Métodos Numéricos em Geotecnia

Código:

EC0120

Sigla:

MNGE

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Geotecnia

Ocorrência: 2018/2019 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Geotecnia
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Civil

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEC	4	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	5	-	5	52,5	133

Língua de trabalho

Português e inglês

Objetivos

JUSTIFICAÇÃO:
Os métodos numéricos têm vindo a desempenhar um papel cada vez mais importante em Geotecnia. Entre eles o Método dos Elementos Finitos (MEF) destaca-se pela sua versatilidade, sendo corrente na prática de projeto o recurso a programas comerciais nele baseados. Torna-se portanto indispensável por um lado explanar as bases teóricas do MEF e complementarmente desenvolver o sentido crítico na sua utilização em aplicações com relevância geotécnica.

OBJETIVOS:
Introdução à aplicação do MEF na análise de problemas geotécnicos. Apresentação dos fundamentos teóricos do MEF complementada com a utilização de um conjunto de programas comerciais, na solução de diversos problemas de natureza geotécnica.

Resultados de aprendizagem e competências

CONHECIMENTO
Definir os procedimentos do MEF na obtenção de um sistema de equações algébricas que fornece uma solução numérica aproximada para as equações diferenciais regentes do fenómeno físico em análise.

COMPREENSÃO
Identificar os aspetos algorítmicos fundamentais do MEF em diversas aplicações de índole geotécnica.

APLICAÇÃO
Demonstrar a capacidade de aplicar o MEF na solução de problemas geotécnicos.

ANÁLISE
Utilizar o MEF em estudos paramétricos para aferir o peso relativo de diversos fatores na qualidade/eficiência/segurança/custo da solução procurada.

SÍNTESE
Extrair da prospeção numérica pistas para a otimização da solução.

AVALIAÇÃO
Criticar os resultados obtidos pelo MEF com base no conhecimento dos fatores condicionantes da qualidade da solução.

COMPETÊNCIAS DE PROJETO EM ENGENHARIA
Adquirir um domínio do MEF que permita a sua eficiente utilização como ferramenta de projeto geotécnico nas UCs deste ramo que desenvolvem essa vertente.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

CONHECIMENTOS PRÉVIOS - Esta UC requer uma boa formação em Teoria das Estruturas 1 e 2 e em Mecânica dos Solos 1 e 2 , sendo também conveniente possuir bons conhecimentos de Computação.

Programa

Os métodos numéricos e a sua importância em Engenharia Geotécnica.
Aspetos gerais do método dos elementos finitos; campos de aplicação; formulações.
O MEF em problemas mecânicos. Elementos de barra, planos e tridimensionais. Elementos de viga. Elementos de junta. Elementos infinitos. O MEF em problemas material e/ou geometricamente não lineares. Questões de interesse geotécnico; análises em tensões totais ou tensões efetivas; estado de tensão inicial; faseamento construtivo; escavações; aterros; leis constitutivas; aplicações.
O MEF em problemas de percolação; formulação em termos do potencial e da função de corrente; percolação confinada e não confinada, em regime permanente e em regime transitório; aplicações.
O MEF em problemas de consolidação; aplicações.

Conteúdo Científico - 40%
Conteúdo Tecnológico - 60%

DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DOS CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS COM OS OBJETIVOS DA UNIDADE CURRICULAR:
Os métodos numéricos têm vindo a desempenhar um papel cada vez mais importante em Geotecnia. Entre eles o Método dos Elementos Finitos (MEF) destaca-se pela sua versatilidade, sendo corrente na prática de projeto o recurso a programas comerciais nele baseados. Torna-se portanto indispensável por um lado explanar as bases teóricas do MEF e complementarmente desenvolver o sentido crítico na sua utilização em aplicações com relevância geotécnica.

Bibliografia Obrigatória

David M. Potts and Lidija Zdravkovic; Finite element analysis in geotechnical engineering. ISBN: 0-7277-2753-2 (vol. 1)

Bibliografia Complementar

Ibánez de Navarra, Eugenio Onate; Calculo de estructuras por el metodo de elementos finitos
Zienkiewicz, O. C.; The finite element method. ISBN: 0750650494 (v. 1)

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

A apresentação teórica dos assuntos é complementada com a resolução de problemas usando programas comerciais de MEF.

Software

Plaxis
Phase2
Geo-Slope Office

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia civil > Geotecnia
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de simulação

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Participação presencial	100,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Elaboração de relatório/dissertação/tese	28,00
Estudo autónomo	14,00
Frequência das aulas	28,00
Total:	70,00

Obtenção de frequência

A obtenção de classificação final exige o cumprimento de assiduidade à unidade curricular, conforme estabelecido nas regras de avaliação do MIEC. Considera‐se que um estudante cumpre a assiduidade a uma unidade curricular se, tendo estado regularmente inscrito, não exceder o número limite de faltas correspondente a 25% de cada um dos tipos de aulas previstos.

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final é obtida pela média aritmética das classificações dos trabalhos propostos.

Observações

REGRAS ESPECIAIS PARA ESTUDANTES DA MOBILIDADE- As aulas são em Português. A bibliografia principal é em Português, Inglês e Espanhol. Os estudantes devem ser capazes de compreender Português e Inglês. Nos trabalhos os estudantes podem usar as seguintes línguas, em alternativa ao Português: Inglês, Francês, Espanhol e Italiano.

Tempo de trabalho estimado fora das aulas: 3 horas semanais.