Estudo de breakouts em maciços rochosos para a determinação da magnitude das tensões in situ.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Guimarães, Alessandro Jésus
Orientador(a): Figueiredo, Rodrigo Peluci de, Magalhães, Fábio Soares
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Deformações e tensões - tensões in situ
Engenharia geotécnica - breakouts
Mecânica de rochas
Link de acesso: http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/13340
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Guimarães, Alessandro JésusFigueiredo, Rodrigo Peluci deAlameda Hernández, Pedro ManuelArmelin, João LuizFigueiredo, Rodrigo Peluci deMagalhães, Fábio Soares2021-07-06T15:08:39Z2021-07-06T15:08:39Z2019GUIMARÃES, Alessandro Jésus. Estudo de breakouts em maciços rochosos para a determinação da magnitude das tensões in situ. 2019. 87 f. Dissertação (Mestrado em Geotecnia) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/13340Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.A presente dissertação apresenta o estudo de um fenômeno que ocorre nos maciços rochosos quando estes são escavados de forma circular tais como furos de sondagem, shafts, túneis, poços de petróleo, etc. O breakout, como é conhecido o fenômeno nestas escavações, se caracteriza por duas rupturas praticamente diametralmente opostas nos maciços rochosos de comportamento frágil e tem sido objeto de estudos na indústria do petróleo, da mineração e da construção civil. A sua ocorrência é indesejada para estes setores, pois acarreta em perdas de caráter técnico, financeiro e pode até mesmo resultar em fatalidades nas situações onde o colapso provocado em túneis, galerias, shafts e outras estruturas não permite ação em tempo hábil para se evitar o pior. Porém, existe um campo de aplicação onde a ocorrência do breakout é útil e fornece importantes informações adicionais aos estudos da determinação do campo de tensões in situ. Quando este ocorrer em furos de sondagens executados na vertical ou subverticalmente com a finalidade de serem instrumentalizados para se realizar ensaios de fraturamento hidráulico, indicará direções dos eixos das tensões horizontais máxima e mínima (σH e σh) presentes no maciço rochoso. Essa informação auxilia sobremaneira nos estudos da determinação do campo de tensões in situ. Essa dissertação apresenta estudo de como aproveitar a ocorrência dos breakouts de forma a utilizar este fenômeno também para a obtenção da magnitude das tensões horizontais máxima e mínima que foram capazes de produzi-los. Os breakouts figuram como um método de estudo de tensões in situ baseado em comportamento do maciço rochoso sem qualquer influência de um método de ensaio. Eles são uma resposta da rocha ao desconfinamento provocado pela execução do furo no maciço cujo campo de tensão provoca na parede do mesmo uma tensão tangencial σθ que, se atingir magnitude superior a resistência à compressão uniaxial σc, provocará a ruptura que o caracteriza. Uma vez que tenha ocorrido o breakout, porque não utilizar a sua ocorrência para o cálculo das magnitudes das tensões horizontais máximas que levaram o maciço rochoso a romper dessa maneira tão peculiar? Foi com base no artigo Zoback et al. (1985) e em uma solução proposta por Figueiredo (2018) que o estudo apresentado nessa dissertação procurou analisar em detalhes e, a partir destas duas soluções analíticas, propor ajustes das magnitudes do campo de tensões in situ.This dissertation presents a study of the phenomenon that occurs in rock masses when they are excavated in a circular form such as boreholes, shafts, tunnels, oil wells, etc. The phenomenon of these excavations is named breakout and is characterized by two virtually diametrically opposed ruptures in fragile rock masses and has been the subject of studies in oil, mining and construction industries. Its occurrence is undesirable for these sectors, as it causes technical and financial losses and may result in fatalities in situations where the collapse caused by tunnels, galleries, shafts, and other structures does not allow timely action. However, there is a field of application where the breakout occurrence is useful and provides additional important information to studies of in situ stress field determination. When it occurs in boreholes drilled vertically or sub-vertically for the purpose of being instrumented for hydraulic fracture testing, it will indicate the directions of the axes of maximum and minimum horizontal stresses (σH and σh) present in the rock mass. This information assists studies in the determination of the in situ stress field. This dissertation presents a study of how to use the occurrence of breakouts in order to obtain the magnitude of the maximum and minimum horizontal stresses that were able to produce them. Breakouts represents an in situ stress study method based on rock mass behavior without any influence of test methods. They are a response of the rock to the deconfining caused by the drilling of a borehole in the rock mass whose stress field causes tangential stress σθ on the wall of the rock which will cause the rupture that characterizes it, when the magnitude is greater than the uniaxial compressive strength σc. Once the breakout has occurred, why not use it to calculate the magnitude of the maximum horizontal stresses that caused the rock mass to break in such a peculiar way? Based on Zoback et al. (1985) and in a solution proposed by Figueiredo (2018), this dissertation presents a detailed analysis of these two analytical solutions to propose adjustments of the in situ stress field magnitudes.http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 18/02/2020 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessDeformações e tensões - tensões in situEngenharia geotécnica - breakoutsMecânica de rochasEstudo de breakouts em maciços rochosos para a determinação da magnitude das tensões in situ.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPORIGINALDISSERTAÇÃO_EstudoBrekoutsMaciços.pdfDISSERTAÇÃO_EstudoBrekoutsMaciços.pdfapplication/pdf2401495http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/13340/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O_EstudoBrekoutsMaci%c3%a7os.pdf2b3497885e662dfb4c5e03285e76d7e3MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/13340/2/license_rdf9868ccc48a14c8d591352b6eaf7f6239MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/13340/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53123456789/133402021-07-06 11:08:45.29oai:localhost: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332021-07-06T15:08:45Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
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