Tese de mestrado. Métodos Computacionais em Ciências e Engenharia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1999

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Mecânica dos Fluídos, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Agostinho Álvares Ribeiro e do Prof. Doutor José Ângelo Novais Barbosa

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-11-09T14:42:30Z No. of bitstreams: 1 2012_LudgerOswaldoSuarezBurgoa.pdf: 50656120 bytes, checksum: 24462ab3eaae2f95a3d76a3fc2a8418f (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-11-12T11:02:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_LudgerOswaldoSuarezBurgoa.pdf: 50656120 bytes, checksum: 24462ab3eaae2f95a3d76a3fc2a8418f (MD5) / Made available in DSpace on 2012-11-12T11:02:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_LudgerOswaldoSuarezBurgoa.pdf: 50656120 bytes, checksum: 24462ab3eaae2f95a3d76a3fc2a8418f (MD5) / Esta pesquisa apresenta uma interessante abordagem para construir e testar modelos físicos de maciços rochosos como um novo método, que consiste em usar Cristais Óticos de Borosilicato, como representante do material rochoso, e usar a técnica de Gravação Abaixo da Superfície com Luz Amplificada por Emissões Estimuladas de Radiação, com o método para colocar dentro do material translucido quaisquer rede de descontinuidades (sejam complexas ou não, persistentes ou não) sem perturbar o material circundante. Como primeiro passo, de muitos possíveis temas que se possam estudar em futuras pesquisas com esta técnica proposta, esta pesquisa se concentrou na descrição mecânica do material e das descontinuidades dos materiais que formam parte do modelo físico, e no estudo do comportamento mecânico de um maciço rochoso hipotético sob um estado de tensçes em compressão uniaxial com uma família de descontinuidades total- mente persistentes que mergulham a cinco diferentes ângulos no intervalo de 0°até 90°. No total foram testados 42 corpos de prova cúbicos com um lado médio de 70mm em uma prensa rígida. Conclui-se deste trabalho, que esta abordagem de modelo físico tem uma alta potencialidade para avaliar os fenômenos de resistência última com corpos de prova em escala, como demonstraram os resultados dos ensaios quando comparados com o modelo analítico de um só plano de fraqueza persistente, descrito por Jaeger (1969), o que é usado de forma eficaz na atualidade na prática da mecânica das rochas para a análise de maciços rochosos com descontinuidades secundárias onipresentes e persistentes. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / An interesting approach for constructing and testing physical rock mass models are presented in this research as a new method, which consist in using Optical Borosilicate Crown Glass as representative of rock material and using the Sub–Surface Light Amplification by Stimu- lated Emission of Radiation Engraving technique as the method to put inside of the translucent material any complex total–persistent and/or un–persistent discontinuity network, without per- turbing their surroundings. As a first step for other possible themes that can be studied in future researches within the proposed technique, this research concentrated in the material and discontinuities mechanical description of the model–involved–materials, and on the study of the mechanical behavior at an uniaxial compressive stresses state of a hypothetical rock mass with one set of total–persistent discontinuities, which dip at five different angles between the range of 0°and 90°. In total there were tested 42 cubical samples of around 70mm of mean side, under a rigid frame. It is concluded from this work that this physical model approach has a good potential to be used to assess qualitatively the ultimate strength behavior phenomena of rock masses, by using scaled specimens, as shown when comparing the tested results with the analytical single–plane weakness model, as described by Jaeger (1969), which is applied effectively nowadays in rock mechanics practice for analyzing rock masses with ubiquitous secondary discontinuities.

