Metodologia para dimensionamento probabilístico de quebra-mares de talude. Aplicação ao molhe leste do Porto de Sines

Abstract

A presente dissertação teve como objetivo apresentar metodologias de pré-dimensio- namento e verificação de segurança semi-probabilística e probabilística, nível 1 e 3, respetiva- mente, aplicadas a um caso de estudo real: o quebra-mar Oeste do molhe Leste do Porto de Sines, Portugal. Foram verificados os modos de falha por galgamento (estado limite de serviço - ELS) e estabilidade hidráulica (estado limite último - ELU). Para tal feito, definiram-se as con- dições de agitação junto à obra a partir da propagação do regime de extremos obtido com os dados de agitação ao largo ao longo de 40 anos no nó SIMAR 1044052 fornecidos pela enti- dade Puertos del Estado. Através do software CMS-Wave, propagaram-se as condições de agi- tação extremas do largo até junto à obra e assim definiram-se as ações de projeto a considerar no dimensionamento da estrutura. Para as verificações de nível 1 utilizaram-se as equações de Hudson e de Van der Meer para o peso dos blocos e do EurOtop para o galgamento, tendo- se baseado a escolha dos coeficientes de segurança nas recomendações da PIANC e na ROM0.0. Com este método definiu-se a cota de coroamento da estrutura 5.14m acima do nível do mar em repouso e um peso dos blocos do manto resistente exterior de W=55 toneladas. Das verificações de nível 3, utilizando o método de Monte Carlo, as equações de Hudson para o peso dos blocos, as formulações do EurOtop para o galgamento e as recomendações esti- puladas na ROM0.0 e ROM0.1-09, obtiveram-se as probabilidades de falha de 1.34% para o ELU (queda de blocos), que não verifica os valores propostos na ROM0.0 e de 1.8% para o galgamento, que verifica. De forma a não ultrapassar a probabilidade de falha máxima reco- mendada pela ROM para o ELU, aumentou-se o peso dos blocos de 55 para 60 toneladas e desta forma obteve-se uma probabilidade de falha aproximada de 0.8%.

The present thesis aimed to present semi-probabilistic and probabilistic pre-dimension- ing and safety verification methodologies, levels 1 and 3 respectively, applied to a real case study: the West breakwater of the East pier of the Port of Sines, Portugal. The failure modes by overtopping (serviceability limit state - SLS) and hydraulic stability (ultimate limit state - ULS) were verified. For this purpose, the wave conditions at the site were defined based on the propagation of the extreme regime obtained from offshore wave data over 40 years at SIMAR node 1044052, provided by Puertos del Estado. Using CMS-Wave software, the extreme off- shore wave conditions were propagated to the vicinity of the structure, thereby defining the design actions to be considered in the structure's basic design. For the level 1 verifications, Hudson's and Van der Meer's equations were used for the weight of the blocks, and EurOtop for overtopping, with the choice of safety coefficients based on PIANC and ROM0.0 recom- mendations. This method defined the crest elevation of the structure at 5.14m above the still water level and a weight of the outer armor layer blocks of W=55 tons. From the level 3 verifi- cations, using the Monte Carlo method, Hudson's equations for block weight, EurOtop's for- mulations for overtopping, and the recommendations stipulated in ROM0.0 and ROM0.1-09, failure probabilities of 1.34% for ULS (block failure), which does not meet the values proposed in ROM0.0, and 1.8% for overtopping, which does meet the values, were obtained. To avoid exceeding the maximum failure probability recommended by ROM for ULS, the block weight was increased from 55 to 60 tons, resulting in an approximate failure probability of 0.8%.