Tese de doutoramento. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Laboratório Nacional de Engenharia Civil. 2010

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8992_1.pdf: 4711278 bytes, checksum: 7ead1b1121c3315da968b251aca4a78b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2012 / As vibrações no terreno (e/ou maciço rochoso) causadas pelas detonações com uso de explosivos nas operações unitárias de desmonte de rochas; seja para mineração, seja para obras civis, são objetos de preocupação quanto aos danos estruturais que possam causar. As vibrações de baixa freqüência com elevada velocidade de pico de partícula apresentam grande risco e devem ser levadas em consideração. Para tanto, visando a predição dos riscos e controle das vibrações, a Lei de Atenuação é capaz de prever níveis de vibração seguros com base em dados de campo monitoramento sismográfico -. O presente trabalho se baseia na análise de Planos de Fogo e medições sismográficas para a obtenção de parâmetros físicos para a elaboração da Lei de Atenuação (específica ao caso de estudo) que relacione de forma satisfatória os valores de cargas máximas por espera, distância dos pontos de detonação às estruturas que devem ser preservadas e a velocidade de pico de partícula atingida em função da detonação de explosivos. A referida lei será ferramenta útil para a comparação, correção e redimensionamento dos Planos de Fogo executados das obras de escavação da Arena Pernambuco, localizada no município de São Lourenço da Mata, Região Metropolitana de Recife/PE

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-10T18:22:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Avaliação da carga máxima por espera através de lei de atenuação visando à minimização de danos d.pdf: 4807451 bytes, checksum: f93730cadc150607f18850ce4d7fcb05 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-10T18:22:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Avaliação da carga máxima por espera através de lei de atenuação visando à minimização de danos d.pdf: 4807451 bytes, checksum: f93730cadc150607f18850ce4d7fcb05 (MD5) Previous issue date: 2012-01-16 / PROPESQ, CAPES / As vibrações no terreno (e/ou maciço rochoso) causadas pelas detonações com uso de explosivos nas operações unitárias de desmonte de rochas; seja para mineração, seja para obras civis, são objetos de preocupação quanto aos danos estruturais que possam causar. As vibrações de baixa freqüência com elevada velocidade de pico de partícula apresentam grande risco e devem ser levadas em consideração. Para tanto, visando a predição dos riscos e controle das vibrações, a Lei de Atenuação é capaz de prever níveis de vibração seguros com base em dados de campo – monitoramento sismográfico -. O presente trabalho se baseia na análise de Planos de Fogo e medições sismográficas para a obtenção de parâmetros físicos para a elaboração da Lei de Atenuação (específica ao caso de estudo) que relacione de forma satisfatória os valores de cargas máximas por espera, distância dos pontos de detonação às estruturas que devem ser preservadas e a velocidade de pico de partícula atingida em função da detonação de explosivos. A referida lei será ferramenta útil para a comparação, correção e redimensionamento dos Planos de Fogo executados das obras de escavação da Arena Pernambuco, localizada no município de São Lourenço da Mata, Região Metropolitana de Recife/PE.

