Previsão do comportamento de aberturas subterrâneas em maciços rochosos

Resumen

Os maciços rochosos assumem toda uma diversidade de feições, que vão desde os meios homogéneos e intactos até às zonas de falhas preenchidas com materiais argilosos, apresentando numerosas descontinuidades e intenso esmagamento, passando pelos conjuntos de blocos em que as descontinuidades estão mais ou menos regularmente espaçadas. Um breve exame do comportamento das aberturas efectuadas nesses meios - tais como furos de sondagem, túneis e grandes escavações mineiras - aponta algumas tendências consistentes. Crê-se que os mecanismos fundamentais de rotura e as necessidades de sustimento são sempre fortemente influenciados pelas variações volumétricas associadas à potencial rotura. Mesmo meios não-diaclasados eventualmente romperão por superfícies tais como fracturas por tracção ou por corte. Pode não existir propriamente uma zona "plástica", já que a rocha entre as superfícies de rotura pode estar intacta e sob tensões relativamente menores. Como as variações volumétricas que acompanham a rotura são em grande medida determinadas pela dilatação (ou contracção) ao longo dessas superfícies de rotura ou descontinuidades preexistentes, o conhecimento destas últimas é fundamental para prever o comportamento de aberturas subterrâneas.

A fim de demonstrar algumas das variações volumétricas que ocorrem quando os maciços rochosos são submetidos a crescentes tensões de corte, pode recorrer-se a medições cuidadosas sobre modelos de meios diaclasados. As componentes da deformação das descontinuidades - fecho e dilatância induzida pelo corte - determinam o tipo de resposta de cada maciço. Procura-se obter uma descrição unificadora da resistência ao corte dos maciços rochosos a partir do comportamento do meio descontínuo.

Nesta comunicação utiliza-se, com esse fim, quer o sistema Q quer o índice JRC/JCS de caracterização das descontinuidades. O critério proposto contrasta com o de Hoek e Brown, que descreve principalmente a resistência da rocha intacta, embora com ajustamentos para aplicação a meios diaclasados ou esmagados.

Apresentam-se exemplos de modelação de escavações em meios diaclasados, usando modelos físicos e numéricos. Dá-se especial importância à discrepância entre o comportamento de meios diaclasados e as tentativas da sua simulação por modelos de meio contínuo. Como razões para a discrepância citam-se a abertura das descontinuidades por tracção e a histerese na descarga associada ao corte. Descrevem-se estudos recentes em modelo, em que foi utilizado o método UDEC (Código Universal de Elementos Discretos) para exemplificar a previsão das variações de permeabilidade na zona alterada na vizinhança de túneis.