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To be or not to be... alkali-reactive. A challenge for the petrographic method
The mechanisms involved in alkali-aggregate reaction and the characteristics of reactivity of
some aggregates are not completely understood, although tens of thousands of mortar and concrete
prisms have been tested in the laboratory and field exposure sites have been installed in a number of
countries. Aggregates are the least well understood component in the alkali-aggregate reactions and,
surely, the most difficult to assess. This happens not just because the materials used as aggregates are
widely variable in origin, geological history, composition, texture and degree of alteration, but also
because rocks that behave as innocuous in certain areas of the world appear to perform as reactive
elsewhere. In consequence, the petrographic assessment of the aggregates is commonly not enough to
classify an aggregate as innocuous or potentially reactive.
In this paper questions are raised concerning slow reactive rock types, including suggestions
about the possible forms of silica present and their identification.9pThis work was developed in the scope of the activities of ICT – Earth Sciences Institute, financed by FCT, under the scope of the activities of the G3G working group.DM/NM
Carga aerodinâmica em sombreamentos em cascata
A arquitetura recorre, por vezes, a dispositivos de sombreamento de grandes dimensões, com formas e configurações de montagem cuja resposta à ação do vento carece de caracterização. Os sombreamentos em cascata, instalados no exterior de fachadas e constituídos por uma série de lamelas paralelas entre si, colocam desafios particulares do ponto de vista da avaliação aerodinâmica que condicionam a carga imposta pelo vento sobre as lamelas e, portanto, o correto dimensionamento dos apoios e da solução a adoptar. O presente trabalho pretende caracterizar experimentalmente o desempenho aerodinâmico das lamelas de um protótipo destes sombreamentos, através de ensaios em túnel de vento com um modelo “seccional” do dispositivo à escala real. Os requisitos específicos do ensaio ditaram o desenvolvimento de uma solução particular para a medição das forças aerodinâmicas. Mediram-se as cargas induzidas pelo escoamento sobre uma lamela do sombreamento para vários ângulos de incidência, fazendo variar a inclinação do modelo relativamente ao escoamento de aproximação. Com base nas medições, foi estimada a carga máxima a que as lamelas estão sujeitas por ação do vento.16pDE/NESD
Porous media approach for RANS simulation of compound open-channel flows with submerged vegetated floodplains
The main goal of this study is the 3D numerical simulation of river flows with
submerged vegetated floodplains. Since, vegetation layers are usually dense and present a
large spatial heterogeneity they are here represented as a porous media. Standard semiempirical
relations drawn for porous beds packed with non-spherical particles are used to
estimate the porous media parameters based on the averaged geometry of the vegetation
elements. Thus, eliminating the uncertainty arising from a bulk drag coefficient approach
and allowing the use of a coarser mesh. The free flow is described by Reynolds-averaged
Navier–Stokes (RANS) equations, whereas the porous media flow is described by the
volumetric-average of RANS equations. The volume-of-fluid method and an anisotropic
explicit algebraic Reynolds stress model are used for free-surface and turbulence closure,
respectively. The simulation approach is validated against results by other authors featuring
vegetated flows in horizontal and rectangular open-channel. The computed results
show that the time-averaged streamwise velocity and Reynolds shear stress vertical profiles
are properly simulated. The validated approach was applied to simulate compound openchannel
flows with submerged vegetated floodplains and compared with data obtained in
an experimental facility. The results show that the proposed porous media approach is
adequate to simulate flows with submerged vegetation on the floodplains.1247–1266ppVolume 16, Issue 6DHA/NREEnvironmental Fluid Mechanic
A nova geração de Eurocódigos Estruturais
Os primeiros Eurocódigos Estruturais publicados na última década formam um conjunto abrangente e tecnicamente avançado de 58 normas europeias a aplicar no projeto de estruturas de edifícios e de outras obras de engenharia civil.
Considerando que importa garantir a atualização técnico-científica destes documentos e que o Comité CEN/TC 250 divulgou em 2013 a abordagem prevista para dar resposta às exigências do Mandato M/515 enviado pela Comissão Europeia ao Comité Europeu de Normalização, a presente comunicação apresenta as diferentes etapas previstas para o desenvolvimento da nova geração de Eurocódigos Estruturais, a forma como estão a ser preparadas e quais as principais questões às quais esta geração de normas deve responder.
Simultaneamente apresentam-se, por Eurocódigo, as tarefas mais importantes que estão incluídas no mandato, com o objetivo de dinamizar a participação nacional na elaboração destes documentos, em articulação com a Comissão Técnica 115 - Eurocódigos Estruturais, e também antecipar eventuais necessidades de investigação pré-normativa, designadamente para a elaboração dos anexos nacionais das normas.12pDE/NC
Experiments on earth dams breaching. Monitoring instrumentation and methods
A research project on laboratorial characterization of the breach processes involved in the
failure by overtopping of earth dams is currently ongoing at LNEC and IST. The breach
evolution processes is a complex phenomenon that requires the understanding of both
hydraulic and geotechnical components involved as well as the interaction between the
hydrodynamic erosion and the geotechnical discrete failure episodes. A campaign of
laboratorial tests allowed relating the dynamics of the breach with the hydraulic and
geotechnical properties of the embankments and understanding how these last influence the
failure mechanisms of the embankment. This campaign is being held in a medium scale
facility specifically built for the purpose in the fluvial hydraulics pavilion of Hydraulic and
Environment Department of LNEC (Fig. 1).
