Dados da Submissão

Título

AVALIAÇÃO EXPERIMENTAL DO EFEITO DE CICLOS TÉRMICOS EM PROPRIEDADES FÍSICAS DO ARENITO BOTUCATU

Texto do resumo

A instabilidade de encostas rochosas, notavelmente a tipologia caracterizada por quedas de blocos, é um fenômeno altamente relevante na transformação da paisagem e na geração de riscos para a população e para equipamentos urbanos. Além dos mecanismos extensivamente documentados na literatura, a degradação progressiva das propriedades mecânicas das rochas, especialmente sob ciclos térmicos, emerge como um fator relevante na deflagração (mecanismo pré-falha) dessas quedas. Pesquisas recentes destacam o papel significativo da fadiga térmica nesse cenário, evidente em eventos de quedas de blocos onde outros fatores, como índices pluviométricos, não foram identificados. A implementação de sensores in situ, juntamente com a execução de programas experimentais e análises numéricas, valida a influência da fadiga térmica na desestabilização de encostas rochosas. Dado esse contexto, os principais objetivos do presente trabalho incluem a avaliação experimental da influência dos ciclos térmicos na criação de porosidade no arenito da Formação Botucatu. A metodologia de trabalho foi iniciada com uma fase de planejamento dos experimentos, definindo a instrumentação da temperatura e a profundidade de inserção dos termopares nas amostras de rocha, os ciclos de variação da temperatura aplicados ao arenito, o número de ciclos e a taxa de aquecimento/resfriamento, o número de amostras e os tipos de ensaios a serem realizados para caracterizar a degradação mecânica do arenito. Após uma revisão da literatura e testes preliminares em amostras de arenito, foram obtidos corpos de prova para ensaios de tenacidade (21), compressão uniaxial (14) e resistência à tração pelo método brasileiro (21), nos quais foi realizado procedimento para determinação da porosidade segundo recomendações da ISRM. As amostras foram separadas em sete grupos distintos segundo o número de ciclos térmicos a que estarão submetidas: amostra natural, 10 ciclos, 50 ciclos, 100 ciclos, 250 ciclos, 500 ciclos e 1000 ciclos. Para os experimentos, foram estabelecidas temperaturas mínima e máxima de 15°C e 45°C, respectivamente, com uma taxa de aquecimento/resfriamento de 0,5°C/min. Os ciclos térmicos foram então iniciados e, até o momento, completaram-se 100 ciclos. Após a retirada de cada grupo, conforme o número de ciclos estabelecidos, a determinação da porosidade das amostras foi realizada novamente. Os resultados preliminares indicam que a porosidade das amostras submetidas a ciclos térmicos aumentou em relação à porosidade original do arenito (aproximadamente entre 7 e 10%) sucessivamente de 0,23 a 0,79% (10 ciclos), 0,40 a 1,10% (50 ciclos) e 0,91 a 2,0%. Este aumento foi mais pronunciado nos corpos de prova de tração, que possuem menores volumes. Considerando o aumento da porosidade, espera-se uma redução em parâmetros de resistência, assim como para a tenacidade (energia necessária para a propagação de fraturas). Os resultados preliminares sugerem que a fadiga térmica pode ser um mecanismo pré-ruptura de encostas rochosas e responsáveis pela deflagração da queda de blocos.

Palavras Chave

Queda de Blocos; Fadiga térmica; porosidade; Arenito Botucatu.