ISEP - DM – Engenharia Geotécnica e Geoambiente
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Percorrer ISEP - DM – Engenharia Geotécnica e Geoambiente por Domínios Científicos e Tecnológicos (FOS) "Engenharia e Tecnologia::Engenharia do Ambiente"
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- Análise da estabilidade geomecânica da escavação subterrânea no jazigo de S. João (minas de Aljustrel)Publication . BATISTA, JOÃO PEDRO MADEIRA; Chaminé, Helder Gil Iglésias de OliveiraA presente dissertação centra-se na análise de estabilidade das escavações subterrâneas no jazigo de S. João, pertencente às Minas de Aljustrel. A caracterização e avaliação geotécnicas e geomecânicas mineiras do maciço incluíram o tratamento de dados geológico-geotécnicos provenientes de 94 sondagens direcionadas à massa mineral. Nestes dados, aplicaram-se os sistemas de classificação Q-System e a correlação com o GSI. Devido à fraca qualidade do maciço e à dificuldade em obter amostras que atendam aos requisitos mínimos para ensaios laboratoriais, os parâmetros de resistência foram estimados com recurso a correlações e a ensaios expeditos. Estes parâmetros foram posteriormente utilizados na modelação numérica. Com as propriedades geomecânicas definidas e os zonamentos geotécnicos balizados, avançou-se para a modelação numérica 2D no software RS2. O estudo da geometria das galerias demonstrou que uma secção de coroa abobadada otimiza a transferência de tensões e reduz os deslocamentos do maciço. Com base nesses resultados, dimensionou-se o sustimento para as diferentes zonas geotécnicas já definidas no jazigo. Previu-se a necessidade de uma contenção mais pesada nas zonas intersectadas por falhas. Foram testados dois métodos de exploração, o já utilizado Bench-and-fill e o Cut-and-fill, para mitigar ao máximo o estado de tensão do maciço. Por fim, simulou-se a sequência de lavra de um pilar de soleira. A análise confirmou que a estabilidade global de todo o bloco de exploração depende criticamente da extração inicial das bancadas primárias e da rigidez do material de enchimento pastefill, garantindo, assim, o confinamento e a estabilidade necessários para a posterior lavra das bancadas secundárias.
- Controlo de compactação de aterros em argila expandidaPublication . SILVA, EDUARDO BROCHADO DA; Mendonça, António Agostinho MartinsOs agregados leves de argila expandida, utilizados em aterros estruturais pelo seu reduzido peso volúmico, carecem de uma metodologia de controlo de compactação consolidada, pois os métodos clássicos (Proctor, garrafa de areia, gamadensímetro) não são aplicáveis a este material poroso e de comportamento frágil. Esta dissertação desenvolve e valida uma metodologia de controlo de qualidade da compactação de aterros com argila expandida, recorrendo ao penetrómetro dinâmico PANDA. O programa experimental incluiu ensaios em modelo reduzido, avaliando a influência da espessura de camada e do número de passagens de compactação, e ensaios em caixas-modelo de 1 m³, que validaram o critério de redução volumétrica de 10% do EXCA (2007) e caracterizaram a heterogeneidade da compactação. Estes ensaios foram complementados por uma caracterização laboratorial das amostras recolhidas antes e após cada ensaio (massa volúmica, resistência mecânica e granulometria), validando, de forma independente, parte destas conclusões. Com base nos resultados, desenvolveu-se uma correlação original entre qd e o módulo de deformabilidade E, a Fórmula de Correlação qd-E para Argila Expandida (2026), E = 17,77 · qd^0,681 (R² = 0,965), sustentando um intervalo de aceitação de qd ∈ [1,25; 2,00] MPa para o controlo de compactação de aterros com Argila Expandida em obra.
