Influência do intemperismo nos parâmetros de Hoek-Brown e nas propriedades geomecânicas de um sienogranito

Abstract

Estudos referentes à determinação das propriedades geomecânicas das rochas são essenciais para prever seu comportamento quando submetidas às solicitações mecânicas em campo. Nesse contexto, a ação do intemperismo sobre a rocha pode prejudicar seu comportamento frente aos carregamentos impostos em campo, a médio e longo prazo, afetando tanto a durabilidade quanto a segurança de diversas obras de engenharia. Diante disso, o presente trabalho teve como principal objetivo a determinação dos parâmetros de rocha intacta do critério de ruptura de Hoek- Brown (mi e σci) para diferentes graus de alteração de um sienogranito, além da avaliação da influência da ação intempérica nas propriedades geomecânicas do material em estudo. Desta forma, foi realizada uma extensa campanha experimental, utilizando-se um sienogranito coletado no município de Cachoeiro de Itapemirim, com blocos de rocha variando desde a condição de rocha sã (W1) à moderadamente intemperizada (W3). Assim, foram executados ensaios de laboratório de índices físicos, compressão uniaxial e triaxial, tração direta e indireta, velocidade de propagação de ondas compressivas e cisalhantes, esclerômetro de Schmidt, e análise petrográfica, resultando na caracterização completa do material para os níveis de alteração estudados. Os resultados possibilitaram concluir que a ação do intemperismo sobre o sienogranito influenciou significativamente todas as propriedades geomecânicas avaliadas. Além disso, foram propostas correlações entre a resistência à tração em função da massa específica natural, descrevendo quantitativamente o comportamento mecânico em função da alteração intempérica. Adicionalmente, a determinação das envoltórias de Hoek-Brown para os graus de alteração avaliados possibilitou concluir que o comportamento dessas envoltórias e dos parâmetros mi e σci não depende, exclusivamente, do efeito do intemperismo, sendo influenciado por outros fatores microestruturais. Palavras-chave: Intemperismo; Propriedades geomecânicas; Parâmetros de Hoek- Brown; Sienogranito; Critério de ruptura.Studies to determinine the geomechanical properties of rocks are essential for predicting their behavior under mechanical loads in the field. In this context, the impact of weathering on rocks can compromise their response to imposed field loads in the medium and long term, affecting both the durability and safety of various engineering structures. Therefore, the main objective of this work was to determine intact rock parameters of the Hoek-Brown failure criterion (mi and σci) for different degrees of alteration of a syenogranite, in addition to evaluating the influence of weathering on the geomechanical properties of the studied material. An extensive experimental campaign was conducted using a syenogranite collected in the municipality of Cachoeiro de Itapemirim, with rock blocks ranging from the sound rock (W1) to moderately weathered (W3) condition. Laboratory tests included physical index tests, uniaxial and triaxial compression, direct and indirect tensile tests, compressional and shear wave velocity measurements, Schmidt hammer tests, and petrographic analysis, resulting in a comprehensive characterization of the material for the studied alteration levels. The results led to the conclusion that weathering significantly influenced all evaluated geomechanical properties of the syenogranite. Furthermore, correlations between tensile strength and natural density have been proposed, providing a quantitative description of mechanical behavior with respect to weathering. Additionally, the determination of the Hoek-Brown envelopes for the assessed alteration degrees allowed the conclusion that the behavior of these envelopes and the parameters mi and σci does not depend only on the effects of weathering, but is influenced by several microstructural factors. Keywords: Weathering; Geomechanical Syenogranite; Failure criterion. properties; Hoek-Brown parameters.