Modelagem numérica de pull-off test em rocha basáltica considerando a iniciação e propagação de fraturas por meio do XFEM

Resumo

A resistência à tração das rochas é uma propriedade importante na estabilidade de aberturas subterrâneas, taludes, etc. Há alguns métodos de ensaios tradicionais, como o Ensaio de Tração Simples (ETD) e o Ensaio de Tração Brasileiro (ETB), e outros, ditos alternativos, que possibilitam sua determinação, porém estes apresentam algumas limitações. O Pull-off test (POT) é um método de ensaio de resistência à tração utilizado atualmente em concreto e revestimentos, que permite de forma simples a sua execução em campo e laboratório. Em vista disto, ele está sendo testado na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, pelo grupo de pesquisa GeoInfraUSP, para sua possível utilização em rochas. Esta pesquisa tem o objetivo de estudar o comportamento mecânico de rochas basálticas ensaiadas à tração pelo POT, a fim de compreender e explicar os fenômenos físicos envolvidos no ensaio. O estudo será realizado através de simulação numérica, pelo Método Estendido dos Elementos Finitos (XFEM - eXtended Finite Element Method). Este método terá a finalidade de simular a iniciação e a propagação de fraturas da rocha, que fornecerá uma análise mais realista do problema. O modelo numérico do POT será calibrado com ensaio laboratorial POT, será comparado com modelos numéricos do ETD e ETB e com a literatura. Ao fim será realizado um estudo paramétrico geométrico e de propriedades mecânicas. Esta pesquisa será um contributo para a proposta de utilização deste método de ensaio em rochas.