currently. The current work is based on the application of RAMMS software in a case study to verify the applicability of this tool on the study of cases under Brazilian conditions. The software was developed by the Swiss agency WSL and is based on the Voellmy-Salm friction model, which divides the shear resistance into two portions: dry friction and turbulent friction, and for each of these portions assumes a characteristic coefficient, μ and ξ, respectively. In this work the analysis of the debris flows that occurred in the Quitite and Papagaio streams, Rio de Janeiro, 1996, which mobilized about 130.000m³ of material for about 1.5 km. Back analysis of these movements were performed using the software RAMMS to obtain calibration parameters for the friction model of Voellmy-Salm. For this purpose, several simulations of mass movements were performed allowing the comparison of the results with data from real movements. These analyzes had allowed the parameters calibration of the Voellmy-Salm friction model which reproduced satisfactorily the movements. For the coefficient of dry friction (μ), the values obtained were between 0.075, for fine material, and 0.25, for coarse material. For the turbulent friction coefficient (ξ) the values were also variable between 150 and 400 m/s, approximately, according to the geometric segment studied. It was also observed that both parameters changed along the stretch. These values may be used as a base for studies of new movements in similar conditions using RAMMS software and can help in prevention or mitigation of debris flows.
Tipo Dissertação
URI http://hdl.handle.net/10183/130132
Arquivos Descrição Formato
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