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

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

[pt] O entendimento dos processos que levam à instabilidade de taludes rochosos é de grande importância em análises de risco. Normalmente, desplacamentos e quedas de blocos de rocha ocorrem em épocas sem chuva, levando a crer que existem outros fatores deflagradores que devem ser analisados. Estudos relativamente recentes tem levantado a importância das tensões térmicas na propagação de fissuras e noacúmulo de tensões de tração. De forma a avaliar o impacto da ciclagem térmica sobre a rocha, foram realizadas análises termomecânicas utilizando o software de elementos finitos Abaqus 6.14. Nas simulações efetuadas foram utilizadas geometrias simplificadas, representativas de placas rochosas reais de áreas costeiras do Brasil. O maciço rochoso foi considerado isotrópico e homogêneo e os parâmetros térmicos utilizados (condutividade, calor específico e coeficiente de expansão térmica) foram adotados de acordo com valores obtidos na literatura para rochas de origem e constituição similar às rochas presentes na costa da região sudeste do Brasil (Gnaisses e Granitos). As condições de contorno de temperatura foram obtidas através de campanhas experimentais extraídas de estudo anterior. Admitiu-se ainda, apenas a ocorrência do modo I de propagação de fraturas, sendo a análise da propagação restrita a comparação entre K1c e os valores K1 desenvolvidos. Os resultados das simulações numéricas mostraram que a ocorrência de baixas temperaturas e de altos gradientes térmicos entre as faces externa e interna da placa ocasionam os maiores valores de K1, cuja magnitude é comparável aos valores de K1c típicos para rochas encontradas na região sudeste do Brasil. / [en] The understanding of the processes that lead to instability of rock slopes is of great importance in risk analysis. Normally, detachments and rockfalls occur in times without rain, leading to belief that there are other triggering factors that need to be evaluated. Relatively recent studies have raised the importance of thermal stresses in the propagation of cracks and in the accumulation of tensile stresses. In order to evaluate the impact of thermal cycling on the rock, thermomechanical analyzes were performed using Abaqus 6.14 finite element software. In the simulations, simplified geometries were used, representative of real rock plates of coastal areas of Brazil. The rock mass was considered isotropic and homogeneous and the thermal parameters (conductivity, specific heat and coefficient of thermal expansion) were adopted according to values obtained in the literature for rocks of origin and constitution similar to the rocks present in the coast of the southeastern region of Brazil (Gneisses and Granites). The temperature contour conditions were obtained through experimental campaigns extracted from a previous study. Only the occurrence of mode I of fracture propagation was allowed, with propagation analysis being restricted to the comparison between K1c and the K1 values developed. The results of the numerical simulations showed that the occurrence of low temperatures and high thermal gradients between the outer and inner faces of the plate cause the highest values of K1, whose magnitude is comparable to the values of K1c typical for rocks found in the southeastern region of Brazil.