Fortuna, Estado de Santa Catarina, constitui um dos projetos mais importantes, atualmente em desenvolvimento, para o aproveitamento de minério de flúor no Brasil. Este trabalho pretende ampliar o conhecimento das condições geológicas e estruturais encontradas na mina, com esta finalidade foi realizada uma avaliação qualitativa do maciço rochoso, fundamentada na análise das descontinuidades geoestruturais e em uma classificação geomecânica. Na fase de campo foram desenvolvidos mapeamentos geológicos e estruturais nas principais galerias da mina através do método da scanline; a descrição de testemunhos de sondagem e a execução de ensaios geomecânicos em laboratório. As informações foram integradas e acrescidas com outras, de forma a obter-se a classificação geomecânica do maciço rochoso através do sistema RMR (Rock Mass Rating). A avaliação qualitatitva do maciço foi realizada por meio de aspectos como o espaçamento entre descontinuidades e o RQD, (Rock Qua/ity Designation) determinado convencionalmente e através da técnica da scanline. O estudo do espaçamento entre descontinuidades permitiu avaliar a intesidade de fraturamento do maciço, com este parâmetro comparativo, os níveis 60, 102 e 223 e a estrutura portadora do filão 1 registraram-se, de forma geral, mais fraturados que os níveis 18 e 152 e a estrutura hospedeira do filão 2. O sistema de classificação RMR possibilitou determinar, nos setores estudados, que as duas estruturas filonianas apresentam qualidade geomecânica inferior a aquela das rochas encaixantes. Através desta classificação também foram realizadas estimativas de aspectos como: o carregamento sobre o escoramento, o tempo de auto-sustentação do maciço e do modulo de deformação da rocha, entre outros. / The Rio dos Bugres underground mine is one of the most important projects in Brazil mining fluorite ore at present. The mine is located at the Rio Fortuna region in the Santa Catarina State. This work is intended to increase the knowledge of the geological and structural conditions presents at the Rio dos Bugres mine. For this purpose, a qualitative assessment of the rock mass was developed based on a discontinuity analysis and geomechanics classification. Structural and geological mapping were developed at the main access of the mine by means of scanline survey method, borehole description and geotechnichal testing. This information was integrated to obtain a geomechanical classification of rock mass by means of Rock Mass Rating system. Further, the qualitative description of the rock mass was developed using discontinuity spacing and RQD (Rock Quality Designation) index, which was determinated by conventional and scanline survey methods. The study of discontinuities in the rock allows the evaluation of the intensity of breakage in the rock mass. This comparative parameter indicates that 60, 1 02 and 223 mine leveis and the named vein structure 1 are more fractured than 18 and 152 mine leveis and vein structure 2. In the different mine sectors studied, the RMR geomechanics classification allows us to determinate that the ore body shows poorer geomechanical quality than enclosed wall rock. Nevertheless, the RMR classification system estimates the next geomechanical aspects of rock mass: support load, stand-up time and modulus of deformability of rock.

