Ensaio de Lugeongeomuseu.ist.utl.pt/SEMINAR2007/Temas%20das%20aulas/...Objectivos do Ensaio de...
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Ensaio de LugeonSCET IST 2007
Bombeagem de água com obturador
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O Ensaio de Lugeon é realizado em
MACIÇOS ROCHOSOS
É um ensaio in situ conduzido a partir de uma sondagem mecânica
Permite avaliar a possibilidade de circulação da água
Permite determinar a injectabilidade dos maciços
Utiliza-se em BARRAGENS e OBRAS SUBTERRÂNEAS onde a fracturação e a permeabilidade dos maciços podem constituir factor de risco
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PROCEDIMENTO
Injecção de água sob pressão num troço do furo e medição da absorção de água, que se infiltra nas suas fracturas da rocha. O fluxo é mantido sob pressão entre um obturador e o fundo do furo ou entre dois obturadores.
A condução do ensaio consiste em realizar vários patamares, de 10 minutos cada, a partir dos quais se vai aumentando a pressão de injecção de água até um máximo de 10Kgf/cm2.
A redução da pressão faz-se também pelos mesmos patamares. Em cada patamar registam-se os volumes injectados
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Manómetro HidrómetroReservatório
Representação esquemática da montagem do ensaio de Lugeon
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Instalação do equipamento
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Objectivos do Ensaio de Lugeon
Averiguar a necessidade, ou não, de impermeablização dos maciços e, caso necessário, determinar a quantidade de calda de cimento a utilizar para o efeito
Medir o grau de fracturação das rochas (baseia-se também em sondagens com recuperação de testemunho)
Determinar o valor aproximado da permeabilidadede maciços rochosos.
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Interpretação de resultados
Tipo de escoamento do fluido injectado
Fracturação responsável pela absorção
Tendência para a colmatagem ou desobstruçãodas fracturas abrangidas pela circulação forçada daágua
Determinação da profundidade recomendável parao futuro tratamento de impermeabilização e/ou de consolidação
Deformação elástica (sem excluir a eventual rotura) do maciço rochoso no bolbo envolvente de cada sondagem.
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PRESSÃO ABSORÇÃO(Kgf/cm2) (Litros)
P0 A0P1 A1P2 A2P1 A´1P0 A´0
Resultados do ensaio Lugeon
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Tipo de escoamento
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ENQUADRAR O PARÂMETRO A2/A1 NUM DOMÍNIO E CONFIRMAR O TIPO DE ESCOAMENTO
Anormal inferiora Chézy
Turbulento oude Chézy
Intermédio Laminar ou de Darcy
Anormal Superiora Darcy
0.9√ (P2/P1) 1.1√ (P2/P1) 0.9 (P2/P1) 1.1 (P2/P1)
Tipos de Escoamento Limite do Erro
Laminar ou de Darcy
P2/P1 = A2/A1 0.9 (P2/P1) ≤ A2/A1 ≤ 1.1 (P2/P1)
Turbulento ou de Chézy
√ (P2/P1)= A2/A1 0.9√ (P2/P1) ≤ A2/A1 ≤ 1.1√ (P2/P1)
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Escoamento laminar
Escoamento turbulento
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Tipo de fracturas ou recheio de fracturas
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O regime de escoamento está dependente do tipo de fracturação ou do tipo de preenchimento das fracturas
Anormal inferiora Chézy
Turbulento oude Chézy
Intermédio Laminar ou de Darcy
Anormal Superiora Darcy
0.9√ (P2/P1) 1.1√ (P2/P1) 0.9 (P2/P1) 1.1 (P2/P1)
Fracturação grosseira c/ ou s/ preenchimento
grosseiro
Fracturação fina c/ ou s/ preenchimento
fino
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Comportamento do recheio de fracturas
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Colmatagemdas fracturas
A´1 < A1
Para a mesma pressão a absorçãoapós a pressão máxima é menor
ou maior
Lavagem ou desobstrução das fracturas
A´1 > A1
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Fracturação hidráulica
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Estanquicidade do maciço ounecessidade de impermeabilização ?
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A (litros/10 minutos)U. Lugeon =
t (minutos) x l (metros)
l – comprimento do troço (m); t - tempo (minutos); A – absorção (litros/10 minutos)
UL é determinado apenas para 10 kgf/cm2 (*)
O maciço é considerado estanque se, em dois troços consecutivos (10 metros)
o valor de UL < 1
(*) Se o ensaio não atingiu esta pressão e o regime fôr laminar, faz-se uma regressão
linear para determinar a absorção correspondente a 10 kgf/cm2
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Em alternativa podemos calcular sempre as Unidades de Absorção
A (litros/10 minutos)U. A =
t (minutos) x l (metros) x p (Kgf/cm2)
Os valores devem ser inferiores a 0.1 para garantir a estanquicidade do maciço. Os resultados devem
Abranger também um troço de 10 metros
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Determinação da permeabilidade (k) do maciço
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H depende da posição do nível freático
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H depende da posição do nível freático
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Exercício de Revisão
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Exercício de Aplicação
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Absorções
Troço Ensaiado
(m)
Pressão do
ensaio Kg/cm2
l/10 min
UL
UA
A2/A1
P2/P1
√ (P2/P1)
Regime de
escoamento
Fracturação
Comportamento do recheio das
fracturas
5 -10
2.5 3.5 2.5
30 40 13
10 -15
2.5 3.5 2.5
28 54 22
15 -20
2.5 5.0
10.0 5.0 2.5
24 54
124 68 36
20 - 25
2.5 5.0
10.0 5.0 2.5
18 42 83 34 13
25 - 30
2.5 3.5 2.5
14 21 13