Determinação do estado de tensões em maciços portadores de rochas ornamentais.

• Ano de defesa: 2007
• Autor(a) principal: ALMEIDA, José Waldy de.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRN; PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE MINAS; UFCG
• Palavras-chave em Português: Estado de Tensões; Rochas Ornamentais; Mecânica das Rochas; Geotecnia; Determinação de Tensões - Metodologia; Modelo Numérico; Phase 2D; Tensões no Maciço; State of Tensions; Ornamental Rocks; Rock Mechanics; Geotechnics; Stress Determination - Methodology; Numerical Model; Tensions in the Massif; Engenharia de Minas
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10676

Este trabalho propõe uma metodologia para a determinação do estado de tensões em maciços portadores de rochas ornamentais, baseada em um método de alivio de superfície. Adota-se como referenda desse estudo uma pedreira granítica localizada em Pocinhos, cidade do estado da Paraíba, onde foram verificadas juntas de alivio decorrentes de tensões elevadas. Para a realização das medições, são sugeridas três aberturas constituídas por furos justapostos nas direções Norte-Sul, Leste-Oeste e Noroeste-Sudeste, distanciadas entre si em pelo menos cinco metros numa superfície sub-horizontal, com o objetivo de simplificar a interpretação e evitar interferências provocadas por aberturas naturais e artificiais. As medições devem ser realizadas antes e apos a escavação, as quais podem ser aferidas utilizando-se o extensômetro de fita, equipamento utilizado para medir o deslocamento, considerando uma precisão de aproximadamente 0,01 mm. Como essas tensões não podem ser medidas diretamente, e adotado um modelo numérico baseado no Phase 2D, no qual são atribuídas propriedades ao maciço rochoso (modulo de Young, coeficiente de Poisson, etc.). Nessa modelagem, são inferidas tensões horizontais com orientações distintas, através de um modelo em planta e outro em corte transversal, onde serão obtidos deslocamentos que serão comparados com as futuras medições in situ. A comparação entre valores inferidos (obtidos na modelagem numérica) e reais, nas três direções avaliadas, fornecera o tensor de tensões completo. Deve-se considerar que as tensões horizontais são os componentes mais importantes nesse estudo, por não haver peso de rocha sobrejacente em trabalhos superficiais, e considerando que em 65% a 70% dos casos, as tensões horizontais excedem a vertical, como também se sabe que já foram relatadas tensões horizontais de ate 20 MPa em trabalhos com ate 20 metros de profundidade. Na analise numérica o entalhe foi modelado considerando uma escavação de 0,04 m de espessura, 0,50 m de comprimento e 0,50 m de profundidade, simulando dimensões similares a apresentada na metodologia sugerida. Foram inferidas na modelagem a magnitude da tensão horizontal máxima de 10 MPa e as redões entre tensão horizontal máxima e minima de 1, 1,5 e 2. O modelo em planta considerou a variação angular da tensão horizontal máxima no piano horizontal, cujos ângulos adotados foram zero (orientação da tensão máxima perpendicular a abertura), 30°, 45° e 60°, no sentido anti-horário. Para ambos os modelos, considerou-se um modulo de Young de 50 GPa e um coeficiente de Poisson de 0,3. No modelo em corte transversal verificou-se que a variação da tensão horizontal minima, mantendo-se a máxima constante, não afeta o deslocamento total. No modelo em planta o maior deslocamento foi obtido para uma relação entre tensão horizontal máxima e minima de 2 e para um angulo zero entre a tensão horizontal máxima e a cavidade no piano horizontal; verificou-se que não houve modificação do valor de deslocamento com a mudança angular considerando as tensões máxima e minima iguais e que ocorreu, para as demais redões, diminuição progressiva desse valor com o aumento angular. Na analise de sensibilidade aos parâmetros utilizados na modelagem, para a qual foram adotadas diferentes propriedades do maciço e magnitudes das tensões inferidas, somente o valor do deslocamento resultante foi modificado, permanecendo as tendencias aqui descritas. Propõe-se a aplicação pratica dessa metodologia em trabalhos futuros, visando diagnosticar possíveis limitações, e novas propostas baseadas no método de alivio de furo de sonda, onde teoricamente as medições de tensão podem apresentar maior precisão nos resultados.