Análise das zonas plastificadas da Rampa Fonte Grande Sul (Mina Cuiabá) via modelagem numérica.

Abstract

Escavações subterrâneas profundas estão submetidas a um alto nível de tensões e, a depender das características de resistência e feições estruturais do maciço rochoso, são formadas zonas plastificadas no entorno da abertura, as quais podem comprometer sua estabilidade. Especificamente para escavações realizadas em rochas metamórficas foliadas/xistosas, o mecanismo de iniciação e progressão das rupturas está intrinsicamente relacionado à presença dessa feição estrutural, sendo esse um relevante aspecto a ser compreendido. Nesse contexto, esse estudo teve como objetivo avaliar os potenciais fatores que influenciaram a formação e contribuíram para variabilidade das zonas plastificadas que ocorrem entre os níveis 12 e 15 da Rampa Fonte Grande Sul (Mina Cuiabá, Sabará-MG), escavada em um maciço rochoso foliado. A partir de imagens de escaneamento 2-D da região, inicialmente foi medida a extensão da zona plastificada em 17 pontos no entorno de 124 seções, demonstrando-se que as tensões induzidas por bifurcações adjacentes à rampa contribuem para a alta a variabilidade do padrão (extensão/orientação) das zonas plastificadas. Restringindo a análise a 39 seções isoladas, distantes ao menos 15 m de escavações secundárias, constatou-se que o padrão das zonas plastificadas é altamente influenciado pela direção da escavação. Essa tendência foi comprovada por modelagens numéricas bidimensionais (Phase²) e tridimensionais (RS3), as quais evidenciaram que a anisotropia do maciço rochoso e sua orientação relativa ao eixo da escavação afeta o padrão das zonas plastificadas no entorno da escavação. Tendo em vista que dentre os fatores avaliados nas análises numéricas (profundidade, resistência do maciço, tensão in situ) a anisotropia foi aquele que demonstrou afetar mais fortemente o padrão médio das zonas plastificadas, as modelagens considerando o maciço rochoso isotrópico (critério de Hoek Brown) apresentaram limitações em reproduzir precisamente o padrão real das rupturas da rampa, sendo esse problema satisfatoriamente contornado através do uso da ferramenta de juntas ubíquas.