[pt] Esta dissertação apresenta resultados de simulação física e numérica do comportamento mecânico de cavidades circulares em meios contínuos. Na simulação numérica foi possível reproduzir o comportamento tensão-deformação registrado nos ensaios. O comportamento mecânico do contínuo foi abordado de duas formas: i) Teoria clássica e ii) Modelo generalizado de Cosserat. A segunda abordagem, por dispor de um grau de liberdade extra, permite a reprodução numérica de algumas feições observadas ao redor das cavidades circulares em testes de laboratório de maneira mais realística. A teoria clássica de contínuo foi associada somente ao modelo constitutivo de Mohr-Coulomb. Já para Cosserat, foram utilizados dois modelos constitutivos: Mohr-Coulomb e Bogdanova-Lippmann Modificado. A motivação para apresentar contínuo generalizado neste trabalho é que o mesmo inclui a parcela referente ao comportamento das partículas. Em todos os testes foram utilizadas amostras do arenito Botucatu, obtidas em São Paulo e Paraná. Para caracterização mecânica deste material foram realizados ensaios uniaxiais, triaxiais e brasileiros. Já a simulação física do comportamento de cavidades circulares foi analisada segundo duas geometrias: cúbica (com aplicação de estado de tensão biaxial) e cilíndrica (TWC – Thick Walled Cylinder). O acompanhamento da ruptura das cavidades cilíndricas foi feito de forma visual (amostras cúbicas) e com monitoramento tomográfico em tempo real (amostras cilíndricas). Com base na observação experimental da ruptura das cavidades cilíndricas e nas simulações numéricas considerando o contínuo clássico e de Cosserat, foi possível verificar que, ambas as abordagens possibilitaram a reprodução das feições observadas. / [en] This work seeks to realize physical and numerical simulation of the mechanical behavior of the wellbore stability for continuum environment.The Continunm s mechanical behavior is approach by two ways: i) Classic Continuum Theory and ii) Cosserat Continuum. On the second approach, the theory allows an extra degree of freedom, which plays an important rule on instabilities and bifurcation problems; this allows a more realistic numerical simulation of the failure mechanism observed on circular cavity. The Classic Continuum Theory is associated to a Mohr-Coulomb constitutive model. On the other hand for Cosserat
Theory s applied tow constitutive models: Mohr-Coulomb and Modified Bogdanova-Lippmann.The generalized continuum takes in account the microstructure of the material.It s used on all tests Botucatu s specimens, which were acquired at São Paulo and Paraná. For characterize the rock s behavior it s realized triaxial, uniaxial and brazilian tests. Then the physical simulation of the circular cavity s behavior was analyzed for two geometries: cubic samples (biaxial stress) and cylindric samples (TWC – Thick Walled Cylinder). The failure mechanism of circular cavity was followed visually (cubic samples) and with CT X-Ray in real time (cylindric samples).From the experimental observations of the failure mechanism of circular cavity and numerical simulations, with Classic Continuum and Cosserat, was possible to verify that both approaches reproduce the behavior of the rocks observed on experimental data.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:31864 |
| Date | 27 October 2017 |
| Creators | KAREN CAMILA RIBEIRO LOBATO |
| Contributors | EURIPEDES DO AMARAL VARGAS JUNIOR |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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