Geomecânica (de geo-, prefixo derivado do grego γῆ, "terra", e de "mecânica") é o estudo do comportamento mecânico dos solos e das rochas e do estado mecânico da crosta terrestre. Examina como solos e rochas se deformam, por vezes até a ruptura, em resposta a mudanças de tensão, pressão, temperatura e outras condições do meio.

Visão geral miniatura|Falhas normais conjugadas no maciço de Vanoise, nos Alpes franceses.

A geomecânica reúne a mecânica dos solos e a mecânica das rochas. A primeira trata do comportamento do solo desde a pequena escala até a escala de um deslizamento de terra. A segunda estuda rochas e maciços rochosos e é aplicada a problemas da indústria do petróleo, da mineração e da engenharia civil, como estabilidade de furos de sondagem, projeto de túneis, fragmentação de rochas, estabilidade de taludes, fundações e perfuração de rochas.

Há áreas comuns entre a geomecânica, a engenharia geotécnica, a geologia de engenharia e a engenharia geológica. Modelos geomecânicos podem empregar formulações contínuas e discretas, propagação de ondas, transporte de fluidos e métodos numéricos. Esses métodos também são usados no estudo de processos da crosta terrestre e em problemas ligados à sismologia.

Em solos saturados, a tensão efetiva é a parcela da tensão total transmitida pelos contatos entre as partículas do solo. Ela corresponde à tensão total menos a pressão da água nos poros. A elevação da pressão de poros, sem mudança correspondente da tensão total, reduz a tensão efetiva e pode diminuir a resistência ao cisalhamento do solo. Em falhas rochosas, a pressão de poros participa da definição da tensão normal efetiva que controla a resistência ao deslizamento por atrito.

Aplicações em obras civis A caracterização geomecânica de maciços rochosos é usada no projeto e na avaliação de túneis, fundações e taludes. Um dos sistemas empregados é a classificação geomecânica RMR, do inglês Rock Mass Rating. O sistema usa cinco parâmetros básicos: a resistência à compressão uniaxial da rocha intacta, o índice RQD de qualidade da rocha, o espaçamento das descontinuidades, a condição das descontinuidades e as condições da água subterrânea. Um sexto parâmetro, a orientação das descontinuidades, é usado para ajustar a classificação conforme o problema analisado, como túneis, fundações ou taludes.

Geomecânica de reservatórios Na indústria do petróleo, a geomecânica é usada desde a exploração e a perfuração de poços até a produção e a recuperação de reservatórios. A geomecânica é usada para:

prever a pressão de poros determinar a integridade da rocha de cobertura avaliar as propriedades do reservatório determinar as tensões in situ na rocha avaliar a estabilidade do poço calcular a trajetória ideal do poço prever e controlar a produção de areia no poço analisar a viabilidade da perfuração sub-balanceada caracterizar reservatórios fraturados aumentar a eficiência do desenvolvimento de reservatórios fraturados avaliar a estabilidade de fraturas hidráulicas estudar a reativação de fraturas naturais e falhas geológicas avaliar o efeito da injeção de líquidos e vapor no reservatório analisar a subsidência da superfície determinar o grau de compactação do reservatório quantificar a perda de produção causada pela deformação da rocha do reservatório avaliar a deformação por cisalhamento e o colapso do revestimento do poço

Essas análises costumam ser reunidas em um modelo mecânico da Terra, conhecido pela sigla inglesa MEM, de Mechanical Earth Model. Um MEM reúne medições e modelos das propriedades mecânicas de rochas e fraturas, bem como das tensões, pressões e temperaturas que atuam em profundidade. Entre os parâmetros que podem compor um modelo geomecânico estão:

tensão vertical, Sv, associada ao peso do material sobrejacente tensão horizontal máxima, SHmax tensão horizontal mínima, Shmin orientação das tensões principais pressão de poros, Pp propriedades elásticas e parâmetros de resistência da rocha, como módulo de Young, coeficiente de Poisson, ângulo de atrito, resistência à compressão uniaxial, UCS, e resistência à tração

Os dados usados para construir e calibrar esses modelos podem vir de testemunhos e ensaios de laboratório, dados sísmicos, perfis de poço e medições in situ de temperatura, pressão e tensão. Testes de poço, como análise transiente de pressão e ensaios de tensão por fraturamento hidráulico, também podem ser empregados. A emissão acústica em testemunhos de rocha é outra técnica usada para estimar tensões in situ.

Ver também Engenharia sísmica, aplicação da engenharia ao comportamento do terreno e das estruturas durante sismos Geotecnia, aplicação do conhecimento sobre solos e rochas a problemas de engenharia Mecânica das rochas, um dos ramos da geomecânica Mecânica dos solos, um dos ramos da geomecânica

Bibliografia adicional

Ligações externas Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica (ABMS) Comitê Brasileiro de Barragens (CBDB) Comitê Brasileiro de Túneis (CBT) Associação Brasileira de Geologia de Engenharia Ambiental (ABGE)

Categoria:Engenharia geotécnica Categoria:Mecânica