[en] PHYSICAL AND NUMERICAL SIMULATION OF BOREHOLE STABILITY PROBLEMS - KAREN CAMILA RIBEIRO LOBATO (2017)
[pt] Esta dissertação apresenta resultados de simulação física e numérica do comportamento mecânico de cavidades circulares em meios contínuos. Na simulação numérica foi possível reproduzir o comportamento tensão-deformação registrado nos ensaios. O comportamento mecânico do contínuo foi abordado de duas formas: i) Teoria clássica e ii) Modelo generalizado de Cosserat. A segunda abordagem, por dispor de um grau de liberdade extra, permite a reprodução numérica de algumas feições observadas ao redor das cavidades circulares em testes de laboratório de maneira mais realística. A teoria clássica de contínuo foi associada somente ao modelo constitutivo de Mohr-Coulomb. Já para Cosserat, foram utilizados dois modelos constitutivos: Mohr-Coulomb e Bogdanova-Lippmann Modificado. A motivação para apresentar contínuo generalizado neste trabalho é que o mesmo inclui a parcela referente ao comportamento das partículas. Em todos os testes foram utilizadas amostras do arenito Botucatu, obtidas em São Paulo e Paraná. Para caracterização mecânica deste material foram realizados ensaios uniaxiais, triaxiais e brasileiros. Já a simulação física do comportamento de cavidades circulares foi analisada segundo duas geometrias: cúbica (com aplicação de estado de tensão biaxial) e cilíndrica (TWC – Thick Walled Cylinder). O acompanhamento da ruptura das cavidades cilíndricas foi feito de forma visual (amostras cúbicas) e com monitoramento tomográfico em tempo real (amostras cilíndricas). Com base na observação experimental da ruptura das cavidades cilíndricas e nas simulações numéricas considerando o contínuo clássico e de Cosserat, foi possível verificar que, ambas as abordagens possibilitaram a reprodução das feições observadas.