UCHÔA FILHO, Evilarde Carvalho. O Complexo Paulistana no domínio interno da Faixa Riacho do Pontal: petrografia e geoquímica das sequências metavulcânicas. 2015. 116 f. Dissertação (Mestrado em Geologia)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-05-23T22:25:59Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_ecuchoafilho.pdf: 5963436 bytes, checksum: 58cc5daa3eece1cbab0de8047ea31c32 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-05-23T22:26:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_ecuchoafilho.pdf: 5963436 bytes, checksum: 58cc5daa3eece1cbab0de8047ea31c32 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-23T22:26:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_ecuchoafilho.pdf: 5963436 bytes, checksum: 58cc5daa3eece1cbab0de8047ea31c32 (MD5) Previous issue date: 2015 / The Paulistana Complex, located in the Internal Domain of the Neoproterozoic Riacho do Pontal Fold Belt, corresponds to a metaplutono/volcanic-sedimentary sequence composed of metamorphic rocks at greenschist to amphibolite facies. Geochemical analyses revealed the predominancy of alkali-basaltic high Fe tholeiitic composition for the amphibolites, and alkaline to sub-alkaline for the metagabbros. The Rare-Earth Elements (REE) and the multi- elementary diagrams for the volcanic samples show enrichment in both LREE and HREE, positive anomalies of Ba, Ta, Nb, P and discrete negative anomalies of Th, K and Sr. Metaultramafic rocks display enrichment in REE, positive anomalies of Ba, Rb, Th, Nb, Ta, La e Ce, and negative anomalies of Rb, K and Sr. Clinopiroxene-amphibolite display decrease in LREE and HREE, with compositions closer to the primitive mantle, with negative anomalies of K, La and Ce. The chemical analyses of the metagabbros reveal an enrichment in LREE and HREE and positive anomalies of Ba, Th and P with discrete negative anomalies of Rb and K. Calc-alkaline volcanic rocks of bimodal composition (basalts to rhyolites) deformed along the Lineament Pernambuco Oeste indicate intraplate volcanism generated in trans-tensional basin. The results presented in this study combined with available data in the literature suggest that the metamafic/metaultramafics rocks of the Paulistana Complex were formed in extensional setting related with Tonian (ca. 890 Ma) mantle plumes, of transition continent-ocean, precursor to the existing ocean crust between Pernambuco-Alagoas Block and São Francisco Craton. / O Complexo Paulistana, localizado no domínio interno da Faixa Neoproterozoica Riacho do Pontal, corresponde a uma sequência metaplutono /vulcano-sedimentar composta de rochas metamórficas de fácies xisto verde a fácies anfibolito. Análises geoquímicas revelaram o predomínio de álcali-basalto de alto Fe toleítico para os anfibolitos e alcalina a sub-alcalina para os metagabros. Os diagramas de Elementos Terras Raras e os diagramas multielementares para as amostras vulcânicas mostram enriquecimento em ambos ETRL e ETRP, anomalias positivas de Ba, Ta, Nb, P e anomalias negativas discretas de Th, K e Sr. As metaultramáficas apresentam enriquecimento em ETR, anomalias positivas de Ba, Rb, Th, Nb, Ta, La e Ce e suaves anomalias negativas de Rb, K e Sr. No entanto, clinopiroxênio-anfibolitos apresentam composição mais próxima do manto primitivo, são pobres em ETRL e ETRP, apresentam anomalias negativas de K, La e Ce. As análises químicas das metagabros revelaram um enriquecimento ETRL e ETRP, anomalias positivas de Ba, Th e P e anomalias negativas discretas de Rb e K. As rochas vulcânicas cálcio-alcalinas de composição bimodal (basaltos a riolitos) deformadas ao longo do Lineamento Pernambuco Oeste indicam vulcanismo intraplaca gerado em bacia trans-tensional. Os resultados apresentados neste estudo combinados com os dados disponíveis na literatura sugerem que as rochas metamáficas/metaultramáficas do Complexo Paulistana formaram-se em ambiente extensional relacionado à pluma mantélica toniana (ca. de 890 Ma), de transição continente-oceano, precursor à crosta oceânica existente entre o Bloco Pernambuco-Alagoas e o Cráton do São Francisco.