Esta pesquisa apresenta o projeto, construção e testes, tanto de laboratório como de campo de um sismógrafo de engenharia para o monitoramento dos níveis de vibração e pressão acústica, resultantes do processo de desmonte de rocha utilizando explosivos. Desenvolveram-se filtros e amplificadores com características que atendam às especificações impostas pelo guia intitulado \"ISEE Performance Specifications for Blasting Seismographs\" (ISEE, 2011), bem como, foram utilizados sensores (geofones e microfone) desenvolvidos e fabricados por terceiros, mas que atendam às características impostas pelo guia. A interconexão entre a etapa analógica com a digital foi realizada através da utilização de módulos de conversão A/D com tecnologia Sigma-Delta e resolução de 24-bits. Todas as etapas de aquisição, processamento e armazenamento de dados são controladas através de um microcontrolador ARM Cortex-M de 32-bits, o qual provê os mais diversos e modernos periféricos. Os testes de laboratório demonstraram a eficácia dos circuitos analógicos, pois apresentaram resposta plana na banda de passagem, onde os filtros passa-baixa, do tipo Butterworth, proporcionaram uma atenuação de 36 dB/oitava a partir da frequência de corte de 500 Hz, enquanto os filtros passa-alta, do tipo passivo, proporcionaram uma atenuação de 6 dB/oitava abaixo da frequência de corte de 2 Hz. Os testes de operação confirmaram a fácil e rápida operação do conjunto sismográfico, enquanto os testes de campo demonstraram a praticidade de sua operação e confiabilidade e coerência dos resultados. Concluiu-se que o sistema é exequível, atendendo às necessidades de monitoramento de um processo de desmonte de rochas utilizando explosivos a um preço relativamente baixo, abrindo a possibilidade de utilizá-lo em monitoramentos permanentes em situações onde isto seja necessário. / This research presents the design, construction and laboratory and field testing of an engineering seismograph for monitoring vibration and acoustic pressure levels during rock blasting. Filters and amplifiers with characteristics that meet the specifications of ISEE Performance Specifications for Blasting Seismographs (ISEE, 2011) have been developed. Third part sensors (geophones and microphones) were selected to attend the characteristics suggested by the guide. The interconnection between the analog and the digital stages was accomplished with A/D conversion modules with Sigma- Delta technology and 24-bit resolution. All data acquisition, processing and storage steps are controlled by a 32-bit ARM Cortex-M microcontroller, which provides several and modern peripherals. Laboratory tests confirmed the effectiveness of the analog circuits that presented flat response between 2 and 500Hz. The low-pass filters developed are type Butterworth with an attenuation factor of 36 dB/octave for frequencies above 500 Hz. The high-pass filters are of passive type with rejection factor of 6 dB/octave below 2 Hz. The operation of the system presented to be easy and fast. Field tests demonstrated its friendliness and the results showed to be consistent. It was concluded that the system is feasible and applicable to monitor rock-blasting process. Its relatively low price opens up the possibility of using it for permanent monitoring in situations where this might be necessary.

Pedreiras que sofreram uma extração precária ou sem planejamento no passado, apresentam, atualmente, áreas de riscos operacionais ligadas, sobretudo, à geotecnia dos taludes. Desmontes esculturais são aplicados na indústria mineral visando a melhorias nas questões ambientais e geotécnicas. O objetivo deste trabalho foi aplicar técnicas de desmontes esculturais para solucionar problemas na segurança operacional, os quais são relacionados diretamente com a instabilidade das bancadas. Além disso, identificar a relação da qualidade do maciço rochoso no resultado do desmonte e a viabilidade desse projeto nas questões técnicas e econômicas. Os desmontes experimentais foram aplicados em uma mina de calcário da Região Metropolitana da cidade de São Paulo, modificando a geometria do plano de fogo e o carregamento dos furos. O desempenho dos experimentos foi medido a partir de indicadores de performance, os quais serão relacionados com um mapa de distribuição do RQD da parede da bancada, construído a partir de um mapeamento geomecânico. A viabilidade do projeto foi dimensionada a partir de parâmetros operacionais, de segurança e econômico. As análises mostraram que as regiões que apresentaram o maior valor de RDQ tiveram o melhor resultado no desmonte, comprovando, assim, a influência da qualidade do maciço na qualidade do desmonte. Apesar de o desmonte escultural aumentar o custo anual do empreendimento, os impactos positivos gerados na segurança e na operação são significativos: redução no volume de matacos e na geração de blocos soltos na parede da bancada, menor tempo de carregamento dos caminhões e queda do efeito backbreak. Os resultados dos experimentos também mostram que a aplicação do desmonte escultural pode ser uma solução aos problemas nas áreas de riscos do empreendimento. Com isso, há um aumento na vida útil da cava e o incremento no custo torna-se um investimento no negócio, tornando o projeto viável. / Precarious material extraction or unplanned exploitation of quarries in the past resulted