Modelos em Mecânica de Rochas aula dia 6-11-09

MIN 225

Introdução

Mecânica das Rochas: • desenvolveu-se, sobretudo nas últimas três

décadas;• ampla repercussão na concepção, projeto e

execução de trabalhos em que seja necessário levar em consideração o comportamento dos maciços rochosos (fundações, túneis, taludes, poços etc);

• preocupações gerais de melhoria da economia e das condições de segurança das operações mineiras;

• problemas colocados pela crescente profundidade atingida pelas minas.

Modelos• Modelo: representação de sistemas, objetos ou

fenômenos para facilitar a compreensão das entidades estudadas, nos aspectos quantitativos e qualitativos, sendo diferente da apresentação natural.

Métodos analíticos envolvem: • modelo conceitual de uma estrutura para pesquisa, • modelo físico, • modelo matemático (soluções analíticas – closed form

solutions), • modelo numérico (técnicas de elementos finitos e

outras), • simulações e modelos analógicos (STRACK, 1988).

Vários modelos numéricos foram concebidos a partir de estudos anteriores com modelos físicos.

ModelosAbordagens da mecânica de maciços:

• modelos físicos experimentais; • analogias; • modelos numéricos ou matemáticos; • estudos de campo em escala real; • uso de regras empíricas e da experiência prévia;• associação de técnicas.

• Desenvolvimento da informática, em especial dos modelos matemáticos numéricos, cresceu de modo fabuloso a utilização dos modelos matemáticos.

UTILIZAÇÃO DE MODELOS FÍSICOS

• utilização há pelo menos cinco décadas;• utilização em diversas áreas e centros de pesquisa, em

diversos países;• são demonstrativos (largamente utilizados no ensino);• propiciam diretrizes úteis para projeto;• fornecem padrões de comportamento do material;• menos onerosos e mais rápidos de se construir. • prestam-se em particular a estudos paramétricos; • dificuldades de se manter no modelo físico todos os

critérios de similitude dinâmica compatibilizados.

ModelosModelos físicos

• Ensaios representam vários aspectos do comportamento mecânico do objeto de estudo, sendo uma ferramenta útil para se definir parâmetros importantes para projeto;

• Evitando-se ou minimizando-se as modificações de estruturas.

• Expressões analíticas• Abordagem importante, mas ainda limitada em

alguns campos.

Modelos físicos

• Modelos físicos em Mecânica de Rochas: se tornou popular especialmente na Europa.

• No Brasil: exemplos - plataformas oceânicas (UFRJ);• hidráulica na Universidade de Santa Maria (RS);• hidráulica, processos metalúrgicos e de tectônica de

placas (UFOP)• Ampla utilização dos modelos físicos no ensino de

engenharia (NOGUEIRA, UFMG - 2005).• - custo de construção;• - restrições relativas às necessidades imediatas de uma

mina em atividade.