Fortuna, Estado de Santa Catarina, constitui um dos projetos mais importantes, atualmente em desenvolvimento, para o aproveitamento de minério de flúor no Brasil. Este trabalho pretende ampliar o conhecimento das condições geológicas e estruturais encontradas na mina, com esta finalidade foi realizada uma avaliação qualitativa do maciço rochoso, fundamentada na análise das descontinuidades geoestruturais e em uma classificação geomecânica. Na fase de campo foram desenvolvidos mapeamentos geológicos e estruturais nas principais galerias da mina através do método da scanline; a descrição de testemunhos de sondagem e a execução de ensaios geomecânicos em laboratório. As informações foram integradas e acrescidas com outras, de forma a obter-se a classificação geomecânica do maciço rochoso através do sistema RMR (Rock Mass Rating). A avaliação qualitatitva do maciço foi realizada por meio de aspectos como o espaçamento entre descontinuidades e o RQD, (Rock Qua/ity Designation) determinado convencionalmente e através da técnica da scanline. O estudo do espaçamento entre descontinuidades permitiu avaliar a intesidade de fraturamento do maciço, com este parâmetro comparativo, os níveis 60, 102 e 223 e a estrutura portadora do filão 1 registraram-se, de forma geral, mais fraturados que os níveis 18 e 152 e a estrutura hospedeira do filão 2. O sistema de classificação RMR possibilitou determinar, nos setores estudados, que as duas estruturas filonianas apresentam qualidade geomecânica inferior a aquela das rochas encaixantes. Através desta classificação também foram realizadas estimativas de aspectos como: o carregamento sobre o escoramento, o tempo de auto-sustentação do maciço e do modulo de deformação da rocha, entre outros. / The Rio dos Bugres underground mine is one of the most important projects in Brazil mining fluorite ore at present. The mine is located at the Rio Fortuna region in the Santa Catarina State. This work is intended to increase the knowledge of the geological and structural conditions presents at the Rio dos Bugres mine. For this purpose, a qualitative assessment of the rock mass was developed based on a discontinuity analysis and geomechanics classification. Structural and geological mapping were developed at the main access of the mine by means of scanline survey method, borehole description and geotechnichal testing. This information was integrated to obtain a geomechanical classification of rock mass by means of Rock Mass Rating system. Further, the qualitative description of the rock mass was developed using discontinuity spacing and RQD (Rock Quality Designation) index, which was determinated by conventional and scanline survey methods. The study of discontinuities in the rock allows the evaluation of the intensity of breakage in the rock mass. This comparative parameter indicates that 60, 1 02 and 223 mine leveis and the named vein structure 1 are more fractured than 18 and 152 mine leveis and vein structure 2. In the different mine sectors studied, the RMR geomechanics classification allows us to determinate that the ore body shows poorer geomechanical quality than enclosed wall rock. Nevertheless, the RMR classification system estimates the next geomechanical aspects of rock mass: support load, stand-up time and modulus of deformability of rock.

Fortuna, Estado de Santa Catarina, constitui um dos projetos mais importantes, atualmente em desenvolvimento, para o aproveitamento de minério de flúor no Brasil. Este trabalho pretende ampliar o conhecimento das condições geológicas e estruturais encontradas na mina, com esta finalidade foi realizada uma avaliação qualitativa do maciço rochoso, fundamentada na análise das descontinuidades geoestruturais e em uma classificação geomecânica. Na fase de campo foram desenvolvidos mapeamentos geológicos e estruturais nas principais galerias da mina através do método da scanline; a descrição de testemunhos de sondagem e a execução de ensaios geomecânicos em laboratório. As informações foram integradas e acrescidas com outras, de forma a obter-se a classificação geomecânica do maciço rochoso através do sistema RMR (Rock Mass Rating). A avaliação qualitatitva do maciço foi realizada por meio de aspectos como o espaçamento entre descontinuidades e o RQD, (Rock Qua/ity Designation) determinado convencionalmente e através da técnica da scanline. O estudo do espaçamento entre descontinuidades permitiu avaliar a intesidade de fraturamento do maciço, com este parâmetro comparativo, os níveis 60, 102 e 223 e a estrutura portadora do filão 1 registraram-se, de forma geral, mais fraturados que os níveis 18 e 152 e a estrutura hospedeira do filão 2. O sistema de classificação RMR possibilitou determinar, nos setores estudados, que as duas estruturas filonianas apresentam qualidade geomecânica inferior a aquela das rochas encaixantes. Através desta classificação também foram realizadas estimativas de aspectos como: o carregamento sobre o escoramento, o tempo de auto-sustentação do maciço e do modulo de deformação da rocha, entre outros. / The Rio dos Bugres underground mine is one of the most important projects in Brazil mining fluorite ore at present. The mine is located at the Rio Fortuna region in the Santa Catarina State. This work is intended to increase the knowledge of the geological and structural conditions presents at the Rio dos Bugres mine. For this purpose, a qualitative assessment of the rock mass was developed based on a discontinuity analysis and geomechanics classification. Structural and geological mapping were developed at the main access of the mine by means of scanline survey method, borehole description and geotechnichal testing. This information was integrated to obtain a geomechanical classification of rock mass by means of Rock Mass Rating system. Further, the qualitative description of the rock mass was developed using discontinuity spacing and RQD (Rock Quality Designation) index, which was determinated by conventional and scanline survey methods. The study of discontinuities in the rock allows the evaluation of the intensity of breakage in the rock mass. This comparative parameter indicates that 60, 1 02 and 223 mine leveis and the named vein structure 1 are more fractured than 18 and 152 mine leveis and vein structure 2. In the different mine sectors studied, the RMR geomechanics classification allows us to determinate that the ore body shows poorer geomechanical quality than enclosed wall rock. Nevertheless, the RMR classification system estimates the next geomechanical aspects of rock mass: support load, stand-up time and modulus of deformability of rock.

