NUGEO - Núcleo de Geotecnia
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Item Perfilagem geofísica aplicada à determinação de parâmetros geomecânicos em maciços rochosos.(2017) Pereira, Wanderson Roberto; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Lana, Milene Sabino; Magalhães, Fábio SoaresA caracterização de maciços rochosos depende do emprego de métodos eficientes de determinação de parâmetros geomecânicos. Nesse contexto, a perfilagem geofísica constitui uma ferramenta abrangente e precisa, permitindo o mapeamento de descontinuidades, a determinação do RQD (Rock Quality Designation) e dos módulos elásticos in situ, com medidas tomadas diretamente no interior do maciço. Neste trabalho foram utilizadas as ferramentas de perfilagem geofísica gama natural para a definição de domínios litológicos, ferramenta gama-gama para a determinação das densidades, ferramenta OTV (Optical Televiewer) e ATV (Acoustic Televiewer) para o mapeamento de descontinuidades e ferramenta Full Wave Sonic para determinação das velocidades de propagação de ondas acústicas compressionais e cisalhantes no interior de cinco maciços rochosos. Foram mapeadas 17.438 descontinuidades, separadas em classes de acordo com sua abertura e condição de preenchimento, medidos 3.533,3 m de dados de densidade e 950,7 m de dados de velocidade de propagação de onda, cujos dados permitiram determinar módulos elásticos ao longo dos furos estudados. Foram feitos ensaios de compressão uniaxial para comparação com os dados obtidos de perfilagem geofísica, tendo o módulo de Young apresentado valores sistematicamente menores que os obtidos através dos ensaios de compressão uniaxial, os valores do módulo cisalhante apresentaram valores muito próximos aos obtidos nos ensaios, e o coeficiente de Poisson apresentou valores acima do obtido nos ensaios para intervalos de rocha fraturada e abaixo, mas muito próximo deste para intervalos compactos. A densidade apresentou valores entre 0,3 e 4,5 g/cm³, a velocidade de propagação de ondas compressionais variou entre 2.000 e 7.000 m/s, e as e velocidades de propagação de onda cisalhante, variou entre 1.000 e 3.000 m/s. O módulo de Young apresentou valor máximo de 62 GPa, o módulo cisalhante apresentou valor máximo de 68 GPa, e a razão de Poisson apresentou valor máximo de 0,46.Item Estudo dos efeitos de Cosserat (microestruturais) acoplados à poroelasticidade de Biot na estabilidade de aberturas circulares em rochas.(2016) Lopes, Diego Max Silva; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Silva, José Margarida da; Moraes, AndersonA mecânica dos meios contínuos generalizada, proposta pelos irmãos Cosserat & Cosserat (1909), considera que os pontos materiais possuem todos os graus de liberdade de um corpo rígido, ou seja, esses pontos além de sofrerem translações também sofrem rotações. Consequentemente aparece, na estática do meio, a relação entre tensões-momento e gradientes das rotações, que introduz implicitamente as dimensões e a forma das partículas nas relações constitutivas, o que permite contemplar efeitos de escala microestruturais no comportamento do meio. Por outro lado, Biot (1941) desenvolveu a sua conhecida teoria da poroelasticidade, que permite acoplar os efeitos de um fluxo interno de fluidos à resposta mecânica do sólido poroso. Na análise da estabilidade em poços e demais aberturas subterrâneas o modelo mais utilizado na prática é considerar-se a rocha como um sólido elástico, através da solução proposta por Kirsch em 1898. Alguns autores (p. ex., Alcure, 2013) têm pesquisado a importância de se considerar a poroelasticidade na definição da janela operacional de estabilidade do poço. Este trabalho propõe investigar a relevância dos efeitos de escala microestruturais em aberturas circulares em rochas, através da mecânica dos meios contínuos generalizada de Cosserat, tendo em vista a já constatada relevância dos efeitos poroelasticos sobre tais problemas. Pretende-se aqui, até onde é do nosso conhecimento, de maneira inédita, formular