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2014-10-31T19:36:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoGeotecnicaAnálise.pdf: 22876472 bytes, checksum: 320f89847d1281ab63444acfabf70679 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-11-07T11:52:33Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoGeotecnicaAnálise.pdf: 22876472 bytes, checksum: 320f89847d1281ab63444acfabf70679 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-07T11:52:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoGeotecnicaAnálise.pdf: 22876472 bytes, checksum: 320f89847d1281ab63444acfabf70679 (MD5) Previous issue date: 2014 / O objetivo deste trabalho é analisar os parâmetros geotécnicos e a probabilidade de ocorrência dos modos de ruptura em taludes operacionais em itabirito compacto nas regiões da Mina Central, Mineração Usiminas, localizada no município de Itatiaiuçu- MG. Foi realizado o mapeamento geológico-geotécnico do maciço rochoso na escala 1:2000, o que permitiu identificar e avaliar as regiões da mina em termos de parâmetros geomecânicos importantes, como o grau de fraturamento, alteração, consistência e litologia. O índice RMR para o maciço rochoso foi obtido a partir dos dados de campo. Em pontos estratégicos da mina foram coletadas amostras para realização de ensaios laboratoriais, a fim de conhecer os parâmetros de resistência da rocha intacta e estimar os parâmetros de resistência do maciço, aplicando o critério de Hoek-Brown. Foram realizadas análises cinemáticas que tiveram como objetivo a determinação das probabilidades de ruptura em cunha, planar e tombamento de blocos nos taludes operacionais em itabirito compacto. Para estes mesmos modos de ruptura foram realizados análises cinemáticas para taludes hipotéticos, variando o azimute (em relação ao bandamento) e o ângulo de mergulho do talude, a fim de subsidiar uma análise rápida da probabilidade de ocorrência de ruptura, para cada situação identificada na mina. Com a consolidação dos resultados pôde-se verificar a alta resistência da rocha intacta; entretanto devido ao grau de fraturamento do maciço rochoso, a sua resistência calculada a partir da classificação RMR é baixa. A partir destes resultados conclui-se que os modos de ruptura dos taludes operacionais estão condicionados pelas descontinuidades, sendo assim o calculo da probabilidade de ruptura dos taludes, através das análises cinemáticas, apresentou boa representatividade das condições de campo. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: This work aims to analyze the geotechnical parameters and the likelihood of failure modes in operational slopes of compact itabirite in the regions of the Central Mine, Mineração Usiminas, located in the municipality of Itatiaiuçu - MG. Geological and geotechnical mapping of the rock mass at the scale 1:2000 was done, which allowed to identify and evaluate areas of the mine in terms of important geomechanical parameters, such as the degree of fracturing, alteration, lithology and consistency. The RMR index for the rock mass was obtained from field data. In strategic points of the mine, rock samples were collected to perform laboratory tests in order to know the strength parameters of intact rock and to estimate the strength parameters of the rock mass, by applying the Hoek–Brown criterion. Kinematic analyzes were performed to determine the probability of wedge, planar and toppling failure modes in slopes of compact itabirite. For these same failure modes kinematic analyzes of hypothetical slopes were performed by varying the azimuth (relative to bedding) and the dip angle of the slope, in order to provide a rapid analysis of failure probability for each situation identified in the mine. With the consolidation of the results, it was possible to confirm the high strength of the intact rock; however, the rock mass strength calculated through the RMR classification is low. From these results it is concluded that the failure modes of operational slopes are conditioned by the discontinuities, thus calculating the failure probability of the slope, through kinematic analyzes, showed good agreement with field conditions.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Pós-Graduação em Geologia, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-07-18T16:06:17Z No. of bitstreams: 1 2016_LuizHenriquePassos.pdf: 17542844 bytes, checksum: cca48ccaf26e8f9295b5d5dad96b975c (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-08-19T18:33:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_LuizHenriquePassos.pdf: 17542844 bytes, checksum: cca48ccaf26e8f9295b5d5dad96b975c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-19T18:33:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_LuizHenriquePassos.pdf: 17542844 bytes, checksum: cca48ccaf26e8f9295b5d5dad96b975c (MD5) / O Domínio Canindé representa um domínio