2023
Mecânica das Rochas Avançada
Nome: Mecânica das Rochas Avançada
Cód.: GEO14563M
6 ECTS
Duração: 15 semanas/156 horas
Área Científica:
Engenharia Geológica
Língua(s) de lecionação: Português
Língua(s) de apoio tutorial: Português, Inglês
Regime de Frequência: Presencial
Apresentação
A mecânica das rochas avançada tem como objetivo o estudo da mecânica aplicada ao comportamento mecânico das rochas e dos maciços rochosos, assim como, a aplicação da mecânica das rochas no projeto e construção de estruturas de engenharia associadas à construção civil, atividade mineira e ambiente.
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Objetivos de Aprendizagem
Aquisição de conhecimentos sobre a grande diversidade de aspetos desta ciência e compreender o comportamento geomecânico dos materiais rochosos.
Aquisição de capacidades para: i) avaliar e interpretar as relações entre as tensões e as deformações e a resistência das rochas e dos maciços rochosos, que determinam o seu comportamento mecânico; ii) propor e aplicar as metodologias de previsão do comportamento das rochas e dos maciços rochosos, quando sujeitos a tensões internas e induzidas, de forma a elaborar o projeto de estruturas a implantar sobre ou no interior dos maciços rochosos, desenvolvendo o seu espírito científico para os problemas envolvidos com os materiais rochosos e potenciar o desenvolvimento das suas capacidades de engenho na aplicação dos conhecimentos científicos, ministrados ao longo do curso; iii) analisar as aplicações da mecânica das rochas no projeto e construção de estruturas de engenharia em rocha, associadas à construção civil e à atividade mineira.
Aquisição de capacidades para: i) avaliar e interpretar as relações entre as tensões e as deformações e a resistência das rochas e dos maciços rochosos, que determinam o seu comportamento mecânico; ii) propor e aplicar as metodologias de previsão do comportamento das rochas e dos maciços rochosos, quando sujeitos a tensões internas e induzidas, de forma a elaborar o projeto de estruturas a implantar sobre ou no interior dos maciços rochosos, desenvolvendo o seu espírito científico para os problemas envolvidos com os materiais rochosos e potenciar o desenvolvimento das suas capacidades de engenho na aplicação dos conhecimentos científicos, ministrados ao longo do curso; iii) analisar as aplicações da mecânica das rochas no projeto e construção de estruturas de engenharia em rocha, associadas à construção civil e à atividade mineira.
Conteúdos Programáticos
Objetivo e âmbito da Mecânica das Rochas.
Descrição e zonamento dos maciços rochosos em afloramentos. Caracterização global do maciço rochoso.
Estado de tensão in situ. Origem e tipos de tensões. Determinação in situ do estado de tensão inicial.
Deformabilidade das rochas e maciços rochosos. Relação tensão-deformação: modelos de comportamento. Fluência. Anisotropia e heterogeneidade. Caracterização da deformabilidade.
Resistência das rochas e maciços rochosos. Critérios de rotura. Efeito da anisotropia e da pressão intersticial na resistência. Resistência ao corte em descontinuidades. Caracterização da resistência.
Classificações geomecânicas (RMR, Q, GSI).
Comportamento hidráulico e hidromecânico de maciços rochosos. Modelação numérica.
Monitorização de estruturas de engenharia em rocha.
Aplicações da Mecânica das Rochas em estruturas de engenharia implantadas em maciços rochosos.
Ensaios laboratoriais. Ensaios in situ.
Resolução de problemas de aplicação dos conceitos teóricos.
Descrição e zonamento dos maciços rochosos em afloramentos. Caracterização global do maciço rochoso.
Estado de tensão in situ. Origem e tipos de tensões. Determinação in situ do estado de tensão inicial.
Deformabilidade das rochas e maciços rochosos. Relação tensão-deformação: modelos de comportamento. Fluência. Anisotropia e heterogeneidade. Caracterização da deformabilidade.
Resistência das rochas e maciços rochosos. Critérios de rotura. Efeito da anisotropia e da pressão intersticial na resistência. Resistência ao corte em descontinuidades. Caracterização da resistência.
Classificações geomecânicas (RMR, Q, GSI).