- Correlação entre as características geomecânicas e o rendimento de perfuração em maciços rochosos: Avaliação pelo ensaio de campo com martelo de SchmidtPublication . GUERRA, JOÃO PEDRO FERNANDES; Ramos, Luís Carlos Correia; Chaminé, Helder Gil Iglésias de OliveiraA eficiência da perfuração é um dos fatores determinantes do desempenho das operações de desmonte em pedreira, influenciando diretamente a produtividade da exploração. Neste contexto, a presente dissertação tem como principal objetivo estabelecer uma correlação entre o rendimento da perfuração e a resistência à compressão uniaxial (RCU) da rocha, estimada por meio do ensaio expedito de campo com o martelo de Schmidt. Uma vez estabelecida esta correlação, torna-se possível estimar, de forma rápida e expedita, a resistência à compressão da rocha a partir do rendimento instantâneo da perfuração e, indiretamente, a sua resistência à fragmentação, avaliada pelo ensaio Los Angeles. Esta abordagem permite uma gestão mais sustentável e eficiente do georrecurso. Para o efeito, procedeu-se à monitorização direta das operações de perfuração em três bancadas, com registo detalhado de todas as fases do respetivo ciclo operacional na pedreira. Paralelamente, foi realizado o levantamento geomecânico do maciço rochoso com recurso ao martelo de Schmidt, o que permitiu obter valores estimados da resistência à compressão uniaxial. Com base nos dados recolhidos, foi construída uma base de dados composta por pares de valores de rendimento de perfuração e de resistência à compressão uniaxial, recorrendo à normalização associada ao desgaste dos bits. Esta base de dados permitiu desenvolver um ábaco de correlação entre ambas as variáveis, constituindo uma ferramenta de apoio às operações de perfuração para desmonte em maciços rochosos. Os resultados obtidos evidenciaram a existência de uma relação significativa entre o rendimento da perfuração e a resistência à compressão uniaxial, cuja expressão varia em função do grau de desgaste do bit. Complementarmente, foi desenvolvida uma plataforma interativa, denominada GeoDrillBoard, no Microsoft Power BI, destinada à visualização, análise e interpretação de dados de perfuração.
- UB2D-CALCBLAST: Desenvolvimento de um aplicativo para o dimensionamento e a otimização de diagramas de fogo em escavações subterrâneasPublication . SOUSA, NÉLSON FERNANDO SANTOS FERNANDES DE; Ramos, Luís Carlos Correia; Chaminé, Helder Gil Iglésias de OliveiraA dinâmica do dimensionamento e da otimização do diagrama de fogo em escavações subterrâneas é fundamental para garantir a eficiência operacional, a segurança e a qualidade do desmonte em maciços rochosos fraturados. Nesse tipo de ambiente, a presença de descontinuidades, como fraturas, diaclases e falhas, altera significativamente o comportamento da rocha frente à energia explosiva, exigindo um planeamento cuidadoso do posicionamento de cada furo, da carga explosiva e da sequência de detonação. O dimensionamento do diagrama de fogo envolve a definição de parâmetros geométricos, como espaçamento e distância à frente dos furos, comprimento, diâmetro, tipo e quantidade de explosivo, além do uso de temporização adequada. Em maciços fraturados, esses parâmetros devem ser ajustados para evitar sobrequebra, minimizar vibrações e controlar a movimentação da rocha. A heterogeneidade estrutural do maciço influencia a propagação das ondas de choque e a distribuição da energia, tornando essencial a caracterização geomecânica prévia, incluindo mapeamento estrutural, classificação do maciço e ensaios de resistência. A otimização do diagrama de fogo visa maximizar o rendimento do desmonte, reduzir custos e melhorar a estabilidade das escavações. A integração de dados geológicos e geotécnicos possibilita prever o comportamento do maciço e adaptar o desmonte às condições reais in situ. Em síntese, o sucesso do desmonte em maciços fraturados depende da compreensão da interação entre explosivos e o maciço rochoso, da correta leitura dos parâmetros de perfuração e de carregamento, e do uso de ferramentas de otimização que permitam ajustar o diagrama de fogo às particularidades do maciço, garantindo segurança, eficiência e qualidade na escavação subterrânea. Com o aplicativo desenvolvido neste trabalho, o dimensionamento do diagrama de fogo torna-se muito mais dinâmico, permitindo realizar múltiplos ajustes que se refletem automaticamente nos parâmetros do desmonte, bem como em indicadores importantes, como a carga e a perfuração específica.