de complexa organização estratigráfica e litológica, dentro do Cinturão Sergipano Neoproterozóico, que foi fortemente deformado durante o processo colisional entre a paleoplaca São Franscico e o bloco Pernambuco- Alagoas. A unidade Novo Gosto faz parte deste domínio, e é pobremente conhecida com respeito a sua origem e processos de formação durante a evolução da Faixa de Dobramentos Sergipana. Com vista a compreender melhor alguns aspectos em relação às condições de metamorfismo e formação das rochas desta unidade, foram realizadas análises petrográficas e de microssonda eletrônica para investigar os protólitos desta unidade e suas condições termobarométricas. Esta informação foi combinada com outros dados disponíveis na literatura para fazer considerações sobre a evolução tectônica da Unidade Novo Gosto. Dados obtidos de P e T, estabelecem que as rochas da unidade passaram por metamorfismo na fácies anfibolito, chegando a alcançar o campo da fácies anfibolito superior (ou granulito?) em zonas de milonitização, com anatexias locais e produção de granitos anatécticos. Através de novas interpretações de dados da literatura, pode-se determinar que as rochas máficas da unidade Novo Gosto foram geradas parte em ambiente de arco magmático continental e outra parte em zonas de supra-subducção. E Através das análises do comportamento do sistema Sm-Nd, pode-se interpretar que parte do material sedimentar da Unidade Novo Gosto tenha sido originado de uma plataforma mesoproterozóica, pertencente à bacia de margem passiva do evento Cariris Velho e o demais material estaria associado ao estágio de subducção durante o evento Brasiliano. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Canindé Domain represents a complex stratigraphic and lithologic unit within the Neoproterozoic Sergipano Belt that was strongly deformed and metamorphosed during the collisional process between the São Francisco Paleoplate and the Pernambuco-Alagoas block. The Novo Gosto Unit is part of this domain, and is poorly known with respect to its origin and tectonic setting during the evolution of the Sergipano orogenic belt. In order to understand some aspects regarding the conditions of metamorphism and formation of rocks of this unit, petrographic and microprobe analyzes were carried out to investigate the protoliths this unit and its thermobarometric conditions. This information was combined with other data available in the literature to make considerations on the tectonic evolution of the Novo Gosto unit. The estimated pressure (P) and temperature (T) data allow to establish that the rocks of the Novo Gosto Unit were formed under metamorphism amphibolite facies, reaching conditions upper amphibolite facies (or granulite?), in some areas with strong mylonitization as well, with local anatexis and in situ melting generating granitic rocks. The Novo Gosto unit mafic rocks were generated on a continental magmatic arc environment and part in suprasubduction zones. And through analysis of Sm-Nd system behavior can be interpreted that part of the sedimentary material of the Novo Gosto unit has been derived from a mesoproterozoic platform belonging to the passive margin of Cariris Velho event and the other materials would be associated with subduction stage during the Brasiliano event.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2016. / Submitted by Marianna Gomes (mariannasouza@bce.unb.br) on 2016-12-12T18:00:32Z No. of bitstreams: 1 2016_HudsondeAlmeidaQueiroz.pdf: 6343161 bytes, checksum: 1359eedd38794e4a0a66cbdae826321e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-01-28T16:13:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_HudsondeAlmeidaQueiroz.pdf: 6343161 bytes, checksum: 1359eedd38794e4a0a66cbdae826321e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-28T16:13:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_HudsondeAlmeidaQueiroz.pdf: 6343161 bytes, checksum: 1359eedd38794e4a0a66cbdae826321e (MD5) / No Brazil central, entre os estados de Goiás e Tocantins, vários pegmatitos graníticos foram caracterizados e agrupados pela primeira vez. Estes pegmatitos foram intensamente explorados em busca de gemas no passado, em especial, várias espécies do supergrupo da turmalina e berilo. Pegmatitos simples, portadores de berilo e portadores de turmalina ocorrem em uma área de 200km2, intrudindo rochas metassedimentares da formação Ticunzal e Grupo Serra da Mesa, rochas graníticas da Suíte Aurumina e leucogranitos da Suíte Mata