today in many operational problems of entire zones of those sites, mainly because of slopes instability. Contour blasting is applied in mining industry to respond to environmental and geotechnical-related issues. The objective of this work is thus to apply contour blasting techniques to solve problems related to operational safety, which are directly related to slopes instability. The strong impact of rock mass quality on the results of blasting as well as on technical and economic sustainability of the project is also stressed out in this study. Blasting experiments were performed in a calcareous mine in the metropolitan region of São Paulo (Brazil). Parameters such as blasting pattern and hole loading have been modified. The efficiency of those tests was then measured with key performance indicators and compared to the distribution of RQD values at the surface of the slope, which was mapped thanks to a preliminary geomechanical study. The assessment of project sustainability was based on operational, safety and economic parameters. The analysis of the results showed that regions with a higher RQD presented a better blasting efficiency, which proved the importance of the rock mass quality on the blasting quality. In spite of representing a higher annual cost than regular blasting techniques, contour blasting has a significant positive impact on safety and operations: reduction in volume of over rock blocks, decreasing number of loose blocks at the surface of the slope, decreasing duration of truck loading and less backbreak effect. The experimental results thus showed that the application of contour blasting can be a solution in risk-exposed areas of a quarry as it enables to increase the operating life of the site, which turns the higher cost of contour blasting into a durable investment and improves the sustainability of the project.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-11-26Bitstream added on 2014-06-13T18:54:17Z : No. of bitstreams: 1 dalloraneto_c_me_rcla.pdf: 713415 bytes, checksum: e2671bdbe246c690e0cc544b12992afc (MD5) / Neste estudo foi realizado o monitoramento das vibrações geradas por explosivos em uma lavra de calcário e argilito localizada no município de Limeira (SP), com o objetivo de desenvolver equação probabilística de atenuação de vibração e verificação da existência de variação nos níveis de vibração gerados pelo desmonte em diferentes níveis litológicos e estratigráficos. Os registros da velocidade de vibração de partícula e sua freqüência foram medidos utilizando-se sismógrafos de engenharia, concentrando-se em área localizada a 300 metros a sudoeste do empreendimento mineiro, no Bairro Belinha Ometto. Os trabalhos foram realizados em duas etapas, na primeira foi gerada uma equação probabilística que foi utilizada pela empresa e reduziu os incômodos causados à população pelas operações de detonação. Os valores obtidos na etapa seguinte indicam ser o principal fator na dispersão das velocidades de partícula os desvios nos tempos nominais de retardo dos acessórios de detonação utilizados, tendo como imprópria a elaboração de planos de fogo que contemplem intervalos de tempo nominais entre a detonação de minas ou grupo de minas menores que 25 milisegundos quando da utilização de acessórios de iniciação da coluna de explosivos dotados de tempo de retardo superior a 200 milisegundos. / This study performs a ground vibrations monitoring generated by blasting in a calcareous and clay quarry at Limeira city (SP). The main objective is develop a ground vibration attenuation probabilistic equation and verify the existence of vibration levels variation due to the blasting in different lithological and stratigraphical quarry levels. Peak particle registrations and frequency were mesured through engineering seismographs in an area named Bairro Belinha Ometto located 300 meters southwest from the mining site. The data acquisition had been carried through two stages, the first a probabilistic equation used for the company was applied and it reduced the local population disturbs caused by the blasting procedures operations. In the next stage, the obtained values indicate that the deviation in the nominal time delay derived from blasting accessories are the main factor in the dispersion of the resultant particle being therefore improper blasting plans applied in a quarry or a group of them projected with nominal intervals lesser than 25 miliseconds by using in the initiation an explosives column accessories endowed with a delay time superior than 200 miliseconds.