O estudo de tensões e deformações decorrentes da abertura de uma escavação subterrânea pode atualmente ser desenvolvido com maior precisão e rapidez que há poucos anos atrás, graças às modernas ferramentas computacionais. Essas ferramentas que possibilitam análises numéricas em duas ou três dimensões e em quaisquer geometrias de escavação precisam, porém, de dados precisos para a alimentação do sistema. A partir de uma série de medidas de deformação das paredes das escavações, onde foi calibrado um sistema alternativo de medição de deslocamentos; de ensaios laboratoriais para a caracterização mecânica da rocha; e da classificação geomecânica da obra, foi possível nesta dissertação calcular por meio de retro-análise as tensões horizontais atuantes no maciço, e a relação entre a tensão horizontal e a tensão vertical, conhecida por K0. Utilizando o software Plaxis® Tunnel 3D, que emprega o Método do Elementos Finitos, e com dados geomecânicos parametrizados, foi possível calcular as tensões atuantes no sistema de sustentação para a primeira fase de escavação (meia seção), e as tensões atuantes e os deslocamentos para a configuração final da escavação (seção plena escavada). Além disto, foi possível calcular o Fator de Segurança global da estrutura, para cada fase de escavação, que se mostraram satisfatórios. / Thanks to modern computational tools, the study of stress and strains caused by an underground excavation can currently be modeled with better precision and much faster than a few years ago. However, the tools which allow numerical analysis in two or three dimensions for any geometry of excavation need data for input into the system. In the Reversão tunnel project, the contractor used a standard instrument system from IPT (which was difficult to use), for the measurement of a series of displacements of the walls of the tunnels. An alternative system for the measurement of displacement was developed by LPM to measure the closure of the tunnels. This was done in conjunction with the mechanical characterization of the rock and the geomechanical classification of the tunnel workmanship. Using these three parameters, it was possible in this study to calculate the stress in the rock mass, by means of backward-analysis, and the ratio between the horizontal stress and the vertical stress, known as K0. This was accomplished using finite element software. In addition, with parameterized geomechanical data, it was possible to calculate the stresses acting on the support system for the first phase of excavation (half section), and the stress and displacements for the final excavation configuration (full excavation). Moreover, it was possible to calculate the Factor of Safety – FOS – of the structure, for each phase of excavation.

