Projetos de infraestrutura do setor de energia estão entre os empreendimentos geotécnicos mais desafiadores. Obras como usinas hidrelétricas, túneis e barragens de água geralmente são implantadas em locais condicionados por fatores naturais e técnicos que não podem ser facilmente alterados. Por isso, esses projetos exigem uma abordagem multidisciplinar, capaz de compreender as condicionantes geológicas, os diferentes níveis de tensões e as condições hidrogeológicas específicas, permitindo o desenvolvimento de soluções seguras e adequadas ao local.
Em obras a céu aberto, compreender a composição geológica e geotécnica do maciço é fundamental para definir o tipo de análise a ser conduzida e, consequentemente, selecionar o software mais adequado à necessidade do projeto.
Um erro comum em análises de estabilidade de maciços rochosos altamente fraturados é não considerar que as rupturas podem ocorrer em função de planos estruturais ou descontinuidades, como acamamento, foliação, juntas/fraturas ou falhas, que devem ser avaliados sob o ponto de vista cinemático. Dessa forma, o que condiciona a ruptura são os planos dessas estruturas que afloram no talude e que podem, geometricamente, permitir ou não o deslizamento, a depender da resistência ao cisalhamento da descontinuidade e da geometria do talude.
Nesse contexto, desde que se tenha um banco de dados estruturais robusto, o fluxo de trabalho recomendado consiste em identificar as famílias de descontinuidades presentes no maciço, com o objetivo de realizar uma análise cinemática preliminar. Essa análise permite avaliar, para uma dada direção e inclinação do talude, a probabilidade de ocorrência de rupturas do tipo planar, em cunha ou por tombamento. Para esse tipo de avaliação, o Dips é o software de projeção estereográfica da Rocscience indicado para a análise cinemática de estruturas geológicas.
Em obras a céu aberto, compreender a composição geológica e geotécnica do maciço é fundamental para definir o tipo de análise a ser conduzida e, consequentemente, selecionar o software mais adequado à necessidade do projeto.
Um erro comum em análises de estabilidade de maciços rochosos altamente fraturados é não considerar que as rupturas podem ocorrer em função de planos estruturais ou descontinuidades, como acamamento, foliação, juntas/fraturas ou falhas, que devem ser avaliados sob o ponto de vista cinemático. Dessa forma, o que condiciona a ruptura são os planos dessas estruturas que afloram no talude e que podem, geometricamente, permitir ou não o deslizamento, a depender da resistência ao cisalhamento da descontinuidade e da geometria do talude.
Nesse contexto, desde que se tenha um banco de dados estruturais robusto, o fluxo de trabalho recomendado consiste em identificar as famílias de descontinuidades presentes no maciço, com o objetivo de realizar uma análise cinemática preliminar. Essa análise permite avaliar, para uma dada direção e inclinação do talude, a probabilidade de ocorrência de rupturas do tipo planar, em cunha ou por tombamento. Para esse tipo de avaliação, o Dips é o software de projeção estereográfica da Rocscience indicado para a análise cinemática de estruturas geológicas.
Neste ponto, surge uma dúvida importante: o Dips é capaz de quantificar o risco de queda de um bloco em termos de Fator de Segurança?
A resposta é não. O Dips não fornece um Fator de Segurança. Isso significa que a análise realizada é geométrica, e não mecânica, pois o software não considera diretamente, como dados de entrada para o cálculo de estabilidade, a resistência ao cisalhamento das descontinuidades, as tensões atuantes no maciço e/ou as poropressões.
Para obter o Fator de Segurança, existem duas opções dentro das soluções Rocscience que permitem quantificar a estabilidade de blocos em maciços rochosos: o RocSlope2 e o RocSlope3. Mas qual é a diferença entre eles e qual solução é mais adequada para cada tipo de análise?
O RocSlope2 é mais adequado para análises de mecanismos de ruptura em geometrias simplificadas, geralmente em nível de bancada, avaliando de forma rápida os principais modos de ruptura estruturalmente controlados: ruptura planar, ruptura em cunha e tombamento.
Exemplo prático: considere uma escavação a ser realizada em um maciço rochoso de rocha fresca, altamente fraturado, no qual as estruturas geológicas já foram previamente levantadas em campo, com descontinuidades expostas. Nesse caso, é necessário determinar a geometria ideal dos taludes a serem executados, considerando altura, inclinação e largura de berma, sob o risco de ocorrência de rupturas planares, em cunha ou por tombamento.
Trata-se de uma análise mais simples e rápida, em que o principal dado de campo necessário é o mapeamento estrutural, incluindo, de forma indispensável, a caracterização da resistência ao cisalhamento das descontinuidades.
Já o RocSlope3 é mais adequado para análises espaciais 3D de blocos em geometrias reais, permitindo identificar onde ocorrem os blocos instáveis, qual o volume e a profundidade desses blocos e qual a demanda de suporte necessária para reduzir o risco de instabilidade.
Exemplo prático: considere a necessidade de avaliar a condição atual de estabilidade de um maciço rochoso altamente fraturado, composto por rocha fresca, levando em consideração a topografia real e a posição espacial das descontinuidades nele contidas. Nesse tipo de avaliação, o objetivo é identificar a existência de blocos potencialmente instáveis, formados pela interseção entre descontinuidades, considerando sua resistência ao cisalhamento ao longo de todo o maciço.
Dessa forma, o RocSlope3 permite uma avaliação espacial mais abrangente, não restrita apenas ao nível de bancada, como no RocSlope2. O resultado é a identificação de blocos reais, formados pela interseção das descontinuidades em uma geometria tridimensional, e não apenas a avaliação simplificada de mecanismos típicos de ruptura planar, em cunha ou por tombamento.
Em resumo, para escolher entre as duas soluções, a pergunta principal a ser feita é:
“Dada esta face de talude e estas famílias de descontinuidades, existe possibilidade de ruptura planar, em cunha ou por tombamento? Qual é o Fator de Segurança?”
Nesse caso, a solução mais adequada é o RocSlope2.
Por outro lado:
“Nesta geometria 3D real, com descontinuidades distribuídas no espaço, onde estão os blocos removíveis críticos, qual o volume desses blocos e onde devo intervir?”
Nesse caso, a solução mais adequada é o RocSlope3.
Portanto, o RocSlope2 é indicado para análises cinemáticas e de estabilidade em geometrias simplificadas, especialmente em nível de bancada, enquanto o RocSlope3 é indicado para análises tridimensionais em geometrias reais, com foco na identificação espacial de blocos instáveis, cálculo do Fator de Segurança e definição de medidas de intervenção ou suporte.
As soluções da Rocscience fazem parte do portfólio da L.spot, que apoia empresas e profissionais em projetos de engenharia geotécnica, infraestrutura e modelagem avançada.
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