A strict control of the experimental work is the base for reliable characterizations of breach
temporal evolution and the following effluent hydrograph (herein designated as breach
hydrograph). As a starting point, soils for earth embankments laboratorial tests were carefully
selected and the laboratorial construction process was realistic and accurate. Beyond these
aspects, consistent characterization of breach temporal evolution and therefore, the breach
hydrographs estimates were achieved by monitoring the phenomena main variables. All the
equipment and measuring/operating methods adopted in the experiments were compatible
with the phenomena to monitor and it was assured that all these resources were coordinated
with the breach temporal evolution. In this paper three different approaches for estimating breach hydrographs are presented
and discussed. Two are indirect estimates: i) from stage-discharge relations; and ii) by watervolume
balances within the reservoirs. One is a direct estimate – a novel method that
represents an attempt to estimate breach effluent hydrographs based on LSPIV and breach
area detection. This last estimate is a step forward to study the dynamics of the breach since
it contains phenomenological information on the breaching process. In particular, the velocity
field maps in vicinity of the breach required for this estimate allow to for a better
understanding of the hydraulic and geotechnical phenomena involved in the breaching
process as well as the interaction between the hydrodynamic erosion and the geotechnical
discrete failure episodes.
The way the instrumentation and measuring/operating methods were combined in order to
allow obtaining these three different approaches for breach hydrographs estimation is herein
scrutinized. A great attention is given to the way as breach instantaneous velocity was
monitored as well as breach geometric evolution was recorded. The following instrumentation and methods were used to monitor the variables that were
considered determinants for the characterization of the initiation and breach evolution
process: i) 1 high power green laser coupled with a cylindrical lens to create a laser sheet
whose intersection with the media interfaces allows the delineation of the breach geometry
under water and the free surface above it; ii) 2 CCD video cameras: Photonfocus (200 fps) -
to monitor the breach geometric evolution; Mikrotron (up to 1000 fps) - to acquire surface
flow images near the breach to estimate velocity maps with an LSPIV algorithm; iii) 2 HD
video cameras (25 fps) to monitor the downstream face of the dam and the crest during the
overtopping failure; iv) 5 resistive and 7 acoustic probes distributed inside the reservoir and
the settling basin (resistive) and around the breach (acoustic) for water level control (Fig. 1);
v) geotechnical samples collection during the construction for control of compaction energies
and water content of the embankments.
The breach hydrographs estimates discussed in this paper resulted from accurate data
gathered with recent and suitable instrumentation and measurement methods. The
instrumentation and measuring methods adopted in these experiments were chosen among
several others that were also tested and either did not serve the purpose or not reached the
desired accuracy degree. Therefore the final instrumentation set-up endorsed the
achievement of accurate data allowing to discuss the applicability extent of each breach
hydrograph estimates herein presented.12pDHA/NR
Modelação física e numérica do escoamento no descarregador complementar da barragem de Caniçada
Os modelos numéricos têm vindo a adquirir um peso cada vez maior na resolução de problemas complexos no âmbito da engenharia hidráulica. No entanto, esses modelos não são ainda uma ferramenta totalmente consolidada em casos de estruturas hidráulicas e de escoamentos com elevada complexidade.
Nesta comunicação é apresentado um estudo do escoamento ao longo do novo descarregador de cheias complementar, em construção na Barragem de Caniçada, em que foram utilizadas medições realizadas em modelo físico para a calibração e validação de um modelo numérico CFD.
Neste sentido, após uma breve apresentação da barragem de Caniçada e a caracterização do descarregador de cheias, da campanha experimental levada a cabo no modelo físico e do modelo numérico utilizado, são discutidos e comparados os resultados obtidos por ambos os modelos.
A barragem de Caniçada foi construída em 1955 e está localizada na região Noroeste de Portugal. O sistema de órgãos hidráulicos de descarga de cheias foi objeto de estudo em modelo físico reduzido não distorcido à escala 1/62 no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC). Esse estudo em modelo reduzido teve como objetivo a avaliação das condições do escoamento nos descarregadores em funcionamento conjunto ou isolado e a validação das formas de projeto do novo descarregador em túnel. Foram realizadas medições neste modelo com a finalidade de validar simulações numéricas.
A simulação numérica do escoamento ao longo do descarregador foi realizada com recurso ao software comercial FLOW 3D. A comparação de resultados dos modelos físico e numérico, designadamente na vazão, alturas do escoamento, pressões médias e valores de alcance do jacto, demonstrou relações aceitáveis.