O estudo de tensões e deformações decorrentes da abertura de uma escavação subterrânea pode atualmente ser desenvolvido com maior precisão e rapidez que há poucos anos atrás, graças às modernas ferramentas computacionais. Essas ferramentas que possibilitam análises numéricas em duas ou três dimensões e em quaisquer geometrias de escavação precisam, porém, de dados precisos para a alimentação do sistema. A partir de uma série de medidas de deformação das paredes das escavações, onde foi calibrado um sistema alternativo de medição de deslocamentos; de ensaios laboratoriais para a caracterização mecânica da rocha; e da classificação geomecânica da obra, foi possível nesta dissertação calcular por meio de retro-análise as tensões horizontais atuantes no maciço, e a relação entre a tensão horizontal e a tensão vertical, conhecida por K0. Utilizando o software Plaxis® Tunnel 3D, que emprega o Método do Elementos Finitos, e com dados geomecânicos parametrizados, foi possível calcular as tensões atuantes no sistema de sustentação para a primeira fase de escavação (meia seção), e as tensões atuantes e os deslocamentos para a configuração final da escavação (seção plena escavada). Além disto, foi possível calcular o Fator de Segurança global da estrutura, para cada fase de escavação, que se mostraram satisfatórios. / Thanks to modern computational tools, the study of stress and strains caused by an underground excavation can currently be modeled with better precision and much faster than a few years ago. However, the tools which allow numerical analysis in two or three dimensions for any geometry of excavation need data for input into the system. In the Reversão tunnel project, the contractor used a standard instrument system from IPT (which was difficult to use), for the measurement of a series of displacements of the walls of the tunnels. An alternative system for the measurement of displacement was developed by LPM to measure the closure of the tunnels. This was done in conjunction with the mechanical characterization of the rock and the geomechanical classification of the tunnel workmanship. Using these three parameters, it was possible in this study to calculate the stress in the rock mass, by means of backward-analysis, and the ratio between the horizontal stress and the vertical stress, known as K0. This was accomplished using finite element software. In addition, with parameterized geomechanical data, it was possible to calculate the stresses acting on the support system for the first phase of excavation (half section), and the stress and displacements for the final excavation configuration (full excavation). Moreover, it was possible to calculate the Factor of Safety – FOS – of the structure, for each phase of excavation.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Programa de Pós-Graduação em Geotecnia, 2011. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-06-08T13:46:03Z No. of bitstreams: 1 2011_LuisMartinTejadaCervantes.pdf: 17030801 bytes, checksum: e58815db053c4dfb12e30b458d1d0ec1 (MD5) / Rejected by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br), reason: Alaíde, você tem que arrumar o título, colocar só a primeira palavra e nomes próprios em maiúsculo. Arrumar também o resumen, ele tá desformatado. on 2012-07-09T20:38:44Z (GMT) / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-08-31T12:45:53Z No. of bitstreams: 1 2011_LuisMartinTejadaCervantes.pdf: 17030801 bytes, checksum: e58815db053c4dfb12e30b458d1d0ec1 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-09-03T15:06:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_LuisMartinTejadaCervantes.pdf: 17030801 bytes, checksum: e58815db053c4dfb12e30b458d1d0ec1 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-03T15:06:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_LuisMartinTejadaCervantes.pdf: 17030801 bytes, checksum: e58815db053c4dfb12e30b458d1d0ec1 (MD5) / Esta tese de doutorado foi desenvolvida numa fase de construção de taludes altos numa cava a céu aberto de mineração e trata da estimativa de parâmetros de resistência e deformabilidade do maciço rochoso antes e após da escavação a fogo (carregamentos dinâmicos) numa parede rochosa geológica e estruturalmente complexa na mineração de cobre Tintaya para assim avaliar a provável redução de parâmetros num determinado volume dentro do maciço rochoso com perturbação induzida pelo rápido avance de remoção de material, através duma metodologia onde se combina a classificação geomecânica do RMR e o GSI com a união de outras que têm diferentes objetivos como os modelos de vibrações e a conciliação geotécnica. A mineração de escarnito de cobre Tintaya, com produção diária de 300 000 t, se encontra localizada nos Andes Peruanos meridionais e foi utilizada como caso em estudo. Foi selecionada uma das paredes rochosas localizadas numa