Caracterização geomecânica de maciços rochosos intemperizados

• Author(s): Zapata Guerra, Gabriel Jaime
• Date: 2013
• Origin: Oasisbr
• Subject(s): Mecânica dos solos; Intemperismo; Rochas; Geotecnia
• Document Type: Master thesis
• Language: Portuguese

Description

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil, 2011.

Maciços rochosos intemperizados estão presentes em muitos sítios de obras geotécnicas, tais como barragens, taludes e túneis. As obras geotécnicas escavadas ou apoiadas neste tipo de material apresentam problemas na definição do projeto e, consequentemente, deficiências na previsão de seu comportamento. Isso se dá devido à dificuldade para determinar os parâmetros geomecânicos e também às dificuldades na modelagem do meio, muitas vezes descontínuo. A pesquisa apresenta o estudo das propriedades geomecânicas de um maciço rochoso intemperizado que se caracteriza por apresentar um quadro geológico complexo, devido à contínua alternância de camadas de filitos, filitos grafitosos e quartzitos, bem como o padrão irregular que segue o intemperismo em profundidade, à anisotropia conferida pela foliação e à dispersão da orientação das descontinuidades devido a intensos dobramentos. A metodologia consiste em estudar o comportamento de diversas propriedades da matriz rochosa, conforme a variação no grau de intemperismo. Assim, foi observado que o critério aplicado para classificar o intemperismo teve resultados aceitáveis para caracterizar a mudança média das propriedades segundo o grau intemperismo. Porém, foi encontrada uma significativa dispersão dos dados, particularmente nos filitos. Mesmo assim, considera-se que esta metodologia ajuda a diminuir as incertezas relacionadas com a variabilidade e a definição dos parâmetros geomecânicos. Também foram obtidos os parâmetros de resistência do maciço rochoso por meio da metodologia GSI de Hoek, sendo estes valores comparados a ensaios de cisalhamento realizados em grandes blocos (grandes o suficiente para serem considerados representativos do maciço rochoso). Foi achado, para o caso estudado, que as estimativas de resistência do maciço rochoso pela metodologia GSI de Hoek são conservadoras em relação aos resultados dos ensaios de cisalhamento em grandes blocos. Com base nesses resultados, foram ajustados os dados de entrada da metodologia GSI de Hoek para que a envoltória de resistência obtida por esta metodologia seja similar à obtida no ensaio de cisalhamento direto em grandes blocos. Finalmente são apresentadas diretrizes gerais para abordar o problema da caracterização em maciços rochosos intemperizados. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Weathered rock masses are present in many sites of geotechnical structures such as dams, embankments and tunnels. Geotechnical structures excavated or supported in this type of material tend to present problems in defining the project and, consequently, deficiencies in predicting their behavior. This is due to the difficulty to determine geomechanical parameters and, also, due to difficulties in modeling the media, often discontinuous. This research presents a study of the geomechanical properties of intemperized rock masses, characterized by presenting a complex geological framework, due to the continuous alternating layers of phyllite, graphitic phyllite and quartzite, due to the irregular pattern that follows the weathering in depth, due to the anisotropy given by the foliation and due to the dispersion of the orientation of discontinuities given by intense folding in this region. The methodology consists in studying the behavior of various properties of the intact rock, considering the variation in the degree of weathering. Thus, it was observed that the criterion applied to classify the weathering had acceptable results to characterize the average change of the properties according to the degree of weathering. However, it was found a significant dispersion of data, particularly in the phyllites. Still, this approach helps to reduce uncertainties related to the variability and definition of the geomechanical parameters. Strength parameters of the rock mass were also obtained using the classification GSI of Hoek and these values were compared with shear tests results carried out in large blocks (large enough to be considered representative of the rock mass). For this case of study, it was found that the estimative of the rock mass strength by the classification GSI of Hoek is conservative compared to the results of the shear tests carried on large blocks. Based on these results, the input data of the classification GSI of Hoek was adjusted, in order to obtain a strength envelope similar to that obtained in the direct shear tests in large blocks. Finally, general guidelines are presented to address the problem of characterization in weathered rock masses.