Análise de estabilidade e deformação de cavidades em evaporitos pelo método dos elementos finitos
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Data de Publicação: | 2015 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/17253 |
Resumo: | Este trabalho tem por objetivo simular numericamente via método dos elementos finitos a deformabilidade e estabilidade geomecânica de lavras subterrâneas em evaporitos, considerando cenários de galerias executadas pelo método de câmaras e pilares e de escavação para estocagem de gás natural. Os evaporitos são economicamente importantes por serem fontes de matéria-prima para a fabricação de diversos produtos. A silvita é o mineral mais explorado para a produção de potássio, pois a sua estrutura química de cloreto simples favorece o seu aproveitamento industrial. No Brasil, a produção de potássio é realizada pela CVRD (Companhia Vale do Rio Doce) na mina de Taquari-Vassouras, que está localizada em Sergipe. Foi utilizado o modelo constitutivo mecanismo duplo de deformação com ativação térmica. Para validação do modelo constitutivo foi comparado resultados de simulações com resultados de medições, reais, de convergência de deformação, de câmaras do Painel D1. Foi estudado a possibilidade de influxo de água no Painel I5 e apresentou-se uma modelagem de um pilar 3D. Foi simulado, ainda, queda de blocos laterais e uma câmara para estocagem de gás natural. Para reproduzir os efeitos do processo de formação de fraturas, apresenta-se a técnica de fragmentação, a qual usa os elementos de interface para reproduzi-las. Onde os elementos regulares têm comportamento assumidamente de fluência e o comportamento dos elementos da região de interface é regido por um modelo constitutivo inelástico capaz de simular os fenômenos envolvidos no processo de degradação do material até a formação da fratura, como o modelo de dano. Tanto o modelo de dano como o modelo mecanismo duplo de deformação, de fluência estacionária, encontram-se implementados no programa, in-house, de elementos finitos CODE_BRIGHT (COupled DEformation BRIne Gas and Heat Transport). As análises apresentaram resultados consistentes, possibilitando o conhecimento do comportamento de fluência das rochas salinas, e seus efeitos, como subsidência, influxo de água, formações de chocos. Além disso, as análises demonstraram a viabilidade da aplicação da técnica de fratura em projetos de Engenharia com a aplicação da metodologia proposta. |
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SILVA, Inaldo José Minervino dahttp://lattes.cnpq.br/2691137733899844http://lattes.cnpq.br/3821425977868488GUIMARÃES, Leonardo José do Nascimento2016-07-04T11:32:21Z2016-07-04T11:32:21Z2015-08-04https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/17253Este trabalho tem por objetivo simular numericamente via método dos elementos finitos a deformabilidade e estabilidade geomecânica de lavras subterrâneas em evaporitos, considerando cenários de galerias executadas pelo método de câmaras e pilares e de escavação para estocagem de gás natural. Os evaporitos são economicamente importantes por serem fontes de matéria-prima para a fabricação de diversos produtos. A silvita é o mineral mais explorado para a produção de potássio, pois a sua estrutura química de cloreto simples favorece o seu aproveitamento industrial. No Brasil, a produção de potássio é realizada pela CVRD (Companhia Vale do Rio Doce) na mina de Taquari-Vassouras, que está localizada em Sergipe. Foi utilizado o modelo constitutivo mecanismo duplo de deformação com ativação térmica. Para validação do modelo constitutivo foi comparado resultados de simulações com resultados de medições, reais, de convergência de deformação, de câmaras do Painel D1. Foi estudado a possibilidade de influxo de água no Painel I5 e apresentou-se uma modelagem de um pilar 3D. Foi simulado, ainda, queda de blocos laterais e uma câmara para estocagem de gás natural. Para reproduzir os efeitos do processo de formação de fraturas, apresenta-se a técnica de fragmentação, a qual usa os elementos de interface para reproduzi-las. Onde os elementos regulares têm comportamento assumidamente de fluência e o comportamento dos elementos da região de interface é regido por um modelo constitutivo inelástico capaz de simular os fenômenos envolvidos no processo de degradação do material até a formação da fratura, como o modelo de dano. Tanto o modelo de dano como o modelo mecanismo duplo de deformação, de fluência estacionária, encontram-se implementados no programa, in-house, de elementos finitos CODE_BRIGHT (COupled DEformation BRIne Gas and Heat Transport). As análises apresentaram resultados consistentes, possibilitando o conhecimento do comportamento de fluência das rochas salinas, e seus efeitos, como subsidência, influxo de água, formações de chocos. Além disso, as análises demonstraram a viabilidade da aplicação da técnica de fratura em projetos de Engenharia com a aplicação da metodologia proposta.CAPEsThis study aims to simulate numerically via the finite element method the deformability and geomechanical stability of underground mines in evaporites considering scenarios galleries performed by the method of room and pillar and digging for natural gas storage. The evaporites are economically important because they are sources of raw material for the manufacture of several products. The sylvite is the most explored mineral for potash production because its chemical structure simple chloride favors its industrial use. In Brazil, potash production is carried out by CVRD (Company Vale do Rio Doce) in the Taquari- Vassouras mine, which is located in Sergipe. We used the constitutive model dual mechanism of deformation with thermal activation. To validate the constitutive model was compared simulation results with measurement results, real, deformation convergence of the cameras of Panel D1. It studied the possibility of water inflow in Panel I5 and presented himself a modeling a pillar 3D. Was simulated also down side blocks and a camera for storage of natural gas. To reproduce the effects of the training process fractures, shows the fragmentation technique, which uses the interface elements to play them. Where regular elements have openly creep behavior and the behavior of the interface elements region is governed by an inelastic constitutive model able to simulate the phenomena involved in the material degradation process until the formation of the fracture, as the damage model. Any damage model as the model dual mechanism of deformation, creep stationary, are implemented in software, in-house finite element CODE_BRIGHT (Gas and Brine Deformation Coupled Heat Transport). The analysis showed consistent results, enabling the knowledge of the creep behavior of the salt rock, and its effects, as subsidence, water inflow and falling blocks. Furthermore, the analysis demonstrated the feasibility of applying the fracture technique in engineering projects with the application of the proposed methodology.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia CivilUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEvaporitoLavra subterrâneaElementos finitosFluênciaDanoEvaporitesUnderground minesFinite elementsCreepDamageAnálise de estabilidade e deformação de cavidades em evaporitos pelo método dos elementos finitosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALTESE_INALDO.pdfTESE_INALDO.pdfapplication/pdf12292650https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/17253/1/TESE_INALDO.pdf47271b94bc4307fa96add30491036a09MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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