RAUL SARRA PISTONE COBA, S.A. - SERVIÇO DE GEOTECNIA DIRECTOR
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- Rachel Faro Eger
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1 Explorações a Céu Aberto: Novos desenvolvimentos RAUL SARRA PISTONE COBA, S.A. - SERVIÇO DE GEOTECNIA DIRECTOR LISBOA, MARÇO DE 2011
2 EXPLORAÇÕES A CÉU ABERTO 1.ESTABILIDADE DE TALUDES 2.DIFICULDADES DE EXCAVAÇÃO 3.DUREZA DA ROCHA DESGASTE DAS FERRAMENTAS 4.PRESENÇA DE ÁGUA HIDROGEOLOGIA 5.MINIMIZAÇÃO DE IMPACTES
3 ESTABILIDADE DE TALUDES PARAMETROS CRITICOS ALTURA E INCLINAÇÃO DO TALUDE PRESENÇA DE FALHAS ÁGUA SUBTERRÂNEA E ESCOAMENTO SUPERFICIAL ACÇÃO SISMICA RESISTENCIA DO MACIÇO DEFORMABILIDADE DO MACIÇO DISTRIBUIÇÃO E ORIENTAÇÃO DAS DESCONTINUIDADES SEQUENÇA DE EXCAVAÇÃO E INSTALAÇÃO DO SUPORTE BLOCOS SOLTOS METODOS DE ANALISE EQUILIBRIO LIMITE SUPERFICIES GLOBAIS CIRCULARES FALHAS PLANAS CUNHAS DESLIZANTES TOPPLING TRAJECTORIAS DE BLOCOS TENSÃO-DEFORMAÇÃO CRITERIOS DE SEGURANÇA ACEPTAVEIS F.S. GLOBAIS : 1.3 (ESTRUTURAS TEMPORARIAS) 1.5 (DEFINITIVAS)
4 MACIÇO ROCHOSO DESCREVER - MACIÇO E DESCONTINUIDADES (ISRM, GSI) CLASSIFICAR (RMR, Q, SMR) PARAMETRIZAR ZONIFICAR MODELIZAR e CALCULAR EXECUTAR e AJUSTAR em OBRA
5 Maciço Rochoso
6 Maciço Rochoso ENTIDADE NATURAL COM CAPACIDADE PARA ARMAZENAR TENSÕES FORMADA POR ROCHA DESCONTINUIDADES - FLUIDOS
7 Maciço Rochoso
8 Maciço Rochoso COMPORTAMENTO ANISOTRÓPICO E HETEROGÉNEO SENSÍVEL AO EFEITO DE ESCALA
9 Descrição de Maciços Rochosos ESPACIAMIENTOS ENTRE DISCONTINUIDADES. ISRM 1978 INTERVALOS SIMBOLOGIA TERMINOS DESCRIPTIVOS (cm) > 200 F1 MUY ESPACIADA F2 ESPACIADA F3 MODERADA.6-20 F4 PRÓXIMAS < 6 F5 MUY PRÓXIMAS GRADO DE ALTERACIÓN. ISRM 1978 SÍMBOLO DESIGNACIÓN TERMINOS DESCRIPTIVOS W1 INALTERADO Sin alteración visible W2 POCO ALTERADO Alguna decoloración W3 ALTERACIÓN MEDIA Macizo alterado (< 50%) W4 MUY ALTERADO Macizo alterado (> 50%) W5 TOTALMENTE ALTERADO Macizo desintegrado en suelo
10 Descrição de Descontinuidades ORIENTAÇÃO ESPACIAL ESPAÇAMENTO PERSISTÊNCIA RUGOSIDADE RESISTÊNCIA DAS PAREDES ABERTURA ENCHIMENTO PRESENÇA DE ÁGUA FAMÍLIAS TAMANO DOS BLOCOS ISRM
11 Classificação Observar em modo semi-cuantitativo Ordenar a observação Correlacionar comparar elementos empíricos Fases preliminares de um projecto Melhorar o potencial de diagnose e prognose Em fases avançadas de projecto: consoante a maior quantidade de dados disponíveis, outros métodos mais precisos devem ser utilizados
12 Clasificación Clasificação de Maciços Rochosos (BIENIAWSKI) RMR = σ ci + RQD + ESP.DISC. + AGUA (BARTON, ET AL) Q = RQD/Jn. Jr/Ja. Jw/SRF (ROMANA, M) SMR = RMR + (F1. F2. F3) + F4
13 Classificação RQD% RQD % - Donald Deere RQD a partir de afloramentos: RQD = Jv Jv: soma das descontinuidades por unidade de comprimento. Não considerar fracturas produzidas por explosivos.
