INTRODUO MECNICA DAS ROCHAS

PMI 2632 - Mecnica de Rochas Aplicada Minerao

Prof. Eduardo Csar Sansone

Escola Politcnica da Universidade de So PauloDepartamento de Engenharia de Minas e de Petrleo

A GEOMECNICAA GEOMECNICA

CONCEITO

A GEOMECNICA a cincia (ou rea tecnolgica) que se preocupa com o estudo do comportamento mecnico da Terra, ou seja dos Solos e das Rochas.

Assim, se divide em duas disciplinas principais:- Mecnica dos Solos.- Mecnica das Rochas.

A GEOMECNICAA GEOMECNICA

Em funo das reas de aplicao, especialmente na interface entre a GEOLOGIA e a ENGENHARIA CIVIL, a GEOMECNICA tambm pode ser identificada como:

Geologia de EngenhariaouGeotecnia

US NATIONAL COMMITTEE ON ROCK MECHANICS(proposta em 1964 e modificada em 1974)

Mecnica das Rochas a cincia aplicada e terica que estuda o comportamento mecnico das rochas e macios rochosos; um brao da mecnica relacionado com as respostas das rochas e macios rochosos aos campos de foras do seu ambiente fsico.

A MECNICA DAS ROCHASA MECNICA DAS ROCHAS

HISTHISTRICO DA MECNICA DAS ROCHASRICO DA MECNICA DAS ROCHAS

EVOLUO DA ESCAVAO DE TNEIS

41 a. C.: Tnel romano para drenagem do lago Fucinus (5.600 m de extenso com seo de 6x3 m e 11 anos para execuo utilizando cerca de 30.000 escravos).10 m/semana em solo.

~1900 d. C.: 6 m/semana com perfurao e desmonte (rocha).

~1950 d. C.: 30 m/semana com perfurao e desmonte (rocha).

Atualmente: 150 m/semana com perfurao e desmonte.420 m/semana com TBM (Tunnel Boring Machine).(rocha)

Operao de perfurao e desmonte no final do sculo XIX

HISTHISTRICO DA MECNICA DAS ROCHASRICO DA MECNICA DAS ROCHAS

Operao de perfurao e desmonte atual

HISTHISTRICO DA MECNICA DAS ROCHASRICO DA MECNICA DAS ROCHAS

HISTHISTRICO DA MECNICA DAS ROCHASRICO DA MECNICA DAS ROCHAS

Carreta de Perfurao

Equipamento para escavao de tneis a seo plena(TBM - Tunnel Boring Machine)

HISTHISTRICO DA MECNICA DAS ROCHASRICO DA MECNICA DAS ROCHAS

Equipamento para escavao de tneis a seo plena(TBM - Tunnel boring Machine)

HISTHISTRICO DA MECNICA DAS ROCHASRICO DA MECNICA DAS ROCHAS

HISTHISTRICO DA MECNICA DAS ROCHASRICO DA MECNICA DAS ROCHAS

TBM

Perfurao na Camada de Sal

DATAS IMPORTANTES

- Desenvolvimento dos primeiros mtodos de escavao mecanizada a partir de 1850.- Primeiro simpsio sobre Mecnica das Rochas realizado em 1950 na ustria.- Primeiro livro sobre a Mecnica das Rochas: Mecanique des Roches de Talobre em 1957 (preocupado mais com problemas da Engenharia Civil).- Criao da ISRM - International Society of Rock mechanics e 1962.- Primeiro congresso internacional realizado em Lisboa em 1966.- Criao no IPT da Diviso de Geologia incluindo uma seo de Mecnica das Rochas em 1970.

HISTHISTRICO DA MECNICA DAS ROCHASRICO DA MECNICA DAS ROCHAS

OBRAS EM SUBTERRNEO

- Projeto de escavaes mineiras (galeria, poo, rampa, painel etc.).- Projeto de tneis (engenharia civil).- Projeto de suporte em escavaes subterrneas.- Projeto das operaes de minerao por subsidncia (block caving, longwall).- Projeto de depsitos subterrneos de material radioativo.- Avaliao do perigo das exploses de rocha (rockburst).