Azul. Os minerais essenciais destes pegmatitos são: feldspato potássico, que em grande parte está alterado para caulim; quartzo e mica, principalmente muscovita. Os principais minerais acessórios dos pegmatitos portadores de berilo são: berilo, schorlita, granada, albita e agregados de fosfatos de Fe-Mn compostos zwieselita, sarcopsídeo, F-apatita, rockbridgeíta, hagendorfita, heterosita, fosfosiderita e strengita. Estes agregados de fosfatos estão associados com óxidos e hidróxidos de Fe e Mn, bem como raros cristais de gahnita, uraninita e Fe-columbita. Os principais minerais acessórios nos pegmatitos portadores de turmalina são: turmalina, albita, berilo e trilitionita. O supergrupo da turmalina é representado nestes pegmatitos por cristais pretos de dravita e schorlita, cristais de elbaíta, rossmanita e liddicoatita nas cores verde, azul ou rosa, com algumas amostras mostrando zonas de cores diferentes. Cristais de dravita também são encontrados nas rochas encaixantes, próximo ao contato com o pegmatito. O paragnaisse encaixante de alguns dos pegmatitos simples é afetado pelo metamorfismo de contato e alteração hidrotermal, produzindo primeiramente uma paragênese com diopsídio-hedenbergita, Ca-anfibólio, titanita, allanita e granada, com formação secundária de fluorita e carbonato a partir da allanita e dos inossilicatos. Diques enriquecidos em albitas associados com pegmatitos simples produzem pequenos halos de alteração na rocha encaixante, contendo rutilo, ilmenorutilo e policrásio (Y). Leucogranitos da Suíte Mata Azul são peraluminosos, syn a pós-orogênico com características geoquímicas do grupo pegmatítico-granítico LCT. Análises geocronológicas pelo método U-Pb LA-ICPMS em monazita do pegmatito Boanerges geraram uma idade de 519 ± 2,8Ma, enquanto a datação química U-Th-Pb em uraninitas do pegmatito São Júlio revelaram idades entre 500 e 560Ma, que são próximas ou sobrepõe a idade de 560Ma atribuída aos leucogranitos da Suíte Mata Azul que consta na literatura. Estas idades, as relações de campo, a mineralogia e os dados geoquímicos sugerem que a Suíte Mata Azul é a provável fonte para os pegmatitos estudados. A associação mineral dos pegmatitos e a química da granada e berilo foram usados para definir o grau de fracionamento dos pegmatitos e a distância de alojamento dos corpos pegmatitos em relação aos corpos graníticos fonte. É proposto que estes pegmatitos estudados representem um campo pegmatito, nomeado como Campo Pegmatítico da Suíte Mata Azul. É também proposto que as intrusões graníticas da Suíte Mata Azul podem ser usadas como guia prospector para os pegmatitos que produzem gemas, em especial água-marinha e turmalina. / In central Brazil, specifically in Goiás and Tocantins states, nineteen granitic pegmatites were characterized and grouped for the first time. These pegmatites were intensely explored by hand in the past, producing mainly gemstones varieties of tourmaline and beryl. Simple, beryl- and tourmaline-bearing pegmatites occur in a 200km2 area where they intrude into regional metassedimentary rocks and leucogranites of the Mata Azul Suite. Potassic feldspar mostly altered to kaolin; quartz and mica, mainly muscovite, are the essential minerals. The main accessory minerals in the beryl-bearing pegmatites are: beryl, schorl, garnet, albite and Fe-Mn phosphates aggregates which are composed by zwieselite, sarcopside, F-apatite, rockbridgeite, hagendorfite, heterosite, phosphosiderite and strengite. Aggregates of Fe and Mn oxides and hydroxides are common and associated with the phosphates concentrations, as well as rare crystals of gahnite, uraninite and Fe-columbite. The major accessory minerals in the tourmaline-bearing pegmatites are: tourmaline, albite, beryl, and trilitionite. The tourmaline supergroup is represented in these pegmatites by black crystals of dravite and schorl, green, blue and pink elbaite, rossmanite and liddicoatite, with many zoned samples. Dravite crystals are also found in the country rocks, near their contact with the pegmatite. The paragneiss around simple pegmatites is affected by thermal metamorphism and hydrothermal alteration, producing an early paragenesis formed by diopside-hedenbergite, Ca-amphiboles, titanite, allanite and garnet, with secondary formation of fluorite and carbonate by the replacement of allanite and the inosilicates. Albite-rich dykes associated with the simple pegmatites produce small alteration halos in the host rock, containing