Estado de tensões anômalas em maciços rochosos: influências em escavações subterrâneas na região Sul do Brasil

Abstract

As tensões in situ atuantes no maciço rochoso influenciam na disposição de estruturas, geometria e processos empregados em obras de engenharia. As consequências das tensões anômalas (explosões de rochas, estrondos, escamamentos, etc.) podem modificar o cronograma, segurança e custos de uma obra. A determinação do estado de tensões de um maciço rochoso pode ser realizada por ensaios ou de forma aproximada através de cálculos. Em algumas obras de engenharia da região sul do Brasil, inseridas nos domínios da Formação Serra Geral, foram observados fenômenos de tensões anômalas no decorrer das escavações subterrâneas. Este trabalho aborda a ocorrência e influência das tensões anômalas em três destas obras, dispondo-as na forma de estudos de caso (caso 01, caso 02 e caso 03). Nos dois primeiros estudos de caso apresentados (caso 01 e caso 02), foram relatados problemas relacionados às elevadas tensões horizontais e suas imprevisibilidades, com manifestações em pequena profundidade. A ocorrência foi localizada nos derrames basálticos, na porção do basalto denso. Com base nestes primeiros casos, o caso 03 apresenta medidas tomadas a fim de se evitar problemas em virtude do elevado estado de tensões instalado no maciço. Entre estas medidas estão: a mudança na geometria do túnel e a verificação da relação das direções das tensões principais atuantes no maciço rochoso com a geometria do túnel.

The in situ stresses acting on the rock mass influence the structures disposition, geometry and processes used in engineering works. The consequences of anomalous stresses can modify the schedule, safety and cost of engineering works. The determination of the stress state of rock mass can be realized by testing or calculation roughly. In some of engineering works in the southern region of Brazil, inserted in the fields of Serra Geral Formation, were observed anomalous stresses phenomena in the course of underground excavations. This paper deals with the occurrence and influence of anomalous stresses in three of these engineering works, displaying them in the form of case studies (case 01, case 02 and case 03). In the first two case studies (case 01 and case 02) have been reported problems related to high horizontal stresses and its unpredictability, with demonstrations in small depth. The occurrence was found in basaltic flows, in the dense basalt portion. Based on these first cases, the case 03 presents measures taken in order to avoid problems due to the high state of stress installed on the rock mass. These measures are: The change in the tunnel geometry and the verification about the relation of the principal stresses acting on the rock mass with the tunnel geometry.