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Publicação
Concrete behaviour against high velocity impacts
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Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
É cada vez mais frequente testemunhar ações extremas, sejam de origem natural ou humana,
tais como explosões ou impactos. O terrorismo, a guerra ou ações acidentais desta tipologia
originam, normalmente, consequências catastróficas, particularmente em infraestruturas críticas.
Neste sentido, urge o estudo de soluções protetivas capazes de mitigar o dano em
infraestruturas críticas, preservando desta forma a vida humana. Ainda neste âmbito, o estudo do
Betão face a ações extremas como a explosão ou impactos de alta velocidade torna-se vital.
A presente dissertação desenvolve-se no âmbito do projeto de investigação intitulado
“Proteção de Infraestruturas Sujeitas a Ações Extremas (PrISAEx)”, financiado pelo Centro de
Investigação, Desenvolvimento e Inovação da Academia Militar (CINAMIL), tendo como principal
objetivo estudar o comportamento do Betão sujeito a impactos de alta velocidade, de forma a
contribuir para a conceção e dimensionamento de soluções protetivas que melhorem o
comportamento do Betão face a esta ação.
Este estudo analisa o comportamento de blocos de Betão sujeitos a impactos de alta
velocidade (>1000 m/s), originados por um Explosível Formed Penetrator (EFP). Para tal, foi
realizada uma análise numérica com recurso ao programa LS-DYNA, de forma a analisar os
mecanismos de rotura do Betão. Posteriormente, os resultados numéricos foram comparados e
validados com oito testes experimentais.
Numa primeira fase, foi desenvolvido um modelo numérico bidimensional (2D) as simétrico de
um EFP para capturar o seu processo de formação e características fundamentais. Após constatar
que o EFP atingiria a velocidade desejada, foi realizada uma campanha experimental com dois tipos
de blocos de Betão, um com agregado de basalto e outro com agregado de calcário. Posteriormente,
foi criado um modelo tridimensional (3D), permitindo uma simulação mais realista do impacto do EFP
contra um bloco de Betão. Este modelo possibilitou uma avaliação mais precisa do desempenho do
EFP e da sua interação com o bloco de Betão. Por fim, a profundidade de penetração, fragmentação
e a dinâmica global do impacto foram analisadas e comparadas com os resultados experimentais.
Através deste estudo, foi possível constatar que agregados mais resistentes demonstraram
uma melhor capacidade de dissipação de energia, evidenciada pela menor penetração. Além disso,
observamos a confirmação dos diferentes mecanismos de ruptura descritos na literatura tendo como
objetivo contribuir futuramente para o desenvolvimento de soluções protetivas visando a mitigação
desses efeitos. De destaque, a relevância da modelação numérica, uma vez que os resultados se
aproximaram dos valores reais.