Análise de Fluxo Transitório
A análise é realizada em duas, ou mais, etapas ("Fluxo de água"), em qua a primeira etapa serve para definir as condições iniciais, isto é, a distribuição da pressão nos poros inicial, carga inicial, grau de saturação e permeabilidade relativa no início da análise de fluxo transitório. Estão disponíveis várias opções para definir a pressão nos poros inicial:
- Através do nível freático
- Diretamente, através das interfaces de pressão nos poros
- Através da execução da análise de estado de fluxo constante
A primeira opção assume uma distribuição hidrostática (linear) da pressão nos poros em função da profundidade. Abaixo do nível freático, o programa gera pressões nos poros positivas, enquanto que acima do nível são geradas pressões nos poros negativas (sucção). A segunda opção permite considerar um solo seco, através da definição de pressões nos poros negativas ao longo de toda uma região com infiltrações, por exemplo. A terceira opção implica a execução da análise de estado constante. Com base no modelo material atribuído, o programa determina o grau de saturação inicial e a permeabilidade relativa em função da pressão nos poros inicial. A Figura 1 mostra a distribuição da pressão nos poros obtida através da análise de estado constante, para as condições hidráulicas assumidas. Apenas são representadas as pressões abaixo do nível freático. O estado inicial em regiões não saturadas ou parcialmente saturadas pode ser analisado através do exemplo da distribuição do grau de saturação inicial da Figura 2. Ao selecionar a opção "sem água", os valores da pressão nos poros iniciais são definidos como zero.
Figura 1 - Primeira etapa de cálculo: Distribuição da pressão nos poros inicial
Figura 2 - Primeira etapa: Distribuição do grau de saturação inicial
A análise de fluxo transitório é realizada na segunda etapa, ou nas etapas seguintes. Cada etapa implica a definição da duração da análise, a variação das condições de fronteira (hidráulicas) no tempo e a duração de intervalos de tempo. A versão atual do programa permite a introdução total do carregamento no início da etapa de cálculo ou que o carregamento aumente linearmente ao longo da duração da etapa de cálculo ("Fluxo de água"). No primeiro caso, o intervalo de tempo inicial é definido como 1/10 do intervalo de tempo definido. É razoável que a duração do intervalo de tempo seja ajustada durante a realização da análise. Para o início da análise é recomendável um intervalo de tempo mais curto. Para durações superiores, em que a análise se aproxima das condições de estado constante, o intervalo de tempo pode aumentar consideravelmente (ex.: de 1/10 do dia para vários dias). As Figuras 3 e 4 mostram a solução para um estado intermédio e um estado constante, respetivamente, que corresponde a uma aumento repentino do nível freático na segunda etapa de construção. As Figuras 5 e 6 mostram estados semelhantes associados a um abaixamento repentino verificado consequentemente, simulado através da reposição do nível freático inicial, na sétima etapa de construção.
Figura 3 - Segunda etapa de cálculo: Distribuição da pressão nos poros para um dado instante da análise
Figura 4 - Sexta etapa de cálculo: Distribuição da pressão nos poros em estado constante
Figura 5 - Sétima etapa de cálculo: Distribuição da pressão nos poros para um dado instante da análise
Figura 6 - Oitava etapa de cálculo: Distribuição da pressão nos poros em estado constante