Esta pesquisa apresenta o projeto, construção e testes, tanto de laboratório como de campo de um sismógrafo de engenharia para o monitoramento dos níveis de vibração e pressão acústica, resultantes do processo de desmonte de rocha utilizando explosivos. Desenvolveram-se filtros e amplificadores com características que atendam às especificações impostas pelo guia intitulado \"ISEE Performance Specifications for Blasting Seismographs\" (ISEE, 2011), bem como, foram utilizados sensores (geofones e microfone) desenvolvidos e fabricados por terceiros, mas que atendam às características impostas pelo guia. A interconexão entre a etapa analógica com a digital foi realizada através da utilização de módulos de conversão A/D com tecnologia Sigma-Delta e resolução de 24-bits. Todas as etapas de aquisição, processamento e armazenamento de dados são controladas através de um microcontrolador ARM Cortex-M de 32-bits, o qual provê os mais diversos e modernos periféricos. Os testes de laboratório demonstraram a eficácia dos circuitos analógicos, pois apresentaram resposta plana na banda de passagem, onde os filtros passa-baixa, do tipo Butterworth, proporcionaram uma atenuação de 36 dB/oitava a partir da frequência de corte de 500 Hz, enquanto os filtros passa-alta, do tipo passivo, proporcionaram uma atenuação de 6 dB/oitava abaixo da frequência de corte de 2 Hz. Os testes de operação confirmaram a fácil e rápida operação do conjunto sismográfico, enquanto os testes de campo demonstraram a praticidade de sua operação e confiabilidade e coerência dos resultados. Concluiu-se que o sistema é exequível, atendendo às necessidades de monitoramento de um processo de desmonte de rochas utilizando explosivos a um preço relativamente baixo, abrindo a possibilidade de utilizá-lo em monitoramentos permanentes em situações onde isto seja necessário. / This research presents the design, construction and laboratory and field testing of an engineering seismograph for monitoring vibration and acoustic pressure levels during rock blasting. Filters and amplifiers with characteristics that meet the specifications of ISEE Performance Specifications for Blasting Seismographs (ISEE, 2011) have been developed. Third part sensors (geophones and microphones) were selected to attend the characteristics suggested by the guide. The interconnection between the analog and the digital stages was accomplished with A/D conversion modules with Sigma- Delta technology and 24-bit resolution. All data acquisition, processing and storage steps are controlled by a 32-bit ARM Cortex-M microcontroller, which provides several and modern peripherals. Laboratory tests confirmed the effectiveness of the analog circuits that presented flat response between 2 and 500Hz. The low-pass filters developed are type Butterworth with an attenuation factor of 36 dB/octave for frequencies above 500 Hz. The high-pass filters are of passive type with rejection factor of 6 dB/octave below 2 Hz. The operation of the system presented to be easy and fast. Field tests demonstrated its friendliness and the results showed to be consistent. It was concluded that the system is feasible and applicable to monitor rock-blasting process. Its relatively low price opens up the possibility of using it for permanent monitoring in situations where this might be necessary.

Pedreiras que sofreram uma extração precária ou sem planejamento no passado, apresentam, atualmente, áreas de riscos operacionais ligadas, sobretudo, à geotecnia dos taludes. Desmontes esculturais são aplicados na indústria mineral visando a melhorias nas questões ambientais e geotécnicas. O objetivo deste trabalho foi aplicar técnicas de desmontes esculturais para solucionar problemas na segurança operacional, os quais são relacionados diretamente com a instabilidade das bancadas. Além disso, identificar a relação da qualidade do maciço rochoso no resultado do desmonte e a viabilidade desse projeto nas questões técnicas e econômicas. Os desmontes experimentais foram aplicados em uma mina de calcário da Região Metropolitana da cidade de São Paulo, modificando a geometria do plano de fogo e o carregamento dos furos. O desempenho dos experimentos foi medido a partir de indicadores de performance, os quais serão relacionados com um mapa de distribuição do RQD da parede da bancada, construído a partir de um mapeamento geomecânico. A viabilidade do projeto foi dimensionada a partir de parâmetros operacionais, de segurança e econômico. As análises mostraram que as regiões que apresentaram o maior valor de RDQ tiveram o melhor resultado no desmonte, comprovando, assim, a influência da qualidade do maciço na qualidade do desmonte. Apesar de o desmonte escultural aumentar o custo anual do empreendimento, os impactos positivos gerados na segurança e na operação são significativos: redução no volume de matacos e na geração de blocos soltos na parede da bancada, menor tempo de carregamento dos caminhões e queda do efeito backbreak. Os resultados dos experimentos também mostram que a aplicação do desmonte escultural pode ser uma solução aos problemas nas áreas de riscos do empreendimento. Com isso, há um aumento na vida útil da cava e o incremento no custo torna-se um investimento no negócio, tornando o projeto viável. / Precarious material extraction or unplanned exploitation of quarries in the past resulted today in many operational problems of entire zones of those sites, mainly because of slopes instability. Contour blasting is applied in mining industry to respond to environmental and geotechnical-related issues. The objective of this work is thus to apply contour blasting techniques to solve problems related to operational safety, which are directly related to slopes instability. The strong impact of rock mass quality on the results of blasting as well as on technical and economic sustainability of the project is also stressed out in this study. Blasting experiments were performed in a calcareous mine in the metropolitan region of São Paulo (Brazil). Parameters such as blasting pattern and hole loading have been modified. The efficiency of those tests was then measured with key