Desenvolvimento e previsão das condições geológicas e estruturais de maciços rochosos utilizando Interpolação Estatística e Método de Monte Carlo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Xavier, Bruna Catarino
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44141/tde-28062023-081718/
Resumo: O presente trabalho tem como meta discutir e apresentar uma otimização dos métodos utilizados na previsão das condições geológicas e geológico-estruturais em maciços rochosos. Para isso utilizou-se do levantamento geológico dos elementos secundários, como análises das informações provenientes de mapeamentos geológicos e das pesquisas disponíveis de trabalhos prévios de uma área de exemplo, incluindo materiais obtidos em mapeamento local e sondagens executadas. Após o levantamento e compilação dos dados, incialmente houve o preparo das informações geológicos-estruturais, para a aplicação do Método de Monte Carlo em medidas de estruturas geológicas (dip dipdirection), as quais foram transformadas em bases vetoriais e assim aplicado a simulação de Monte Carlo. O resultado dessa análise se mostrou satisfatório para simulação em medidas de foliação e fraturas em uma unidade geológica homogênea, ou seja, dados medidos em superfície podem ser simulados em profundidade para uma mesma unidade geológica. A interpolação geoestatística foi aplicada nas informações obtidas de sondagens para a construção do modelo geológico e geomecânico do maciço rochoso. Os parâmetros utilizados para a realização da interpolação geoestatística foram obtidos a partir da classificação geotécnica das sondagens realizadas na área do projeto. Os modelos resultantes foram satisfatórios, facilitando a visualização das condições geológicas e geomecânicas de camadas mais profundas, propiciando a obtenção de quatro modelos: um modelo litológico, outro de fraturamento, um padrão para os parâmetros de RDQ; e para a classificação RMR. Em uma etapa complementar, utilizando os conhecimentos fornecidos pelos modelos criados e as disposições das descontinuidades levantadas, procedeu-se as análises de estabilidade das paredes dos tuneis considerando, inicialmente, apenas o arranjo das descontinuidades e em seguida as tensões tectônicas atuantes no sistema geológico estrutural. Como resultado dessa simulação foi possível observar que o sistema de tensões compressivas favorece a estabilidade das cunhas formadas e o sistema de tensões distensivas se constitui em uma organização desfavorável a estabilidade das paredes dos túneis.
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Após o levantamento e compilação dos dados, incialmente houve o preparo das informações geológicos-estruturais, para a aplicação do Método de Monte Carlo em medidas de estruturas geológicas (dip dipdirection), as quais foram transformadas em bases vetoriais e assim aplicado a simulação de Monte Carlo. O resultado dessa análise se mostrou satisfatório para simulação em medidas de foliação e fraturas em uma unidade geológica homogênea, ou seja, dados medidos em superfície podem ser simulados em profundidade para uma mesma unidade geológica. A interpolação geoestatística foi aplicada nas informações obtidas de sondagens para a construção do modelo geológico e geomecânico do maciço rochoso. Os parâmetros utilizados para a realização da interpolação geoestatística foram obtidos a partir da classificação geotécnica das sondagens realizadas na área do projeto. Os modelos resultantes foram satisfatórios, facilitando a visualização das condições geológicas e geomecânicas de camadas mais profundas, propiciando a obtenção de quatro modelos: um modelo litológico, outro de fraturamento, um padrão para os parâmetros de RDQ; e para a classificação RMR. Em uma etapa complementar, utilizando os conhecimentos fornecidos pelos modelos criados e as disposições das descontinuidades levantadas, procedeu-se as análises de estabilidade das paredes dos tuneis considerando, inicialmente, apenas o arranjo das descontinuidades e em seguida as tensões tectônicas atuantes no sistema geológico estrutural. Como resultado dessa simulação foi possível observar que o sistema de tensões compressivas favorece a estabilidade das cunhas formadas e o sistema de tensões distensivas se constitui em uma organização desfavorável a estabilidade das paredes dos túneis.The thesis aims to discuss and present an optimization of the methods used in the prediction of geological and geological-structural conditions in rocky massifs. Available data from previous work, including information obtained from local mapping and drills performed in an area. Data were collected, compiled and prepared for the application of the Monte Carlo method where the measurements of geological structures (dip - dip direction) were transformed into vector data (director cosines) to be applied. The result of this analysis proved to be satisfactory for simulation in measurements of foliation and fractures in a homogeneous geological unit, this meaning that surface-measured data can be simulated in depth for the same geological unit. Geostatistical interpolation was applied using probing data aimed at the construction of the geological and geomechanical models for the rocky massif. The parameters used to perform the geostatistical interpolation were obtained from the geotechnical classification of the soundings carried out in the project area. The results were satisfactory, facilitating the visualization of the geological and geomechanical conditions of deeper layers. As results, four models were obtained: (i) a lithological pattern, (ii) a fracturing model, (iii) a standard for RDQ parameters, and (iv) an example for RMR classification. In a complementary step, using the information provided by the models created and the arrangement of the discontinuities, we simulated the stability analyzes of the tunnel walls, initially considering only the disposition of the discontinuities and, then tectonic stresses acting on the structural geological system. The results indicated that the compressive stress system favors the stability of the formed wedges and the distensive stress system is unfavorable to the stability of the tunnel walls.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPEgydio-Silva, MarcosXavier, Bruna Catarino2023-02-10info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44141/tde-28062023-081718/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2023-06-28T11:33:27Zoai:teses.usp.br:tde-28062023-081718Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212023-06-28T11:33:27Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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