Avaliação de estabilidade de escavações em meios descontínuos, a partir de testemunhos de sondagem da mina subterrânea de Vazante/MG.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Figueiredo, Lucas Torrent
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFOP
Texto Completo: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/6992
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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Usualmente, as duas análises são feitas separadamente e os dois métodos se complementam parcialmente, pois a compreensão das interações entre deformações elasto-plásticas do material e a resistência mecânica das descontinuidades não é possível. Por isso, ao longo dos últimos anos, houve uma grande evolução de programas de computador que possam analisar o comportamento mecânico dos maciços rochosos como um todo, tornando possível uma avaliação das interações entre rocha e descontinuidades. Este trabalho apresenta um estudo de caso desenvolvido na Mina Subterrânea de Vazante, em Minas Gerais, onde foram feitos estudos de estabilidade de escavações projetadas em meios descontínuos, por meio de testemunhos de sondagem, ensaios de laboratório e dados levantados in-situ. Os maciços rochosos da região estão relacionados a rochas sedimentares da Formação Vazante, cortadas por Sistemas de Falhas Geológicas, dentre elas a Falha Vazante, onde é encontrado o minério de zinco. Nesse contexto, onde as galerias e realces de lavra são escavados em meios descontínuos, são comuns eventos de rupturas ocasionados pela presença de descontinuidades. O primeiro passo para que se tornasse possível a análise descontínua do maciço rochoso, foi o levantamento das orientações espaciais, arranjo geométrico e características mecânicas das descontinuidades interceptadas nas sondagens rotativas. A orientação espacial se deu através de camadas guia, ou seja, descontinuidades cujas a direção de mergulho e inclinação são conhecidas e pouco variáveis. Já as características mecânicas foram obtidas por correlação com o grau de rugosidade, além da natureza e grau de alteração do material de preenchimento das descontinuidades. Aliando os dados de caracterização das descontinuidades, dados prévios, e a descrição geológica e geotécnica do maciço rochoso como um todo, tornou-se possível o seu modelamento geológico-geotécnico. A partir daí, foram feitas análises por elementos finitos, em meios descontínuos, nas escavações projetadas nos perfis 13225 e 13300, entre os níveis 210 e 345 da mina. Para efeito de comparação e complementação, foram feitas análises cinemáticas de cunhas, assim como análises por elementos finitos em meios contínuos equivalentes. Com base nesses estudos, e nas práticas atualmente adotadas na Mina de Vazante, foram sugeridos sistemas de reforço. Os resultados mostram que a resposta geomecânica dos maciços rochosos, perante os esforços induzidos pelas escavações, é distinta comparando os modelos contínuos com os modelos descontínuos. De forma geral, os modelos contínuos tendem a ser mais conservadores e com zonas de deformação mais amplas, enquanto os modelos descontínuos conseguem mostrar, com mais detalhes, onde ocorrem os desplacamentos, e qual a influência das famílias de descontinuidades na estabilidade das escavações.Currently, the majority of studies related to underground excavation stability are comprised of elastic-plastic behavior analyses of rock masses, and kinematic analyses of wedges and blocks on the excavation wall. Usually, the analyses are carried out separately, and the two methods partially complement one another, since the interactions between elastic-plastic material deformations and the mechanical resistance of joints, are not possible. Therefore, over the past years, there has been increased development in softwares that have the capacity to analyze the mechanical behavior of rock masses on the whole, making it possible to evaluate the interactions between rocks and discontinuities. The present research is a case study, developed in The Vazante Underground Zinc Mine, in the state of Minas Gerais, Brazil, where excavation stability studies in discontinuous masses were carried out