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Análise de Descontinuidades utilizando Dips - Rocscience Alunas: Daniela Sousa, Francielly Rocha e Jessica Machado Professor: Leonardo Pedrosa Engenharia de Minas – Mecânica das Rochas e Estabilidade de Taludes Palmas/2014 Introdução Os diferentes tipos de instabilidade possíveis em taludes rochosos estão intimamente associados ao tipo de estruturas geológicas. Posto isto, torna-se necessário numa fase preliminar dos estudos identificar quais as possíveis situações de instabilidade que possam vim à ocorrer em tais estruturas. Para uma primeira identificação destas situações recorre-se normalmente à simples análise estereográfica dos diagramas com a representação dos polos das descontinuidades e das respetivas curvas de isodensidades, valores médios do atrito nas descontinuidades e representação dos planos dos taludes. Estes diagramas são normalmente obtidos com recurso a programas informáticos como o Dips. Os diferentes tipos de ruptura são função tanto das orientações relativas da face do talude como das descontinuidades. Para cada um dos potenciais tipos de ruptura existe um cálculo específico de análise da estabilidade que tem em consideração a forma e dimensões dos blocos, a resistência ao deslizamento das superfícies de escorregamento, as pressões da água e outras forças aplicadas. Os primeiros três tipos de instabilidade de blocos – planar, cunha e tombamento de blocos têm formas distintas determinadas pela estrutura geológica. No caso dos blocos planares e cunhas a estrutura tem mergulho concordante com a face do talude e emerge nesta, pelo que na representação hemisférica os polos das descontinuidades localizam-se na parte oposta do círculo maior representativo do plano da face do talude. No caso do tombamento de blocos a estrutura mergulha no sentido contrário para o interior da face do talude, pelo que na representação hemisférica os pólos e o círculo maior do plano da face situam-se do mesmo lado da área de projeção e com descontinuidades não persistentes mergulhando para fora da face do talude. Análise de Descontinuidades e Instabilidade de Taludes utilizando o Dips O referente estudo de análises está diretamente relacionado com a aplicação direta de suas descontinuidades no Dips. O Dips (Graphical and Statistical Analysis of Orientation Data) é um programa criado e desenvolvido pela Rocscience (2013) para análise interativa de dados geológicos relativos à orientação de descontinuidades. O programa dispõe de diversas ferramentas com várias aplicações diferentes visto ter como alvo tanto utilizadores ocasionais como utilizadores mais experientes que pretendam utilizar as opções mais avançadas na análise de dados geológicos. De um modo geral, permite ao utilizador visualizar e analisar dados de estruturas geológicas. O Dips é utilizado como base para identificação de possíveis instabilidades de taludes rochosos, pois permite o tratamento de dados geológicos e posterior análise das famílias de descontinuidades existentes. Em primeiro lugar, após iniciar o programa, o utilizador seleciona o formato através do qual pretende inserir as orientações das descontinuidades. Um dos formatos mais utilizados é aquele em que são inseridos os valores do pendor (Dip) e do azimute (Dip Direction) das descontinuidades como sugerido na Figura. Orientação das Descontinuidades A principio a investigação das descontinuidades em uma fundação consiste na análise da orientação e identificação das famílias de descontinuidades, ou descontinuidades singulares, que podem determinar blocos de rocha potencialmente instáveis. Estas informações quanto a orientação das respectivas podem ser obtida a partir de diferentes fontes, tais como mapeamentos de superfície e subterrâneos, amostras e furos de sondagens, sendo necessário combinar os dados num sistema que possibilite a respectiva análise. Esta análise é facilitada pelo uso de métodos simples e precisos que exprimem a orientação da descontinuidade. A orientação, ou atitude duma descontinuidade no espaço é definida pelo pendor ou mergulho da linha de maior declive (dip) do respectivo plano que a contem, através do ângulo medido no sentido descendente a partir da horizontal, e pelo azimute da direção dessa mesma linha (dip direction), sendo medido este ângulo a partir do Norte no sentido dos ponteiros do relógio. Atualmente existem no mercado diversos softwares que permitem o tratamento informático dos dados de levantamento e o seu tratamento. Normalmente tal software, para além do traçado de curvas de isodensidades de concentração de polos, permite a obtenção de outros elementos de interesse prático. Na Figura abaixo mostram-se os diagramas obtidos através do software DIPS (Rocscience) em resultado do tratamento do conjunto de 20 descontinuidades elaboradas pelo grupo. De acordo, com as orientações em sala; atribuímos 20 descontinuidades e subdividimos em famílias de descontinuidades para melhor representar as possíveis causas de rupturas sujeitas ao taludes. Dip Dip direction 35 30 20 135 75 230 60 135 80 50 40 125 75 225 55 215 40 230 25 145 30 60 30 45 40 130 60 240 40 125 20 340 38 135 41 152 30 25 75 233 Tabela 1. Índices atribuídos Atribuiu-se um ângulo de Talude com cerca de 45° Resultados e Discursões Os diferentes tipos de instabilidade possíveis em taludes rochosos estão intimamente associados ao tipo de estruturas geológicas. Posto isto, torna-se necessário numa fase preliminar dos estudos identificar quais as possíveis situações de instabilidade que possam vim à ocorrer em tais estruturas. Para uma primeira identificação destas situações recorre-se normalmente à simples análise estereográfica dos diagramas com a representação dos polos das descontinuidades e das respetivas curvas de isodensidades, valores médios do atrito nas descontinuidades e representação dos planos dos taludes. De acordo com as representações temos três possíveis rupturas, que são elas: Ruptura planar, em cunha e tombamento de blocos. Ruptura planar - a sua ocorrência está associada à existência de descontinuidade contínuas e bem definidas que possuem inclinação na direção da face do talude e com um ângulo de azimute semelhante ao talude. Ruptura por Cunha – É um tipo de deslizamento sem rotação, de um bloco em forma de cunha que se resulta da intersecção de dois planos definidos por superfícies de descontinuidades de diferentes famílias. Tombamento de blocos – consiste no derrubamento de blocos de rocha, ou seja, ocorre uma rotação de um bloco para a frente da aresta. Para que ocorra esse tipo de ruptura o azimute da reta de maior declive das descontinuidades deve mergulhar no sentido oposto ao da face do talude, não divergindo mais que 20° do azimute da reta de declive do plano da face. Ao contrario do que acontece na ruptura planar e em cunha, a estrutura no caso do tombamento de blocos mergulha para o interior da face do talude. Conclusão O presente relatório tem como objetivo demonstrar os resultados das análises de estabilidade em taludes que apresentam descontinuidades. Estas analises foram realizadas utilizando softwares da Rocscience. Bibliografia MESQUITA, Vítor Manuel G. da C. Análise Determinística E Probabilística Da Estabilidade De Blocos Em Taludes Rochosos. Dissertação de mestrado – Faculdade de Engenharia Universidade do Porto, Portugal, 2013. ROSCIENCE, Plotting, Analysis and Presentation of Structural Data Using Spherical Projection Techniques, Tutorial, 2002.
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