rutile, ilmenorutile and Y-polycrase. Leucogranites of the Mata Azul Suite are peraluminous, syn- to post-orogenic with geochemical characteristics of the LCT granite-pegmatite group. LA-ICPMS U-Pb geocronology in monazite from the Boanerges Pegmatite yielded an age of 519 ± 2,8 Ma while U-Th-Pb chemical dating of uraninite from the São Júlio revealed ages between 500 and 560 Ma, which are near or overlap the age of 560 Ma attributed to the leucogranites of the Mata Azul Suite in the literature. These ages, the field relationships, the mineralogy and the geochemical data suggest the Mata Azul Suite as the probable source for the studied pegmatites. Mineral association and mineral chemistry of garnet and beryl were used to viii define the degree of fractionation of the pegmatites and their distance of emplacement in relation to the granite source. It is proposed that the group of studied pegmatites perform a pegmatitic field, called Mata Azul Suite Pegmatitic Field. It is also proposed that the Mata Azul granitic intrusions could be used as prospecting guide for the pegmatites that have proven profitable for gemstones exploration, especially aquamarine and tourmaline.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-08-07T13:56:25Z No. of bitstreams: 1 2017_LuisDavidMedinaChaparro.pdf: 3917456 bytes, checksum: 4660dd0ad1f3da548cad109bce6398ad (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-09-11T22:09:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_LuisDavidMedinaChaparro.pdf: 3917456 bytes, checksum: 4660dd0ad1f3da548cad109bce6398ad (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-11T22:09:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_LuisDavidMedinaChaparro.pdf: 3917456 bytes, checksum: 4660dd0ad1f3da548cad109bce6398ad (MD5) Previous issue date: 2017-09-11 / O objetivo principal desta pesquisa é contribuir para o entendimento do comportamento de resistência e deformabilidade de rochas sãs, com base em uma abordagem discreta, utilizando o Método dos Elementos Discretos (DEM) e modelos de contato e de cimentação entre grãos adequados para este tipo de geomaterial. Para tanto, tomou-se como base uma série de ensaios laboratoriais disponíveis na literatura internacional. Os dados são relativos a uma rocha magmática, conhecida como granito do Lago de Bonnet (Lac du Bonnet granite), e incluem resultados de ensaios de compressão simples, resistência à tração por compressão diametral e triaxiais convencionais. Nesta dissertação foram reproduzidos os ensaios de compressão simples e tração indireta. Para realização das análises via DEM adotou-se o software STAR-CCM+, que é um programa relativamente novo, com uma boa base de modelos e foi disponibilizado para avaliação pelos fornecedores. O primeiro desafio é gerar um pacote de partículas com uma distribuição espacial de cimentação que seja computacionalmente aceitável e que possa reproduzir os parâmetros macroscópicos de deformabilidade e de resistência observados nos ensaios. Amostras cilíndricas de 60 mm de altura por 30 mm de diâmetro foram geradas com uma combinação de técnicas, conhecidas por oversetting e trimmed mesh, e o empacotamento denso de partículas foi obtido por deposição gravitacional em camadas. Foram utilizadas cerca de 5000 partículas esféricas com diâmetro médio de 2,12 mm para viabilizar o tempo de cálculo. Um segundo passo crítico consiste na escolha dos modelos de contato. Foram testados o modelo sem deslizamento de Hertz-Mindlin e o modelo linear tradicional. Para a ligação entre partículas adotou-se o modelo de partículas cimentadas BPM (Bonded Particle Model), baseado na teoria de vigas. Os melhores resultados foram obtidos com a combinação do modelo de contato linear com o BPM, com os quais foi possível reproduzir qualitativamente e quantitativamente os diversos estágios de evolução de dano numa amostra de rocha sujeita a compressão simples. Estes estágios incluem uma acomodação inicial, uma fase linear elástica, uma fase de iniciação estável de fissuras, uma fase de fissuramento instável com dilatância volumétrica, chegando ao pico de resistência, seguido de uma ruptura frágil pós-pico. A identificação destes estágios está diretamente relacionada com a evolução das quebras de cimentação entre os grãos. O mesmo conjunto de parâmetros calibrado para o ensaio de compressão simples foi usado para reprodução dos ensaios de tração indireta. O mecanismo de ruptura neste ensaio foi reproduzido adequadamente, porém o valor de