using drilling cores, and laboratory and field tests.The local rock masses are related to the sedimentary rocks of the VazanteGroup, and Geological Faults, including Vazante Fault, where the zinc ore is found. In this environment, where galleries and stopes are excavated in discontinuous masses, collapses related to discontinuities are very common. The first step to make the discontinuous analysis possible was the collecting of spacial orientation, geometric arrangement and mechanical characteristics of the joints, crossed by the drillholes. The spacial orientations were made through guide layers, or discontinuities,in which the dip and dip directions are well-known, and do not vary too much. Furthermore, the geotechnical characteristic of the joints was identified by the roughness, the nature and the degree of alteration of the joint fillings. Combining the joints characterization analysis, previous data and the geological-geotechnical drillhole core description of the rock mass, the geological and geotechnical modelling became possible. Thenceforth, finite element analysis was done by means, in the designed excavations of the side views 13225 and 13300, between the levels 210 and 345. Kinematics analysis of wedges and finite elements analysis, in equivalent continuous means, were carried out to compare and complement the results. Based on those studies and the current practices adopted by the Vazante Mine, reinforcement systems were suggested. The results show that the geomechanical response of the rock masses towards the local stress induced in the excavations is different, comparing discontinuous and continuous analysis.Overall, the continuous models tend to be more conservative, with more wide deformation zones, whereas the discontinuous models can show, with more details, where the planar collapses will take place, and the influence of the joint families on the stability of the excavations.Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 26/09/2016 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessMinas e mineraçãoLavra subterrâneaAvaliação de estabilidade de escavações em meios descontínuos, a partir de testemunhos de sondagem da mina subterrânea de Vazante/MG.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8924http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/6992/2/license.txt62604f8d955274beb56c80ce1ee5dcaeMD52ORIGINALDISSERTAÇÃO_AvaliaçãoEstabilidadeEscavações.pdfDISSERTAÇÃO_AvaliaçãoEstabilidadeEscavações.pdfapplication/pdf17437676http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/6992/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O_Avalia%c3%a7%c3%a3oEstabilidadeEscava%c3%a7%c3%b5es.pdf462810c31ce798f73817832b31222215MD51123456789/69922019-10-14 10:59:46.835oai:localhost:123456789/6992RGVjbGFyYcOnw6NvIGRlIGRpc3RyaWJ1acOnw6NvIG7Do28tZXhjbHVzaXZhCgpPIHJlZmVyaWRvIGF1dG9yOgoKYSlEZWNsYXJhIHF1ZSBvIGRvY3VtZW50byBlbnRyZWd1ZSDDqSBzZXUgdHJhYmFsaG8gb3JpZ2luYWwgZSBxdWUgZGV0w6ltIG8gZGlyZWl0byBkZSBjb25jZWRlciBvcyBkaXJlaXRvcyBjb250aWRvcyBuZXN0YSBsaWNlbsOnYS4gRGVjbGFyYSB0YW1iw6ltIHF1ZSBhIGVudHJlZ2EgZG8gZG9jdW1lbnRvIG7Do28gaW5mcmluZ2UsIHRhbnRvIHF1YW50byBsaGUgw6kgcG9zc8OtdmVsIHNhYmVyLCBvcyBkaXJlaXRvcyBkZSBxdWFscXVlciBwZXNzb2Egb3UgZW50aWRhZGUuCgpiKVNlIG8gZG9jdW1lbnRvIGVudHJlZ3VlIGNvbnTDqW0gbWF0ZXJpYWwgZG8gcXVhbCBuw6NvIGRldMOpbSBvcyBkaXJlaXRvcyBkZSBhdXRvciwgZGVjbGFyYSBxdWUgb2J0ZXZlIGF1dG9yaXphw6fDo28gZG8gZGV0ZW50b3IgZG9zIGRpcmVpdG9zIGRlIGF1dG9yIHBhcmEgY29uY2VkZXIgw6AgVW5pdmVyc2lkYWRlIEZlZGVyYWwgZGUgT3VybyBQcmV0by9VRk9QIG9zIGRpcmVpdG9zIHJlcXVlcmlkb3MgcG9yIGVzdGEgbGljZW7Dp2EgZSBxdWUgZXNzZSBtYXRlcmlhbCwgY3Vqb3MgZGlyZWl0b3Mgc8OjbyBkZSB0ZXJjZWlyb3MsIGVzdMOhIGNsYXJhbWVudGUgaWRlbnRpZmljYWRvIGUgcmVjb25oZWNpZG8gbm8gdGV4dG8gb3UgY29udGXDumRvcyBkbyBkb2N1bWVudG8gZW50cmVndWUuCgpjKVNlIG8gZG9jdW1lbnRvIGVudHJlZ3VlIMOpIGJhc2VhZG8gZW0gdHJhYmFsaG8gZmluYW5jaWFkbyBvdSBhcG9pYWRvIHBvciBvdXRyYSBpbnN0aXR1acOnw6NvIHF1ZSBuw6NvIGEgVUZPUCwgZGVjbGFyYSBxdWUgY3VtcHJpdSBxdWFpc3F1ZXIgb2JyaWdhw6fDtWVzIGV4aWdpZGFzIHBlbG8gY29udHJhdG8gb3UgYWNvcmRvLgoKRepositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332019-10-14T14:59:46Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
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