das diferentes cavas, estudando o maciço norte dividindo este em duas (2) seções com diferentes orientações em quanto à construção, definindo estes como: (i) Talude Tintaya; e (ii) Talude Chabuca. Esta pesquisa foi dividida em três (3) estágios: (i) caracterização geomecânica e ensaios de campo; (ii) ensaios de laboratório em corpos de prova provenientes de sondagens rotativos; e (iii) de análises. Nos taludes selecionados foi cumprido um programa de mapeamento geomecânico mediante as propostas de Bieniawski (1989) e Marinos & Hoek (2000), através de 527 janelas de amostragem, distribuído em bancadas definindo três (3) condições de análise: (i) inicial: antes da detonação; (ii) imediatamente depois da escavação mecânica; e (iii) final: terminado o processo, isto complementado com ensaios de laboratório, assim observando as possíveis mudanças dos parâmetros geomecânicos. Durante a detonação, foram feitos ensaios geofísicos do tipo sísmicos para a determinação da onda P segundo a proposta de Scherpenisse et al. (1997). Para a observação do detalhe das zonas estruturais onde existiu dano ao maciço rochoso foi utilizada a proposta de conciliação de Williams et al. (2009). Definindo-se pelo GSI se propor uma equação para a quantificação do DTINTAYA e se conseguiu a estimativa dos parâmetros de resistência do maciço rochoso, nas diferentes etapas de construção, mediante os critérios de ruptura de Hoek & Brown e de Mohr-Coulomb; os de deformabilidade se acharam com diferentes propostas destacando-se a de Barton (2007). Foram realizadas análises preliminares de estabilidade de taludes onde se verificou a baixa variação do fator de segurança e o incremento de deslocamentos antes/depois das detonações. Para a estimativa da resistência em Tintaya se propuseram duas ferramentas modificadas. Os resultados mostram que o dano ou a perturbação induzida atingem valores de D>1, pelo processo de escavação a fogo ocorrendo isto nos primeiros 25m dentro do maciço rochoso paralelo à face do talude segundo o plano a fogo descrito, se evidenciou principalmente a perda gradual da coesão do maciço rochoso, e um menor grau no ângulo de atrito e no módulo de deformabilidade, nesta zona de influência. O PPV registrado nas detonações atingiram até 600mm/s ocasionando a criação de novas fraturas na face do talude construído no maciço rochoso (GSI=34-54) que apresenta 7 sistemas de juntas com uma Vp medida entre 2.65km/s- 2.88km/s. Foram introduzidos na estimativa do GSI o volume do bloco rochoso (Vb) e o fator geométrico da descontinuidade – espaçamento e apertura das juntas - (Jc), além da inclusão de parâmetros (D e Erm) na proposta de Williams et al. (2009) onde achou-se Fc=0.58-0.62. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This doctoral thesis was developed in a mining pushback to construction large scale slopes in a high open pit and consists in the estimation of strength and deformability parameters of rock masses before and after mining blasting procedure (dynamics loads) in a rock wall with complex structural and geological aspects in Tintaya copper mine, then assess the reduction for this parameters within a rock mass with a significance disturbance due to heavy production blasting and stress relief from overburden removal. A methodology for this study combines geomechanical classifications with others methods with different objectives, for example, the vibration models and the geotechnical project conciliation. The Tintaya skarn copper deposit (case study), with daily production of 300 000 t, is located in the southern Peruvian Andes. Was selected one of rock walls with two (2) different orientation sections, define these as: (i) Tintaya Slope, and (ii) Chabuca Slope. This research was divided into three (3) stages: (i) geomechanical characterization and field tests, (ii) laboratory tests on drilling specimens, and (iii) analysis of results. Geomechanical mapping program (Bieniawski, 1989 and Marinos & Hoek, 2000) includes 527 sampling windows, the characterization was define in three (3) conditions accordance stages of benches: (i) initial: before blasting, (ii) immediately after the mechanical excavation, and (iii) final of material removal. The research is complemented with laboratory tests with purpose to evaluate the changes in geotechnical parameters in the intact rock. During blasting are made a geophysical seismic tests to determine the P wave (Scherpenisse et al., 1997). For damage evaluation in benches faces where probably blasting disturbance occurs was used a geotechnical project conciliation (Williams et al., 2009). Is define the equation for a quantification of disturbance factor DTINTAYA for the estimation strength parameters of rock mass but in various stages of construction using Hoek & Brown and Mohr-Coulomb failure criteria. The deformability moduli rock mass