14 Classificação - Bieniawski, 1989
15 Classificação
16 Classificação
17 Classificação Barton, et al,
18 Classificação
19 Classificação
20 Classificação
21 Classificação
22 Classificação de Romana SMR = RMR + (F1. F2. F3) + F4
23 Classificação de Romana
24 GSI (Hoek, 2000) ZG1 ZG1 ZG2 ZG2 ZG3 ZG3
25 GSI GSI de maciços heterogéneos, como Flysch ( Marinos - Hoek, 2001)
26 GSI GSI de maciços heterogéneos, como Flysch ( Marinos - Hoek, 2001) FLYSCH ROJO DE METSOVITIKOS
27 Modelo Geológico-GeotécnicoGeotécnico MODELO GEOLÓGICO Características naturales del macizo en la escala, extensión y profundidad propias de cada obra 1. Litología del macizo: a. Petrología b. Grado de Alteración 2.Estructura del macizo: a. Sistema de discontinuidades i. Distribución espacial ii. Abertura iii. Rugosidad iv. Relleno b. Discontinuidades singulares i. Fallas ii. Zonas de cizalla c. Foliación, clivaje, esquistosidad 3.Permeabilidad
28 Modelo Geomecânico Deformabilidade Resistência
29 Modelo Geomecânico Deformabilidade Resistência
30 Deformabilidade de Maciços Rochosos
31 Deformabilidade de Maciços Rochosos - Anisotropia Sistemas de simetría nº de Coeficientes de la matriz de Deformabilidade Isótropo-Esférico 2 (E, ν) Cúbico 3 (E,ν, G) Transversal isótropo o axial 5 (2 E, 2ν, G) Tetragonal 6 (2 E, 2ν, 2 G) Ortotrópico 9 (3E, 3 ν, 3 G) Monoclínico-Triclínico (isotropía)
32 Deformabilidade de Maciços Rochosos * COMPRESÃO UNIAXIAL 1 * COMPRESÃO TRIAXIAL 3-5 * DILATÓMETRO NX (BHD) 10 * GRANDES MACACOS PLANOS (LFJ) 50 * CARGA COM PLACAS (PBT) 80 PRESURIZAÇÃO DE GALERIAS (OBERTI) 800
33 Explorações a Céu Aberto: Novos desenvolvimentos Deformabilidade de Maciços Rochosos Métodos geofísicos
34 Deformabilidade de Maciços Rochosos Métodos geofísicos Tomografía sísmica
35 Deformabilidade de Maciços Rochosos Deformabilidade de Descontinuidades Rigidez Tangencial e Normal
36 Deformabilidade de Maciços Rochosos FORMULAS EMPIRICAS Bieniawski (1978) Em (GPa) = 2 x RMR Serafim & Pereira (1983) Em (GPa) = 10 (RMR - 10)/40 Barton (1983) Emáx = 40 Log Q Emín = 10 Log Q Emedio = 25 Log Q Hoek (2000), para valores deσ c < 100 MPa: Em (GPa) = SQRT(σ ci / 100) 10 (GSI - 10)/40
37 Deformabilidade de Maciços Rochosos FORMULAS EMPIRICAS.
38 Deformabilidade de Maciços Rochosos FORMULAS EMPIRICAS
39 Resistência A RESISTÊNCIA DE UM MACIÇO ROCHOSO ATÉ PROFUNDIDADES MODERADAS ( m) DEPENDE ESSENCIALMENTE DAS DESCONTINUIDADES ATENÇÃO ÀS ESTRUTURAS DE GEOMETRIAS COMPLEXAS (CONCENTRAÇÃO DE TENSÕES) EM AMBIENTES FORTEMENTE TECTONIZADOS
40 Explorações a Céu Aberto: Novos desenvolvimentos Resistência DESCONTINUIDADES
41 Resistência RESISTÊNCIA DAS DESCONTINUIDADES
42 Resistência Influência das descontinuidades na resistência de um maciço rochoso
43 Resistência
44 Resistência
45 Resistência
46 Resistência CRITÊRIOS DE ROTURA
47 Resistência
48 Resistência
49 Resistência Barton (1973) i = JRC Log (JCS /σn) Tp =σn TAN (Фb +JRC Log (JCS /σn)) Фb ángulo de atrito básico para superficies planas inalteradas; JRC coeficiente de rugosidade; JCS resistência da parede da diaclasa.