Em conclusão, considera-se que o software comercial utilizado pode ser pertinente para a previsão do funcionamento de um descarregador de cheias deste tipo em fases iniciais de projeto.13ppDHA/NR
Vibrações em edifícios: aspetos a ter em consideração na avaliação do ruído induzido por vibrações
Com a melhoria da qualidade da edificação, mais especificamente do respetivo isolamento sonoro,
outros aspetos começaram a ter uma maior importância na definição do conforto dentro das
habitações.
Em zonas urbanas, os efeitos das vibrações devido à circulação de trafego ferroviário, começaram já
há alguns anos, a ter especial importância. Efetivamente os ocupantes dos edifícios podem percecionar
as vibrações diretamente, como vibrações mecânicas (para frequências entre 1-80 Hz), ou
indiretamente, como ruído re-radiado (na gama de frequências 16-250 Hz). Este ultimo efeito pode ser
particularmente sensível em residências com um bom isolamento sonoro, nomeadamente em relação
ao exterior, e quando a via férrea se localiza em túnel, como é o caso das linhas de Metro.
Esta comunicação apresenta uma breve resenha dos métodos existentes para avaliação deste problema,
pretendendo-se constituir como base para uma discussão mais aprofundada sobre esta temática.9pDED/NAIC
Análise de sensibilidade à incerteza dos forçamentos na previsão da qualidade da água em tempo real
Os sistemas de previsão e monitorização em tempo real constituem ferramentas inovadoras para a gestão otimizada da água em meios estuarinos e costeiros. O LNEC desenvolveu uma plataforma para a gestão em tempo real dos meios aquáticos, baseada na WIFF – Water Information and Forecast Framework. Esta plataforma foi recentemente alargada para a previsão da qualidade da água no estuário do Tejo. O sistema de previsão do estuário do Tejo baseia-se na aplicação do modelo hidrodinâmico e de qualidade da água ECO-SELFE, forçado por previsões oceânicas, fluviais, atmosféricas e da rede drenagem urbana. Este sistema disponibiliza previsões de níveis, velocidades, salinidade, temperatura e indicadores microbiológicos para um período de 48 horas, tendo a sua utilidade sido demonstrada no apoio à gestão da qualidade da água. Persistem, no entanto, vários desafios na previsão em tempo real da qualidade da água. Quantificar e reduzir a incerteza associada ao processo de modelação em cascata é fundamental para melhorar a precisão das previsões. Em particular, é essencial perceber quais os forçamentos chave cuja precisão poderá pôr em questão a qualidade das previsões. Assim, procede-se a uma análise de sensibilidade da influência dos forçamentos nas previsões da circulação e da qualidade da água no estuário do Tejo. A abordagem utilizada consiste na definição de cenários realistas para os forçamentos oceânico, fluvial, atmosférico e das descargas urbanas, e na comparação das previsões obtidas em cada um destes cenários com as previsões do modelo implementado em tempo real para o período de um ano (2013/2014). Os resultados sugerem uma influência significativa do caudal fluvial e do forçamento atmosférico nas previsões de salinidade e de temperatura, respetivamente. Estes forçamentos influenciam também significativamente a concentração dos indicadores microbiológicos, com uma maior influência do caudal fluvial a montante e do forçamento atmosférico a jusante, e uma influência local das descargas.15pDHA/NE
Assessoria técnica à IP – Infraestruturas de Portugal, S.A. para a conclusão do empreendimento do Túnel do Marão no âmbito dos equipamentos e sistemas de segurança - Relatório de síntese do acompanhamento da execução
O presente relatório sintetiza a atividade da assessoria prestada pela equipa do LNEC à IP durante a fase de instalação dos equipamentos e sistemas de segurança ativa do túnel rodoviário do Marão. Este trabalho insere-se no âmbito da assessoria do LNEC à IP - INFRAESTRUTURAS DE PORTUGAL, S.A. para a conclusão deste empreendimento. Nele se incluem em anexo os pareceres e outros documentos que foram elaborados pela equipa do LNEC no decurso desta fase.IP – Infraestruturas de Portugal, S.A. / NÃO CONFIDENCIALCIC/NSE
Patologias nos sistemas prediais de distribuição e de drenagem de águas. Recomendações para a melhoria da qualidade
A frequência da incidência de patologias nos sistemas prediais de distribuição de águas e de
drenagem de águas é elevada e aquelas são ainda atualmente uma das principais origens de
problemas em edifícios.
Na presente comunicação é feito um levantamento do tipo de problemas mais frequentes nestes
sistemas, identificando-se as suas causas e consequências, e apresentam-se soluções de prevenção
e de resolução, concluindo-se que é possível reduzir a grande maioria das patologias em sistemas
prediais de distribuição de águas e de drenagem de águas mediante a elaboração de projectos de
qualidade e o cumprimento das boas práticas de construção durante a fase de execução.12pDED/NAIC