was found with different methods but have an emphasis in Barton (2007) proposal. A preliminary slope stability analysis indicated the FS don’t have important variation with increase of displacements. For estimation the Tintaya rock mass strength, is proposed in this study, two modified tools. The results show, the blasting mining induces a disturbance factor with D>1 within 25m into the rock mass. The geotechnical parameters were reduce in different degrees produced by heavy production, the cohesion is a more deflagrated, the friction angle and deformability modulus were reduce but in a minor degree. The PPV registered in blasting reached up to 600mm/s resulting the creation of new fractures in the face of the rock benches (GSI = 34-54), the Vp values between 2.65km/s-2.88km/s were obtained. Were introduced in the estimation of the GSI block of rock volume (Vb) and the geometric factor of discontinuity – based in the spacing and opening of joints - (Jc), and the addition geomechanical parameters (D and Erm) in the Williams et al. (2009) proposal. ________________________________________________________________________________________________ RESUMEN / Esta tesis doctoral fue desarrollada en una fase de construcción de taludes altos en un tajo abierto de minería y trata de la estimación de parámetros de resistencia y deformación del macizo rocoso antes e después de la voladura y el posterior minado (cargas dinámicas) en una pared rocosa geológica e estructuralmente compleja de la mina de cobre Tintaya, para así evaluar la probable reducción de parámetros en un determinado volumen dentro del macizo rocoso perturbado, el cual fue inducido por el rápido avance de remoción de material, a través de una metodología donde se combina la clasificación geomecánica del RMR y del GSI con la unión de otros métodos que tienen diferentes objetivos como son los modelos de vibraciones y la conciliación geotécnica topográfica de diseño. La mina de skarn de cobre Tintaya, con una producción de 300 000 t/día, se encuentra localizada en los Andes Peruanos meridionales y fue utilizada como caso estudio. Fue seleccionada una pared rocosa, estudiando el macizo norte y dividiendo este en dos (2) secciones con diferentes orientaciones en cuanto a la construcción, definiendo así: (i) el Talud Tintaya; y (ii) el Talud Chabuca. Esta investigación fue dividida en tres (3) etapas: (i) caracterización geomecánica y ensayos de campo; (ii) ensayos de laboratorio en testigos provenientes de perforaciones rotativas; y (iii) de análisis. En los taludes seleccionados fue cumplido un programa de mapeo geomecánico detallado mediante las propuestas de Bieniawski (1989) y de Marinos & Hoek (2000), a través de 527 ventanas de muestreo, distribuidas en bancos definiendo tres (3) condiciones de análisis: (i) inicial: antes de la voladura; (ii) inmediatamente después de la excavación mecánica; y (iii) final: terminado o proceso, esto complementado con ensayos de laboratorio, así se fue observando los posibles cambios de los parámetros geomecánicos. Durante la voladura, fueron realizados ensayos geofísicos del tipo sísmico para a determinación de la onda P (Scherpenisse et al., 1997). Para a observación del detalle de las zonas estructurales donde existió daño al macizo rocoso fue utilizada la propuesta de conciliación de Williams et al. (2009). Definiéndose por el GSI una ecuación para la cuantificación del DTINTAYA y se consiguió estimar los parámetros de resistencia do macizo rocoso, en las diferentes etapas de construcción, esto mediante los criterios de rotura de Hoek & Brown y de Mohr-Coulomb; los de deformación se hallaron con diferentes propuestas destacando la de Barton (2007). Fueron realizados análisis preliminares de estabilidad de taludes donde se verificó la baja variación del factor de seguridad y el incremento de los desplazamientos antes/después de voladura. Para la estimación de la resistencia en Tintaya se propusieron dos herramientas modificadas. Los resultados muestran que el daño o la perturbación inducida alcanzan valores de D>1, por el proceso de minado ocurriendo esto en los primeros 25 m dentro del macizo rocoso paralelo a la cara del talud según la malla de voladura descrita, se evidencia principalmente la pérdida gradual de la cohesión del macizo rocoso, y en un menor grado en el ángulo de fricción y del módulo de deformación, en esta zona de influencia. La PPV registrada en la voladura alcanzó 600 mm/s ocasionando la creación de nuevas fracturas en la cara del talud construido en el macizo rocoso (GSI=34-54) que cuenta con 7 sistemas de juntas con una Vp de 2.65km/s- 2.88km/s. Así, fue introducido en el GSI el volumen del bloque rocoso (Vb) y el factor geométrico de la discontinuidad – S e a - (Jc), además de inclusión de D y Erm en la propuesta de Williams et al. (2009) donde Fc=0.58-0.62.

