Abstract A Brazilian Tensile Strength (BTS) laboratory test for meta-andesite was modeled using a Finite/Discrete Element Method (FDEM or FEM-DEM). These hybrid methodologies allow modeling the transition from continuous to discontinuous that happens on mechanical tests of rock samples. This article presents the calibration and the simulation of BTS tests using some parameters previously calibrated on UCS modeling of the same material. Irazu, a two-dimensional software developed by Geomechanica, was used to simulate the tests based on the tensile strength and the fracture pattern. The model shows that, in BTS test simulation, the mode II (shear) happens mainly on the rock-platen contact. The mode I (traction) rules the fractures on the BTS test as observed in laboratory tests. The model represents, with great fidelity, the results obtained in the physical test.

Abstract Finite/discrete element methods (FDEM) are hybrid numerical models that use algorithms to analyze the transition from continuous to discontinuous. This type of formulation allows modeling physical laboratory tests with greater proximity to reality. This article proposes to simulate the average behavior of a uniaxial compression test campaign. The tests were modeled and calibrated based on the strength and the fracture pattern using Geomechanica Inc. Irazu two-dimensional software. The simulated results were analyzed by the mean standard deviation of approximately 3000 elements in the middle third of the model, the same region where the clip gages are located in the physical test. The obtained results show that FDEM can replicate the laboratory test with great similarity.

Abstract Roughness is a fundamental feature to define rock deformability and resistance. A detailed characterization of discontinuity surface geometry is essential for understanding some of the rock’s mechanical behaviors. Fractal geometry has been used by several authors to correlate parameters such as the Hurst coefficient for JRC (Joint Roughness coefficient) to better describe a surface geometry. Surface profiles might be characterized by a fractal dimension that represents the small scale of the geometric recurrence. In this paper, we propose to modify the methodology used to identify the Hurst coefficient incorporating the rodogram function in the JRC analysis. The proposed function is less influenced by drifting effects, and seems to be more precise than the commonly used variogram function. Robust mathematical models of spatial continuity can be a better alternative to characterize the roughness of rock discontinuities.

O presente trabalho tem como foco o planejamento de lavra com ênfase no modelo da teoria dos grafos de Lerchs-Grossmann. O trabalho publicado pelo autor em que se discute o teorema para a determinação da cava final ótima não apresenta o algoritmo computacional para resolver o problema. Esse trabalho apresenta um algoritmo baseado no fluxo máximo dos grafos como discutido no trabalho computacional de Ford Fulkerson. Serão apresentados os passos principais para resolução do problema e os resultados dos testes realizados para modelos bidimensionais.

The present study is focused on mining planning with an emphasis on the graph theory model proposed by Lerchs-Grossmann. The original paper published by Lerchs-Grossmann about determination of optimum final pit does not report the computational algorithm to solve the problem. This paper discusses and presents an algorithm based on the maximum flow graph computational work from Ford Fulkerson. The main steps for solving the problem and the results of the two-dimensional models are discussed.

A perfuração e a estabilidade dos poços são importantes desafios tecnológicos para o desenvolvimento da província petrolífera do Pré-Sal brasileiro, graças à fluência das rochas evaporíticas, que provoca o fechamento e o colapso dos poços de pesquisa e de produção. Os objetivos desse trabalho são a análise dos modelos de fluência atualmente utilizados e a proposta de um novo modelo empírico, que compreenda todas as fases da fluência. É proposto que uma melhor interpretação do modelo reológico de Burger, baseada nos mecanismos físicos que regem a fluência, seja investigada. Uma discussão sobre o problema da presença explícita do tempo na formulação da taxa de deformação por fluência é revista. O novo modelo proposto é capaz de replicar modelos que representam a fluência primária e secundária, porém sua calibração deve ser criteriosa, com dados de todas essas fases da fluência.

Drilling and stabilizing oil wells are important technological challenges for developing the Brazilian Pre-Salt deposits due to creep behaviour of salt rocks, which results in well closure and collapse. The objectives of this work are to analyse the currently used creep models and to propose a new empirical model that comprehends the three creep stages. This work suggests that a deep interpretation of Burger's rheological model, based on the physical parameters of creep phenomenon, should be investigated. The problem of the explicit presence of time in creep strain rate models is discussed. The new proposed model is able to reproduce models that describe the transient and the steady-state creep stages. However, its calibration should be careful, based on data from all these creep stages.

Qualquer método empírico tem sua aplicabilidade restrita a situações onde há semelhanças com os dados utilizados para sua elaboração. O Método do Gráfico de Estabilidade, proposto primeiramente por Mathews et al. (1981) e posteriormente modificado por Potvin (1988), foi desenvolvido a partir de dados relativos a minas canadenses e australianas. O Método do Gráfico de Estabilidade tem a finalidade de estimar as dimensões para um realce estável em minas que utilizam o Método de Lavra Sublevel Stoping. Portanto não há evidências de que sua utilização, no contexto geomecânico brasileiro, permita uma boa estimativa das dimensões do realce. O presente trabalho buscou evidências para aplicação dos métodos em minas de Sublevel Stoping brasileiras. Esta é uma contribuição para a validação da utilização do método no contexto geomecânico brasileiro.

Empirical methods should be restricted to situations similar to the circumstances used for their development. The Stability Graph Method, first proposed by Mathews et al. (1981) and later modified by Potvin (1988), was based on data from Canadian and Australian mines. Therefore, there is no evidence of their use in the Brazilian geomechanical context. The Stability Graph Method is intended to design a stable open stope in mines using the Sublevel Stoping Mining method. The present study investigates the applicability of the methods in Sublevel Stoping Brazilian mines. This is a contribution to the validation of the use of the methods in the Brazilian geomechanical context.

As equações contitutivas Norton Power Law, que utilizam um e dois componentes (Norton, 1929), e a equação proposta por Pinto (1995), para representar o comportamento mecânico dos evaporitos da Mina de Boulby (Inglaterra), foram utilizadas para simular o fechamento da câmara experimental na Mina de Taquarí-Vassouras. Os resultados obtidos para a lei Norton Power demonstraram o caráter linear da deformação representada por essa equação. Conseqüentemente, essas formulações não são capazes de representar a fluência primária (transiente) ou o efeito de endurecimento no tempo. A equação Bayle-Norton, utilizada por Quinteiro (1992), supera esse problema. Entretanto o termo tempo (t), explícito em sua formulação, não permite a sua utilização em situações práticas encontradas em operações de mineração. A equação proposta por Pinto (1995) apresentou resultados bastante satisfatórios na simulação realizada. Uma análise dessa equação mostra ser ela capaz de representar, tanto a fluência primária (transiente), quanto a secundária (steady-state).

The constitutive equation Norton Power Law, using one and two components (Norton, 1929) and an equation proposed by Pinto (1995) to represent the mechanical behavior of Boulby Potash Mine evaporites were used to simulate the closure of an experimental panel excavated at Taquarí-Vassouras Mine. The results obtained with the Norton Power law showed the linear characteristic of the deformation computed by this equation. Therefore, such equations are not able to represent the transient (primary) creep or the time hardening effect. The Bayle-Norton constitutive law, used by Quinteiro (1992), overcomes this problem. Unfortunately, the time term (t), used explicit in its formulation, does not allow it to be used in practical mining situations. The equation proposed by Pinto (1995) led to results considered very satisfactory in the simulation carried out. An analysis of this equation demonstrates its capability of simulating, both, the transient (primary) and the steady-state (secondary) creep.