performance indicators and compared to the distribution of RQD values at the surface of the slope, which was mapped thanks to a preliminary geomechanical study. The assessment of project sustainability was based on operational, safety and economic parameters. The analysis of the results showed that regions with a higher RQD presented a better blasting efficiency, which proved the importance of the rock mass quality on the blasting quality. In spite of representing a higher annual cost than regular blasting techniques, contour blasting has a significant positive impact on safety and operations: reduction in volume of over rock blocks, decreasing number of loose blocks at the surface of the slope, decreasing duration of truck loading and less backbreak effect. The experimental results thus showed that the application of contour blasting can be a solution in risk-exposed areas of a quarry as it enables to increase the operating life of the site, which turns the higher cost of contour blasting into a durable investment and improves the sustainability of the project.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-09-24T13:22:31Z No. of bitstreams: 1 ANTONO AUGUSTO PEREIRA DE SOUSA - TESE (PPGEP) 2007.pdf: 1426545 bytes, checksum: 83eb8c3bb345a67ce10d7dedea6c4ace (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-24T13:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANTONO AUGUSTO PEREIRA DE SOUSA - TESE (PPGEP) 2007.pdf: 1426545 bytes, checksum: 83eb8c3bb345a67ce10d7dedea6c4ace (MD5) Previous issue date: 2007-09-14 / O Brasil têm participação significativa no mercado mundial de rochas ornamentais e o Nordeste vem se destacando como uma região de granitos exclusivos e de grande aceitação no mercado externo, especialmente, no fornecimento de blocos. O emprego de argamassa expansiva para desmonte de rochas ornamentais, vem sendo um dos métodos mais procurados pelas indústrias extrativas, por suas inúmeras vantagens, ante os outros métodos para lavra. Entretanto, os aspectos econômicos inibem o incremento do uso de argamassa expansiva no Brasil, devido ao elevado custo, por se tratar de um produto importado. O objetivo deste trabalho é estudar algumas matérias-primas de origem nacional, especialmente, minerais não-metálicos do nordeste brasileiro, visando à obtenção de argamassa expansiva. Para desenvolvimento deste trabalho foram realizados ensaios de caracterização como fluorescência de raios-X (FRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX), granulometria a laser e análises térmicas (ATD e ATG) e propriedade tecnológica da pressão de expansão das argamassas comerciais para utilizá-las como padrão, em seguida, foram estudadas composições preliminares de argamassa de diferentes formulações. Durante o estudo foi projetado e executado um equipamento para medição da pressão de expansão das argamassas. Os resultados indicaram que as formulações estudadas apresentaram características e desempenho próximos aos das argamassas comerciais. Os resultados obtidos indicaram a utilização do carbonato como principal matéria-prima para a obtenção do constituinte CaO que é o responsável pela pressão de expansão que provoca o desmonte de rochas ornamentais pelo uso de argamassa expansiva. Finalmente, foi desenvolvida e aplicada in loco num bloco de granito uma argamassa teste com 70% de CaO, 20% de CaCO3,10% de Cimento e 4% de retardador Industrial a base de carboximetilcelulose (CMC), hidratada com 42% de H20 potável, provocando a ruptura num período de 29 horas após a aplicação. / Brazil has significant participation in the ornamental rock world market and the Northeast of Brazil is outstanding as a region with fashionable granite and with great acceptation in the outside market, especially in the blocks supply. The use of expansive mortar to ornamental rock dismount is become one of most important method in the extractive industries, due to their advantages when compared with other methods. However, the economic aspects inhibit the increase in the use of expansive mortar in Brazil, due to elevated costs, once is an imported product. The aim of this work is to study some national raw materials, mainly non-metallic minerals from Brazilian northeast region, to obtain expansive mortar. To development of the research it was done characterization analysis (X-ray fluorescence (XRF), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), particle size by laser and thermal analysis (DTA and TG)) and technological properties measurement (expansion pressure) for the commercial mortar, to be used as a standard. It was studied some preliminary formulations and from this it was proposed the construction of a laboratory equipment to measure the expansion pressure of the mortars. The results indicate that the formulation show performance and characteristics close to the commercial mortars. The results also indicate the use of calcium carbonate as the main raw material to produce CaO, which is responsible for the expansion pressure and for the dismount of the ornamental rocks by expansive mortar. Finally, it was developed in laboratory and applied “in loco” in a granite block an expansive mortar with 70% of CaO, 20% of CaCO3, 10% of cement and 4% of industrial additive (carboxyl methyl cellulose) with 42% of brackish water and a rupture of the rock occurred with 29 hours after employed.