Abordagem Monte Carlo para a análise probabilística da estabilidade de taludes durante rebaixamento rápido de reservatório

Abstract

Os taludes são elementos de engenharia de grande importância e estão presentes em diversos projetos de engenharia. A concepção desses projetos envolve muitas imprecisões e incertezas. As incertezas surgem devido à grande variabilidade dos materiais, juntamente com dados representativos insuficientes, dificuldades de teste e dificuldade de obtenção de um modelo fiel à realidade da obra. Portanto, é necessário que tais incertezas sejam incorporadas nas considerações de projeto. Nesse sentido, surge a análise probabilística: enquanto a análise determinística define exclusivamente o fator de segurança (FS) como indicador de confiança, a análise de estabilidade probabilística trata de avaliar a probabilidade de falha, que na estabilidade de taludes é a probabilidade de que o fator de segurança tenha um valor menor ou igual a 1. Uma aplicação clássica de taludes ocorre na construção de barragens. Para a análise de estabilidade dessas estruturas, um fator muito importante a ser considerado é a sua segurança nas condições de rebaixamento rápido. Portanto, esta pesquisa visou desenvolver a análise de estabilidade de um barramento hipotético sob essa condição extrema com uma abordagem probabilística usando o Método Monte Carlo. O trabalho também demonstra a importância de se abordar a estabilidade dos barramentos de maneira probabilística quando esses são submetidos a rebaixamentos do nível do reservatório, pois o decréscimo nos valores de FS podem não ser significantes para um plano de evacuação ou nível de alerta para ruptura, mas em níveis gerenciais, a análise probabilística possibilita melhor avaliação quanto a critérios de minimização de riscos. Na barragem estudada, por exemplo, durante o rebaixamento rápido os Fatores de Segurança são reduzidos em menos que 15% quando comparados aos valores obtidos quando do reservatório cheio, mas a probabilidade de falha mais que dobra em níveis mais baixos de reservatório. Isso demonstra que em uma abordagem determinística há um déficit na sensibilidade dos riscos envolvidos em projeto. A fim de ilustrar a metodologia proposta, são também apresentadas as análises da influência do número de sorteios de Monte Carlo na estabilização dos valores sorteados. Essas análises se dão por meio de gráficos obtidos para as análises probabilísticas para os taludes de montante do barramento.