APLICAAPLICAES DA MECNICA DAS ROCHASES DA MECNICA DAS ROCHAS

OBRAS EM SUPERFCIE E OUTRAS

- Projeto de taludes na minerao a cu aberto (cava, bota fora e barragem de rejeito).- Projeto de fundaes de barragens.- Projeto de fundaes de grandes obras civis.- Projeto de equipamentos de perfurao e escavao de rocha.- Otimizao do projeto de perfurao e desmonte de rocha.- Estudo dos processos de moagem e britagem.- Projeto de poos de petrleo.

APLICAAPLICAES DA MECNICA DAS ROCHASES DA MECNICA DAS ROCHAS

APLICAAPLICAES DA MECNICA DE ROCHAS NO CICLO DE ES DA MECNICA DE ROCHAS NO CICLO DE VIDA DE UM PROJETO DE MINERAVIDA DE UM PROJETO DE MINERAOO

ETAPAS DO PROJETO

- Caracterizao geolgica de campo.- Coleta de amostras e realizao de ensaios para a determinao de parmetros caractersticos do comportamento mecnico das rochas e dos macios rochosos.- Construo de um modelo conceitual da mina e das escavaes a serem realizadas.- Aplicao de uma metodologia de projeto adequada cada tipo de escavao e ao grau de detalhe desejado, com o estudo de diferentes alternativas de projeto.- Execuo das escavaes.- Monitoramento das escavaes e da mina como um todo.- Previso do abandono (fechamento de mina).

PROGRAMA DA DISCIPLINAPROGRAMA DA DISCIPLINA

TPICOS

- Definio e aplicaes da Mecnica de Rochas.- Mtodos de Projeto.- Comportamento das rochas fraturadas.- Tenses e crculos de Mohr.- Anlise das tenses e deformaes nos macios rochosos.- Estado de tenses naturais nos macios rochosos.- Determinao das tenses atuantes nos macios rochosos.- Comportamento mecnico das rochas - modelos reolgicos.- Propriedades mecnicas das rochas.- Ensaios mecnicos em rocha.- Critrios de ruptura para rocha e para macio rochoso.- Classificaes geomecnicas aplicadas aos macios rochosos.- Comportamento das escavaes subterrneas.- Concentrao de tenses.- Escavaes circulares, elpticas, retangulares e com outros formatos.- Aberturas mltiplas.- Dimensionamento de pilares em macios rochosos.- Estabilidade de taludes.

AVALIAAVALIAOO

PROVAS1 Prova: 15/092 Prova: 20/103 Prova: 19/11Prova Substitutiva: 01/12

CRITRIO DE APROVAOMF = 0,7P + 0,3TOnde:P = mdia das provasT = mdia das notas de exerccios e trabalhos

OBSERVAES- Ser feito controle de freqncia em todas as aulas.- Telefones celulares, tablets e computadores podero ser utilizados em sala de aula apenas se expressamente solicitados.

MATERIAL E REFERNCIASMATERIAL E REFERNCIAS

SITE DA DISCIPLINAhttp://disciplinas.stoa.usp.br/course/view.php?id=688

BIBLIOGRAFIABIENIAWSKI, Z. T. Engineering rock mass classifications. New York, John Wiley, 1989. BIENIAWSKI, Z. T. Rock mechanics design in mining and tunneling. Rotterdam, Balkema, 1984.BRADY, B. H. G.; BROWN, E. T. Rock mechanics for underground mining. London, Chapman & Hall, 1994.COATES, D. F. Fundamentos de mecanica de rocas. Madrid, Blume, 1973.FRANKLIN, J. A.; DUSSEAULT, M. B. Rock engineering. New York, MacGraw-Hill, 1989.GOODMAN, R. E. Introduction to rock mechanics. New York, Wiley, 1980.HARRISON, J. P. Engineering rock mechanics. Oxford, Pergamon, 2006.HOEK, E.; BROWN, E. T. Underground excavations in rock. London, The Institute of MiningMetallurgy, 1980.HUDSON, J. A. Engineering rock mechanics: an introduction to the principles. New York, Pergamon, 2005.JAEGER J. C.; COOK, N. G. W. Fundamentals of rock mechanics. Chapman and Hall, 3 ed, London 1976. (Science Paperbacks, 18).OBERT, L.; DUVALL, W. I. Rock mechanics and the design of structures in rock. New York, Wiley, 1967.

OBRIGADO!

Contato:Prof. Eduardo Csar Sansoneesansone@usp.br