escavações subterrâneas - aula de tensões

8/8/2019 Escavaes Subterrneas - Aula de Tenses

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DEMIN/EM/UFOP

MIN 225Estabilidade de Escavaes

Subterrneas

Prof. Jos Margarida da Silva

Antnio Carvalho Filho5/03/2010


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Tenses - introduo

Macios rochosos: comportam-se comodescontnuos; meios anelsticos.

Mller (1963): reduo de at 1/30 naresistncia da rocha devido existnciade planos de fraqueza.


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Estado de tenses

O estado de tenses no interior de ummacio rochoso varia, geralmente, deponto a ponto: valor e direo dascomponentes principais que o definem.

macio virgem: no est submetidosomente a esforos verticais, mas a umsistema triaxial de tenses.

antes de ser escavado: tenses naturaisou tenses in situ.


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Tenses induzidas

Escavao: ocorre modificao no estado natural detenses, com redistribuio de tenses no maciocircunvizinho (tenses induzidas) .

Limite: arco de presso.

Ruptura: no caso geral, devida a esforos de flexo oude cisalhamento, porque a resistncia da rocha a estestipos de solicitao muito menor do que

compresso.


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Tenses em macios

Macio regular e homogneo: pode ser adaptado amodelo clssico da Mecnica de Rochas (fornece, pelomenos, o sentido e a ordem de grandeza dosfenmenos); o mais simples o modelo elstico.

Rocha no homognea: pode se tentar assimilar omacio rochoso a um outro modelo terico (plstico,elasto-plstico etc).

modelamento matemtico ou modelagem numrica.


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Regra de Heim

Heim, em 1912: macios rochosos seriamincapazes de suportar grandes diferenas detenses.

Associando-se aos efeitos de deformao

dependentes do tempo, levaria a um campo detenses naturais, onde as componentes verticale lateral tenderiam a se igualar(campo uniformede tenses), ao longo do tempo geolgico.

Hoek & Brown (1980): sugesto de Heim aplicvel a rochas incompetentes, como ocaso de carvo e evaporitos.


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Estimativa de tenses laterais

K = WH / Wp

Hoek & Brown: a pequenas profundidades, K extremamente varivel, freqentemente maior que 1.

medida que aumenta a profundidade, a variao de K menor e seu valor se aproxima de 1.

Maioria dos valores de K esto na ampla faixa:

(100/y ) + 0,3 < K < (1500/y ) + 0,5

y = profundidade


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Estimativa de tenses laterais

WH = K Wp

1< K


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Princpios fundamentaisda lavra subterrnea

Abandono de pilares

Enchimento

Abatimento controlado do teto


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desmonte comavano de aberturasparalelas,convenientementeespaadas,deixando-se poresdo minrio paraformar pilares, dedimenses e formasadequadas, que

limitam os vos dasaberturas epromovem asustentao do teto.


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medida que o materialtil vai sendo extrado, ovazio formado preenchido com outromaterial, de forma apromover a sustentao doteto. O desmonte da face integral, sendoacompanhada a distnciapelo enchimento. O teto nafrente de trabalho normalmente sustentado

com estruturasapropriadas para evitar aeventual queda de blocosmais ou menos soltos("chocos").


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com o avano da frente delavra, em vez de seprocessar a sustentaocom enchimento, provoca-se o seu desabamento, auma distncia controladada frente, dissipando-separte da energiaarmazenada no macio.Alm disto, a rochadesabada empola, o queinibe a propagao do

abatimento, a partir domomento em que osblocos comeam a exercerreaes apreciveis sobreo teto, favorecendo a suasustentao.


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Referncias

De la Vergne. Hard Rock Miners Handbook. 2003.

Goodman, R. E. 1980. Introduction to Rock Mechanics.John Wiley & Sons, pp. 221.

Hoek, E. & Brown, E. T. 1980. Underground Excavationsin Rock. pp.112 - 200.

Hoek et al. Support of Underground Excavations in Hard

Rock, cap. 10. 1995. Hudson e Harrison. Engineering Rock Mechanics.

Pergamon, p. 31-69. 2007. Obert, L. and Duvall, W. I 1967. Rock Mechanics and the

Design of Structures in Rock. New York. John Wiley and

Sons, 650 pp. Silveira, T. 1987. Tcnicas de Sustentao em MinasSubterrneas. UFOP.

Villaescusa e Potvin. Ground Support in Mining &Underground Construction.Balkema. 2004.

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