o acoplamento dos efeitos da poroelasticidade e os efeitos da mecânica dos meio contínuos generalizada de Cosserat na estabilidade mecânica de aberturas circulares em rochas. Uma solução analítica para o fator de concentração de tensão considerando o acoplamento dos efeitos microestruturais e poroelásticos foi obtida e os resultados demonstraram que ocorrem reduções significativas no fator de concentração de tensão, porém, menores que as reduções encontradas por Mindlin (1963) e Pal’mov (1964), a depender das propriedades hidromecânicas das rochas (se mais porosa, maior é o efeito em minorar a redução do fator e vice-versa).Item Aplicabilidade e limitações do método de convergência-confinamento em projetos de escavações subterrâneas.(2015) Silva, Bruno César Ribeiro da; Figueiredo, Rodrigo Peluci deO Método de Convergência-Confinamento (MCC) é um método simplificado que analisa analiticamente a interação rocha/suporte, usando a hipótese de simetria axial, o que proporciona um conhecimento simplificado do processo de interação rocha-suporte que ocorre em túneis de formato real e perto da face da escavação. A rigor, a análise do MCC é bidimensional, mas os resultados da análise podem ser aplicados aos problemas tridimensionais que surgem na face da escavação, Panet (1995). O presente trabalho vem contribuir para um melhor entendimento da Zona Plástica formada em torno das escavações subterrâneas, tanto para o formato Circular quanto para outros oito formatos ou seções de escavações diferentes, utilizados em obras civis, de mineração ou outras áreas afins, variando através de simulações numéricas a razão que há entre a tensão horizontal e a tensão vertical, K , e a profundidade, z. Tal análise irá verificar o comportamento da Zona Plástica em torno das escavações e a dispersão do Raio Plástico entre a solução analítica de Duncan Fama (1993) e as soluções computacionais realizadas através do software Phase2, versão 8.0 e o software RocSupport, versão 3.0, ambos da Rocscience Inc., para um maciço rochoso hipotético, considerado, relativamente, como brando.Item Determinação das propriedades mecânicas de maciços rochosos e/ou descontinuidades utilizando classificações geomecânicas – uma comparação entre os diversos métodos de classificação.(Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2012) Ávila, Cássio Ricardo de; Lana, Milene SabinoOs sistemas de classificações de maciços rochosos são boas ferramentas para avaliar e quantificar a qualidade de um maciço rochoso e auxiliar nos projetos de engenharia em rocha, como escavações, abertura de galerias e túneis, estabilidade de encostas, e diversas outras intervenções que têm como material a rocha. Os principais sistemas de classificação já desenvolvidos como a classificação geomecânica – RMR têm sua utilização difundida em todo o planeta, o que acaba por promover o desenvolvimento do próprio sistema de classificação e de outras ferramentas atreladas a ele, como o surgimento de fórmulas empíricas para a determinação de algumas propriedades mecânicas dos maciços rochosos. Dentro desse cenário, este trabalho busca utilizar três sistemas de classificação, o RMR, o sistema-Q e o RMi, para classificar dois maciços rochosos de diferentes litologias. Um maciço de gnaisse, uma rocha competente quando fresca, e outro composto por rocha metassedimentar medianamente decomposta, e por isso menos competente, o filito. Os resultados dessas classificações além de sugerir uma série de procedimentos de engenharia, também podem ser utilizados para calcular algumas propriedades mecânicas dos maciços rochosos através de fórmulas empíricas desenvolvidas por alguns autores, baseadas muitas vezes, na correlação de um grande número de estudos práticos advindos da utilização dessas classificações. Baseado nesse estudo, busca-se entender as várias relações entre as classificações de maciços rochosos e suas propriedades mecânicas, assim como conclusões a cerca da utilização de determinadas equações e métodos envolvidos nesses processos.