Comportamento hidráulico e hidromecânico de maciços rochosos. Modelação numérica.
Monitorização de estruturas de engenharia em rocha.
Aplicações da Mecânica das Rochas em estruturas de engenharia implantadas em maciços rochosos.
Ensaios laboratoriais. Ensaios in situ.
Resolução de problemas de aplicação dos conceitos teóricos.
Métodos de Ensino
Ensino presencial e à distância (blended learning). Aulas teóricas e práticas laboratoriais presenciais, aulas síncronas à distância, complementadas com atividades de e-learning assíncronas, palestras e visitas técnicas.
O método de ensino é baseado na apresentação de conceitos teóricos e metodologias associadas.
Nas aulas teóricas os alunos são estimulados a participar e debater os conceitos fundamentais e as metodologias associadas com os tópicos da apresentação. As aulas práticas laboratoriais destinam-se a desenvolver competências sobre os ensaios de caracterização física e mecânica das rochas e realizar exercícios práticos de aplicação dos conceitos teóricos.
Avaliação: duas frequências (60%), e relatório do trabalho de grupo da prática laboratorial (30%), relatório individual da visita de estudo e/ou trabalhos práticos individuais propostos ao longo do semestre (10%). O estudante que faltar a pelo menos um dos elementos de avaliação contínua, será remetido para exame final.
O método de ensino é baseado na apresentação de conceitos teóricos e metodologias associadas.
Nas aulas teóricas os alunos são estimulados a participar e debater os conceitos fundamentais e as metodologias associadas com os tópicos da apresentação. As aulas práticas laboratoriais destinam-se a desenvolver competências sobre os ensaios de caracterização física e mecânica das rochas e realizar exercícios práticos de aplicação dos conceitos teóricos.
Avaliação: duas frequências (60%), e relatório do trabalho de grupo da prática laboratorial (30%), relatório individual da visita de estudo e/ou trabalhos práticos individuais propostos ao longo do semestre (10%). O estudante que faltar a pelo menos um dos elementos de avaliação contínua, será remetido para exame final.
Bibliografia
Feng, Xia-Ting, & Hudson, J. A. (2011). Rock engineering design. London: CRC Press, Taylor & Francis Group.
Hoek, E. (2007). Practical Rock Engineering. (https://www.rocscience.com/learning/hoeks-corner)
Hudson, J. A., & Harrison, J. P. (1997). Engineering rock mechanics. An Introduction to the Principles. Oxford: Pergamon Press, Elsevier.
Pariseau, W. G. (2017). Design analysis in Rock mechanics (3rd ed.). London: CRC Press, Taylor & Francis Group.
Rocha, M. (2013). Mecânica das rochas (1ª ed.) [Série:NS 128, reed. rev. e aum. 2º ed., 1981]. Lisboa: LNEC.
Ulusay, R., & Hudson, J. A. (Eds.) (2007). The complete ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring: 1974-2006. ISRM Commission on Testing Methods. ISRM Turkish National Group. Ankara: Kozan Ofset.
Ulusay, R. (Ed.) (2015). The ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring: 2007-2014. ISRM Commission on Testing Methods. Cham Switzerland: Springer Int. Publishing.
Hoek, E. (2007). Practical Rock Engineering. (https://www.rocscience.com/learning/hoeks-corner)
Hudson, J. A., & Harrison, J. P. (1997). Engineering rock mechanics. An Introduction to the Principles. Oxford: Pergamon Press, Elsevier.
Pariseau, W. G. (2017). Design analysis in Rock mechanics (3rd ed.). London: CRC Press, Taylor & Francis Group.
Rocha, M. (2013). Mecânica das rochas (1ª ed.) [Série:NS 128, reed. rev. e aum. 2º ed., 1981]. Lisboa: LNEC.
Ulusay, R., & Hudson, J. A. (Eds.) (2007). The complete ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring: 1974-2006. ISRM Commission on Testing Methods. ISRM Turkish National Group. Ankara: Kozan Ofset.
Ulusay, R. (Ed.) (2015). The ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring: 2007-2014. ISRM Commission on Testing Methods. Cham Switzerland: Springer Int. Publishing.
Equipa Docente
- António Bastos de Pinho [responsável]
