Como executar um pré-dimensionamento de um sistema de suporte aplicando concreto projetado reforçado com fibra de aço em escavações subterrâneas?
Daniel Rodrigues Jardim
Engenheiro de Minas | Geotecnia de Mina e Infraestrutura | Belgo GeoTech
Uma abordagem empírica para essa análise envolveria a correlação do resultado de absorção de energia em Joules, proveniente do ensaio EN 14488-5:2006, com o ábaco de sistema de suporte baseado no Sistema Q, proposto por Grimstad & Barton (1993).
O ensaio proposto pela norma europeia EN 14488-5:2006 consiste em testar painéis quadrados de concreto projetado reforçado com fibra, cujas dimensões são 600x600x100mm, quanto aos ganhos de tenacidade. Esses corpos de prova são submetidos a um carregamento central aplicado por intermédio de uma placa quadrada de 100x100mm. Como resultado é obtida a curva de carregamento vs deformação até uma deflexão de 25mm e, a partir dela, é possível calcular a capacidade de absorção de energia (E), em Joules, do compósito.
Alguns autores correlacionam ainda os resultados da EN 14488-5:2006 com a norma americana ASTM C1550-20 que, por sua vez, estabelece um painel circular com 800mm de diâmetro e espessura 75 mm. Nesse segundo, o corpo de prova se apoia sobre três pontos equidistantes, colocados simetricamente, e circunscritos em um círculo com 750 mm de diâmetro. Em seguida é aplicado o carregamento no centro do painel até uma deflexão de 40mm. Similarmente ao ensaio proposto pela norma europeia, este fornece a curva de carga vs deformação a qual permite o cálculo da capacidade de absorção de energia do concreto projetado reforçado com fibra (E) em Joules.
Associando os resultados dos ensaios de absorção de energia e correlacionando-os com o ábaco do Sistema Q, obtêm-se um pré-dimensionamento com a espessura do concreto projetado reforçado com fibra, a dosagem de fibra em kg/m³ mínima e a recomendação do padrão de aplicação dos rockbolts.
Paras as zonas 5 a 8, respectivamente, a recomendação empírica seria:
- 5 a 9cm de concreto projetado reforçado com fibras (E=700 Joules), associado a rockbolts;
- 9 a 12cm de concreto projetado reforçado com fibras (E=700 Joules), associado a rockbolts;
- 12 a 15cm de concreto projetado reforçado com fibras (E=700 Joules), associado a rockbolts;
- >15cm de concreto projetado reforçado com fibras (E=1000 Joules), associado a rockbolts e arcos de concreto projetado;
Daniel Rodrigues Jardim - Engenheiro de Minas Especializado em Geotecnia
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Rommel Grassi
Engenheiro Geotécnico| Mecanica de Rochas| Engenheiro de Barragens| Mecanica dos Solos
3 aBreno VieiraDiego Mendonça
Technical Director, Tunnelling
3 aDaniel O tema é importante e interessante. Parabens por abordar. É verdade que ha correlações empiricas entre os ensaios tipo EFNARC e RDP como cita. Um é um ensaio indeterminado e o outro determinado do ponto de comportamento estrutural, ou seja neste ultimo podemos usar equaçoes de equilibrio para avaliar a capacidade do elemento e no primeiro essas nao são suficientes. Bem grosseiramente essa relaçao esta perto do fator de 2.5, ou seja os valores equivalentes do EFNARC serao grosseiramente 2.5x maior que o RDP. Mas nao podemos esquecer que isso é relaçao empirica e somente uma estimativa inicial da dosagem do concreto projetado que dependera de uma serie de fatores como tipo de fibra, sua resistencia a compressao etc. É preciso lembrar tambem que o suporte de Q do Barton é tambem empirico e deve ser usado com cautela. So um comentario, na pratica as medidas no ensaio Americano de RDP nao sao de 40mm a 80mm e sim de 5mm a 40mm. Deflexoes de 40mm nesses ensaios geram fissuras com abertura da ordem de 13mm que ja estao num limite muito acima do que deve ser dimensionado em termos de Estado Limite Ultimo. Imagine entao 80mm... eu nunca vi o uso de 80mm, talvez em mineraçao em zonas de rockburst e alta sismicidade.