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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.44.2015.tde-08072015-150656
Documento
Autor
Nome completo
Camila Duelis Viana
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2015
Orientador
Banca examinadora
Campanha, Ginaldo Ademar da Cruz (Presidente)
Sadowski, Georg Robert
Grohmann, Carlos Henrique
Título em português
Análise estrutural de descontinuidades baseada em técnicas de structure from motion: aplicação em mina a céu aberto
Palavras-chave em português
Fotogrametria
Geologia estrutural
Grupo São Roque
Resumo em português
No âmbito da caracterização geomecânica, medidas de atitudes de descontinuidades e seus parâmetros derivados são primordiais para o conhecimento do maciço, auxiliando na avaliação de estabilidade de cortes e no correto dimensionamento de soluções de estabilidade. Porém, a coleta deste tipo de dado é demorada e muitas vezes perigosa. Sendo assim, é de grande interesse o desenvolvimento de técnicas seguras, confiáveis e de baixo custo que forneçam a maior quantidade possível de informações. Os recentes avanços na geração de modelos digitais tridimensionais oriundos de fotografias fazem da fotogrametria, aliada a procedimentos clássicos de mapeamento estrutural, uma solução eficiente para o problema. O trabalho teve por meta utilizar e comparar técnicas de fotogrametria terrestre digital baseadas em Structure from Motion com os procedimentos clássicos de mapeamento de descontinuidades, de forma a criar modelos digitais rigorosos dos maciços escavados, que fornecessem uma definição detalhada e precisa dos taludes, permitindo a identificação de estruturas geológicas existentes, que pudessem, por exemplo, serem utilizadas para posterior análise de rupturas. Para isso, foram selecionadas duas frentes de escavação em uma mina de calcário a céu aberto do Grupo São Roque, pertencente a empresa Geocal, no município de Santana de Parnaíba. Nas frentes selecionadas, duas scanlines e alguns planos de referência foram amostrados no campo com o uso de bússola geológica convencional. Para a amostragem digital, foram gerados modelos tridimensionais das frentes selecionadas com o programa Photoscan. Desenvolveram-se rotinas computacionais em linguagem Python, com auxílio da biblioteca NumPy e do pacote NetworkX, para cálculo da atitude de planos de descontinuidade selecionados nos modelos tridimensionais e para cálculo de atitude de planos ao longo de uma linha de amostragem virtual, ambos realizados com auxílio do programa MeshLab. Foram calculados os desvios angulares entre os polos dos planos medidos com auxílio de bússola e aqueles resultantes da amostragem virtual, bem como entre as atitudes médias das famílias identificadas por cada método. Os resultados mostraram uma boa concordância entre as amostragens, reforçando que o uso da técnica é viável e confiável.
Título em inglês
not available
Palavras-chave em inglês
not available
Resumo em inglês
Within the geomechanical characterization, discontinuities attitudes and their derived parameters are essential to the rock mass knowledge, assisting in stability assessment and design. However, the acquisition of such data is time consuming and often dangerous. Therefore, it is of great interest the development of reliable, low cost and safe techniques to provide the greatest amount of information. Recent advances in the generation of three-dimensional digital models derived from photographs make photogrammetry, combined with classical procedures of structural mapping, an efficient solution to the problem. The main goal was to apply and compare digital terrestrial photogrammetry techniques based on Structure from Motion with classical discontinuities mapping, in order to generate accurate digital models of the excavated rock mass, to provide a detailed and precise slope definition, allowing identifying existing geological structures, which could be used for further stability analysis, for example. For testing, two rock slopes have been selected in a limestone open pit mine of São Roque Group, owned by Geocal Company in Santana de Parnaíba. In the selected areas, two scanlines and some reference plans were sampled in the field using conventional geological compass. For digital sampling, three-dimensional models of the areas were generated with Photoscan software. Computational algorithms were generated in Python programming language, with the aid of the NumPy library and NetworkX package, for calculating the attitude of selected discontinuity plans in three-dimensional models and plans along a virtual sampling line, both performed with MeshLab. The angular deviations between the poles of the plans measured with compass and those resulting from the virtual sampling, and between the means attitudes of the discontinuities sets identified by each method were calculated. The results showed a good agreement between sampling methods, reinforcing that the use of the technique is feasible and reliable.
 
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Data de Publicação
2015-07-13
 
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