Uma abordagem de modelagem física qualitativa de resistência para maciços rochosos

Abstract

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.