resistência à tração foi superestimado em função de se ter adotado o mesmo valor de resistência para a cimentação sob tração e cisalhamento. Finalmente, fez-se uma análise paramétrica da influência do módulo de Young e do tamanho das partículas em algumas propriedades macroscópicas adotadas em modelos fenomenológicos do tipo elástico perfeitamente plástico. Desta análise conclui-se que a resistência a compressão da amostra aumenta e a deformação na ruptura diminui com o aumento da rigidez dos grãos. Conclui-se também que a resistência à tração aumenta, enquanto a resistência a compressão e o módulo de Young macroscópicos diminuem à medida que se aumenta o tamanho dos grãos, mantendo-se constante o tamanho da amostra. Foram estabelecidas equações de ajuste logarítmicas para estas relações, as quais apresentam dispersão crescente à medida que se aumenta o tamanho dos grãos. A partir destas relações fica evidente que a abordagem contínua pode ser utilizada quando da relação entre o diâmetro da amostra e o diâmetro do grão excede cerca de 20 vezes; caso contrário deve-se dar preferência a uma abordagem discreta, a depender da propriedade de interesse. / The main objective of this research is gaining insight about characteristics of deformability and strength of sound rock samples. A discrete numerical approach based on the Discrete Element Method (DEM), together with appropriate particle contact and bonding models, is adopted. Laboratory data available in international literature is used to calibrate the models. These data include unconfined compression, indirect tensile and conventional triaxial tests carried out in Lac du Bonnet granite. Unconfined compression and indirect tensile tests were simulate using STAR-CCM+, a relatively new software, with a good library of contact models. The first challenge is to generate a dense packing of spherical particles with a spatial distribution of particle bonds, capable of reproducing the observed macroscopic behavior in an acceptable computational time. Cylindrical samples, 60 mm in height by 30 mm in diameter, were generated using a combination of oversetting and trimmed mesh techniques. The cylinder was filled with a dense packing of 5000 particles with an average diameter of 2.12 mm, using gravity deposition in successive layers. The second critical step is the definition of the interparticle models. The simple linear and the no-slip Hertz-Mindlin contact models were evaluated in combination with the BPM (Bonded Particle Model) for the cementation. The best results were with achieved with linear contact plus BPM combination, which reproduced accurately, qualitatively as well as quantitatively, the several stages of damage evolution within a sample of rock under unconfined compression. These stages include an initial accommodation, a linear elastic section, a region of crack initiation, then an unstable crack propagation stage with volumetric dilatance, followed by the peak strength and a post-peak fragile failure. It was found that the identification of these stages bear close relation with the plot of evolution of debonding between particles in the numerical test. The same set of parameters calibrated from simple compression tests was used during the simulation of the Brazilian indirect tensile test. The failure mechanism during this test was accurately reproduced, but the tensile strength was overestimated, because the same microscopic strength parameter was used for the cementation under tension and shearing. Finally, a parametric analysis was carried out to verify the influence of grain parameters, such as Young modulus and particle size, on the macroscopic parameters of the elastic perfectly plastic Mohr-Coulomb model. It could be observed that unconfined strength increases and the strain level at failure decreases for increasing values of particle Young modulus. It was also noticed that the tensile strength increases, while the unconfined strength and overall Young modulus decreases, for increasing grain diameters, provided that the sample diameter is kept constant. Logarithmic regression curves were adjusted for these relations, which also show higher dispersion around the mean value as the grain size increases. Based on these evidences, it is concluded that a continuum approach may be justified when the sample diameter exceeds about twenty times the grain size diameter; otherwise a discrete approach should be preferred depending on the property under investigation.