50 Resistência Barton (1973) i = JRC Log (JCS /σn) Tp =σn TAN (Фb +JRC Log (JCS /σn)) Фb ángulo de atrito básico para superficies planas inalteradas; JRC coeficiente de rugosidade; JCS resistência da parede da diaclasa.
51 Resistência Descontinuidades em Rocha
52 Resistência INFLUÊNCIA DO ENCHIMENTO
53 Resistência EFEITO DE ESCALA
54 Resistência ENSAiOS IN LABO
55 Resistência ENSAiOS IN SITU
56 Resistência do Maciço Rochoso σ' 1 = σ' 3 + σ c (m b σ' 3 / σ c + s) a (Critério de Rotura Generalizado de Hoek Brown) σ' 1 = σ' 3 + σ ci (m i σ' 3 / σ ci ) 0.5 (Para rocha intacta)
57 Resistência do Maciço Rochoso σ' 1 = σ' 3 + σ c (m b σ' 3 / σ c + s) a (Critério de Rotura Generalizado de Hoek Brown) σ' 1 = σ' 3 + σ ci (m i σ' 3 / σ ci ) 0.5 (Para rocha intacta)
58 Resistência GSI: Geological Strength Index m b / m i = exp (GSI 100) 28 GSI > 25 s = exp (GSI 100) 9 a = 0.5 GSI < 25 s = 0 a = 0.65 GSI/200 (Hoek et al 1995)
59 Zonificação 2 problemas: 1. netamente geotécnico, escolha de parâmetros
60 Zonificação 2 problemas: 1. netamente geotécnico, escolha de parâmetros 2. estatístico: distribuição dos parâmetros e valores característicos.
61 Zonificação Los índices utilizados en la zonificación, en regla general, deben ser: 1. Simples, representativos y fácilmente verificables durante la construcción: a. Tipo litológico b. Grado de alteración c. Grado de fracturación
62 Zonificação Em saprolitos graníticos saturados
63 Zonificação Em maciço volcánico
64 Zonificación Maciço volcánico
65 Zonificação FOTO TAMUGA
66 Zonificação ZONAMENTO GEOTÉCNICO DO Cº TAMUGA MACIÇO GSI Φ c (º) (kpa) M - I M - II M - III M - VII Estrato a.superficial b.intermedio c.profundo d.firme M-IV M-V M-1 M-3 φ º - c (kpa) 35º- 0 45º º-40 55º- 500
67 Zonificação TAMUGA 3
68 MEGADESLIZAMENTOS
69 ZONAMENTO
70 Perfil geológico tipo e zonamento geotécnico
71 ZONAMENTO GEOTÉCNICO Zona ZG3: Horizonte superficial, con depósitos de vertente e solos residuais.. Profundidade entre 1 y 3 m Vl: < 900 m/s RQD%: Absorção de água: > 30 UL Zona ZG2B: Rocha muito fracturada e alterada Horizonte mais superficial Profundidade máxima: 10 m Vl: m/s Zona ZG2A: Horizonte inferior Vl: m/s RQD%: % Zona ZG1: Rocha de boa qualidade Vl: >3400 m/s RQD%: > 50%
72 Modelação da deformação progressiva do talude a partir de um mecanismo de toppling.
73 Bloco de rocha de ~10 tn
74 DYNAMIC BARRIERS The location of the dynamic barriers and assessment of the required energy absorption capacity was approached by analysis of blocks trajectories, resorting to numerical models. blocks trajectories location of the dynamic barriers
75 ANALISE CINEMÁTICA DE QUEDA DE BLOCOS
76 DESGASTE FROM:
77 Obrigado pela Atenção MARÇO 2011
78 Resistência
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