O estudo de tensões e deformações decorrentes da abertura de uma escavação subterrânea pode atualmente ser desenvolvido com maior precisão e rapidez que há poucos anos atrás, graças às modernas ferramentas computacionais. Essas ferramentas que possibilitam análises numéricas em duas ou três dimensões e em quaisquer geometrias de escavação precisam, porém, de dados precisos para a alimentação do sistema. A partir de uma série de medidas de deformação das paredes das escavações, onde foi calibrado um sistema alternativo de medição de deslocamentos; de ensaios laboratoriais para a caracterização mecânica da rocha; e da classificação geomecânica da obra, foi possível nesta dissertação calcular por meio de retro-análise as tensões horizontais atuantes no maciço, e a relação entre a tensão horizontal e a tensão vertical, conhecida por K0. Utilizando o software Plaxis® Tunnel 3D, que emprega o Método do Elementos Finitos, e com dados geomecânicos parametrizados, foi possível calcular as tensões atuantes no sistema de sustentação para a primeira fase de escavação (meia seção), e as tensões atuantes e os deslocamentos para a configuração final da escavação (seção plena escavada). Além disto, foi possível calcular o Fator de Segurança global da estrutura, para cada fase de escavação, que se mostraram satisfatórios. / Thanks to modern computational tools, the study of stress and strains caused by an underground excavation can currently be modeled with better precision and much faster than a few years ago. However, the tools which allow numerical analysis in two or three dimensions for any geometry of excavation need data for input into the system. In the Reversão tunnel project, the contractor used a standard instrument system from IPT (which was difficult to use), for the measurement of a series of displacements of the walls of the tunnels. An alternative system for the measurement of displacement was developed by LPM to measure the closure of the tunnels. This was done in conjunction with the mechanical characterization of the rock and the geomechanical classification of the tunnel workmanship. Using these three parameters, it was possible in this study to calculate the stress in the rock mass, by means of backward-analysis, and the ratio between the horizontal stress and the vertical stress, known as K0. This was accomplished using finite element software. In addition, with parameterized geomechanical data, it was possible to calculate the stresses acting on the support system for the first phase of excavation (half section), and the stress and displacements for the final excavation configuration (full excavation). Moreover, it was possible to calculate the Factor of Safety – FOS – of the structure, for each phase of excavation.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Geotecnia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Este trabalho apresenta os resultados de ensaios geotécnicos de laboratório e de campo realizados em um solo residual da Formação Rosário do Sul nas localidades de Triunfo, Montenegro e Canoas, no Complexo Industrial denominado de III9 Polo Petroquímico. Além disso, contem uma análise estatística e correlações entre os ensaios de laboratório e de campo. Foram analisados ensaios de caracterização, adensamento, triaxiais, compactação, sondagens a percussão com circulação d'água com ensaio de penetração dinâmica, sondagens mistas, ensaios de penetração estática e ensaios pressiométricos. A análise demonstrou que este solo e constituído predominantemente por material de granulação fina - argila e silte - com variadas proporções de areia fina, apresenta grande heterogeneidade, ora com alta plasticidade, ora com baixa plasticidade, as camadas tem consistência média a mole com níveis de elevada resistência. A composição mineralógica compreende essencialmente quartzo, feldspatos e argila minerais, com pequenas quantidades de minerais pesados. Localmente a presença de argilas expansivas impede a sua utilização como material de aterro. As fundações recomendadas para este solo são as estacas. Diagramas de controle de qualidade foram usados para determinar medições dentro de um intervalo de variabilidade aceitável: média geral mais ou menos três desvios padrão. Após a constatação da distribuição normal dos dados analisados, intervalos de confiança a 95% de probabilidade foram obtidos para todos os parâmetros. Métodos de regressão linear simples e múltipla foram usados avaliando-se o significado estatístico dos coefientes correspondentes. / This work presents the results of field and laboratory geotechnical tests performed on residual soils of the Rosário do Sul Formation from an area coveriring the municipalities of - Triunfo, Montenegro and Canoas, where the socalled Third Polo Petrochemical Industrial Complex is located. Statistical methods were used to estimate parameters by means of confidence intervals and to evaluate relations by means of regression analysis using field and laboratory data. The following tests were analysed: caracterization, consolidation, triaxial, compaction, standard penetration, mixed soundings, cone penetration and pressure meter. The analysis shows that this soil 1s made up primarily of fine granulometric components, clay and silt with proportions of fine sand and quite heterogenous, being either of low or high plasticity. The consistency of the layers vary from medium to soft, with high resistance levels. The mineralogical components of this soil are essentially quartz, feldspar and clay minerals with a small quantity of heavy minerals. Locally the presence of expansive clays impeds its use as a filling material. The use of pile foundation is recomended for this type of soil. Quality control diagrams were used to detect measurements that were outside the acceptable interval of variability: overall mean plus or minus three standard deviations. After being satisfied that the normal distribution applies, 95% confidence interval estimates were obtained for all the parameters, linear a•n d multiple regression methods were used and the statistical significance of the corresponding coefficients were evaluated.

Este trabalho apresenta os resultados de ensaios geotécnicos de laboratório e de campo realizados em um solo residual da Formação Rosário do Sul nas localidades de Triunfo, Montenegro e Canoas, no Complexo Industrial denominado de III9 Polo Petroquímico. Além disso, contem uma análise estatística e correlações entre os ensaios de laboratório e de campo. Foram analisados ensaios de caracterização, adensamento, triaxiais, compactação, sondagens a percussão com circulação d'água com ensaio de penetração dinâmica, sondagens mistas, ensaios de penetração estática e ensaios pressiométricos. A análise demonstrou que este solo e constituído predominantemente por material de granulação fina - argila e silte - com variadas proporções de areia fina, apresenta grande heterogeneidade, ora com alta plasticidade, ora com baixa plasticidade, as camadas tem consistência média a mole com níveis de elevada resistência. A composição mineralógica compreende essencialmente quartzo, feldspatos e argila minerais, com pequenas quantidades de minerais pesados. Localmente a presença de argilas expansivas impede a sua utilização como material de aterro. As fundações recomendadas para este solo são as estacas. Diagramas de controle de qualidade foram usados para determinar medições dentro de um intervalo de variabilidade aceitável: média geral mais ou menos três desvios padrão. Após a constatação da distribuição normal dos dados analisados, intervalos de confiança a 95% de probabilidade foram obtidos para todos os parâmetros. Métodos de regressão linear simples e múltipla foram usados avaliando-se o significado estatístico dos coefientes correspondentes. / This work presents the results of field and laboratory geotechnical tests performed on residual soils of the Rosário do Sul Formation from an area coveriring the municipalities of - Triunfo, Montenegro and Canoas, where the socalled Third Polo Petrochemical Industrial Complex is located. Statistical methods were used to estimate parameters by means of confidence intervals and to evaluate relations by means of regression analysis using field and laboratory data. The following tests were analysed: caracterization, consolidation, triaxial, compaction, standard penetration, mixed soundings, cone penetration and pressure meter. The analysis shows that this soil 1s made up primarily of fine granulometric components, clay and silt with proportions of fine sand and quite heterogenous, being either of low or high plasticity. The consistency of the layers vary from medium to soft, with high resistance levels. The mineralogical components of this soil are essentially quartz, feldspar and clay minerals with a small quantity of heavy minerals. Locally the presence of expansive clays impeds its use as a filling material. The use of pile foundation is recomended for this type of soil. Quality control diagrams were used to detect measurements that were outside the acceptable interval of variability: overall mean plus or minus three standard deviations. After being satisfied that the normal distribution applies, 95% confidence interval estimates were obtained for all the parameters, linear a•n d multiple regression methods were used and the statistical significance of the corresponding coefficients were evaluated.