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Title: Análise dinâmica via MEF das vibrações induzidas pelo desmonte de rochas.
Other Titles: Dynamic analysis by FEM of the blast-induced ground vibrations.
Authors: Zorzal, Caroline Belisário
metadata.dc.contributor.advisor: Nogueira, Christianne de Lyra
Lima, Hernani Mota de
Keywords: Desmonte de rochas
Explosivos
Método dos elementos finitos
Geotecnia
Issue Date: 2019
metadata.dc.contributor.referee: Nogueira, Christianne de Lyra
Arroyo Ortiz, Carlos Enrique
Silva, Valdir Costa e
Citation: ZORZAL, Caroline Belisário. Análise dinâmica via MEF das vibrações induzidas pelo desmonte de rochas. 2019. 107 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mineral) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.
Abstract: Desmonte de rochas por explosivos é a técnica mais usada na mineração para extração de rochas. Apesar de ser considerado um dos métodos mais rápidos e econômicos para se fragmentar e extrair rochas in situ, apenas uma parcela reduzida da energia gerada pelos explosivos é efetivamente utilizada na fragmentação. A energia remanescente é responsável pela geração de efeitos indesejáveis, tais como, as vibrações sísmicas do terreno. No que se refere à estabilidade e integridade do maciço rochoso e das estruturas adjacentes ao desmonte, esta vibração sísmica é o efeito mais crítico. A predição de velocidades de pico de partícula para desmontes de rocha por explosivos é fundamental para o entendimento e controle dos níveis de vibrações gerados e seus efeitos nas estruturas adjacentes. No entanto, a resposta de maciço rochoso aos esforços gerados por vibrações precisa ser melhor compreendida para que os níveis aceitáveis de vibrações sejam estimados com precisão. Esse estudo propõe avaliar as vibrações geradas por desmontes por meio de uma abordagem numérica. Com base numa formulação em deslocamento, foi implementado, dentro do programa ANLOG, um módulo de análise dinâmica tensão-deformação, via método dos elementos finitos, a fim de estimar as variações dos campos de deslocamento, velocidade e tensão induzidos por detonações. O módulo desenvolvido apresenta resultados satisfatórios para problemas de propagação de ondas elásticas quando comparados aos resultados obtidos analitica e numericamente disponíveis na literatura especializada. Os valores de velocidade de pico de partícula gerados a partir de desmonte de rochas por explosivos obtidos com o ANLOG apresentam boa concordância com valores estimados por meio de métodos empíricos e também com resultados numéricos disponíveis na literatura especializada.
metadata.dc.description.abstracten: Blasting is one of the most used rock excavation method in mining. Despite of being one of the fastest and most economical methods to break rocks in situ, only a small portion of the energy generated by explosives is effectively used in fragmentation. The remaining energy is responsible for undesirable effects such as air blast, noise, fly rocks and ground vibrations. The blast-induced ground vibration is the most critical effect concerning the stability of the rock mass. Predict the peak particle velocities induced by blasting is fundamental for understanding and controlling the levels of vibrations generated and their effects on adjacent structures. However, analysis of the mechanical behavior in dynamic equilibrium conditions, although it is a complex task, it is essential to obtain accurate vibration level. Therefore, this study evaluates, by using a numerical approach, the blast-induced ground vibration in rock masses. A dynamic module of stress-strain analysis was developed based on the displacement formulation of the finite element method in order to estimate the variations of displacement, strain and stresses induced by blasting. From this results, it is possible analyze the effect of the detonation pressure pulse function on the magnitude of the blast-induced ground vibration. The developed module presents satisfactory results for elastic wave propagation problems when compared to analytical results and numerically available in the specialized literature. The peak particle velocities values induced by blasting obtained with ANLOG show good agreement with values estimated by empirical methods and with numerical results available in the specialized literature.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/11734
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 05/09/2019 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.
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