Tese de mestrado. Engenharia de Minas e Geo-Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Orientador : Alfonso Schrank / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-07-18T05:48:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simoes_SilvioJorgeCoelho_M.pdf: 4399096 bytes, checksum: 50bfab02af95f84da9fd081a3fe3a376 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: A área em enfoque situa-se na região central do Ceará inserida no Complexo Pedra Branca que se constitui em uma seqüência do tipo TTG com diversos coprpos matemáticos Pedra Branca que se constitui em uma seqüência do tipo TTG com diversos corpos metamáficos/ metaultramAficos, alguns mineralizados em cromita e EGP. Este trabalho buscou analisar os aspectos deformacionais e metalogenéticos destas rochas relacionando-os entre si e com atectônica regional. O estudo da deformação utilizou dados provenientes do campo e do microsc6pio 6tico avaliando nesta escala, os estágios da deformação alcançados pelos minerais quartzo, micas efeldspatos nas rochas graniticas e hornblenda e plagioclásio nas rochas metamaficas. A análise das fases minerais mostra, que as rochas de composição quartzo-feldspAticas absorveram melhor a deformação, possuindo uma história deformacional mais simples onde foram apagados as evidências estruturais anteriores. Nas rochas metamàficas, ao contrArio, as caracteristicas reológicas dos seus componentes e o contraste composicional com as litologias circundantes permitiu, a identificação de feições pretéritas e texturas que correspondem aos estágios menos evoluídos da deformação.Com base na integração dos dados estruturais, três eventos deformacionais foram distinguidos: o primeiro (D1 )resultou em um bandamento metamôrfico e na lineação N90, possivelmente de idade arqueana. O segundo (D2 ), o mais importante, e marcado por uma foliação de baixo ângulo e a lineação mineral NIO, de idade proterozôica. O ultimo (D3 ), pôs metamôrfico, desenvolveu dobras suaves e estruturas frágeis dúcteis. A análise textural e deformacional dos eventos tectonometamórficos principais sendo rúpteis onde os silicatos circundantes absorveram por completo a deformação. A forma em "pods" dos corpos mineralizados esta relacionado com o evento D2, ,através de uma estruturação distensiva segundo a lineação NIO. A análise quimica dos EGP mostram maior concentração dos elementos pt ePd atraves da formação de ligas e sulfetos (espirrilita). A exemplo dos aspectos texturais e deformacionais, a composição dos EGP indicam também semelhanças com outras sequências estratiformes do mundo mineralizadas em cromita / Abstract: This work is an analysis of the deformation and metallogenetic aspects of an are a in the central portion of Ceara State. The area is located in the Pedra Branca Complex and it consists of TTG-type sequences containing several metamafic and metaultramafic bodies, some of which contain chromitite with PGE.The microstructural studies have shown that the deformation of granitic composition rocks observed in minerals such as, quartz, micas and feldspars, do not have any record of preterit deformation. On the other hand, mainly because of their reological properties, metamafic rocks show evidence of prior deformation, as was seen in hornblendes and plagioclases. Based on the field work and optical microscopic observations, three deformational events have been established: the first (D1), is characterized by gneissic banding and mineral lineation (N90), probably of Archean age. The second (D2), and more important, is characterized by a tangencial tectonics that produced a low-angle foliation and mineral lineation (N1O) during the Proterozoic. Th_'third (D3), was pos-metamorphic and produced gentle folds and brittle-ductile structures. A number of chromite occurrences have been recorded in association with the ultramafic rocks of the Pedra Branca Complexo They occur as pods or lenses of variable dimensions. Textural and deformational features show that they were not affeted by the main tectonic events. The chemical results show that the chromitites of the two districts (Esbarro and Trapia) are generated in same magmatic condition. In the Esbarro district, the ore contains pt and Pd alloys and Pt-Pd-bearing sulphides. The obtained geochemical data and a comparision with other chromite deposits show that Pedra Branca chromites are of stratiform type. Neverthless, the pods of chromitites are parallel with the strike of the D2 mineral lineation, which plays an important role in the structural control of the mineralization / Mestrado / Mestre em Geociências