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Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2022.tde-26062023-113050
Documento
Autor
Nombre completo
Fernando Augusto Corrêa
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2022
Director
Tribunal
Ribeiro, Rogério Pinto (Presidente)
Motta, Rosângela dos Santos
Xavier, Gustavo de Castro
Título en portugués
Contribuição aos estudos de rochas brasileiras visando uso como lastro ferroviário: ênfase em correlações geomecânicas e ensaios de alterabilidade
Palabras clave en portugués
alterabilidade
ccompressão uniaxial
compressão pontual
imersão em sulfato de sódio e etilenoglicol
lastro ferroviário
propriedades das rochas
Resumen en portugués
O lastro é uma camada de agregados rochosos considerado como um dos mais importantes elementos da infraestrutura ferroviária. Algumas das principais funções exercidas pelo lastro é de distribuição das tensões entre trem-trilho-dormente e permitir uma boa drenagem das águas pluviais. A importância da correta escolha do tipo de rocha para compor o lastro está em reduzir os onerosos custos de manutenção, causados pela degradação do material devido ao tráfego e ao intemperismo. Este trabalho tem como objetivo principal avaliar, comparativamente, a qualidade, durabilidade e o desempenho das propriedades tecnológicas de materiais rochosos com base em correlações diante das solicitações de ensaios físicos e mecânicos, químico-mineralógicos petrográficos de diversos tipos de rochas, de modo a realizar a caracterização tecnológica, visando indicar os materiais mais adequados na aplicação como agregado para lastro ferroviário. Nesse sentido, será dada continuidade aos trabalhos que vêm sendo realizados pelo Grupamento de Tecnologia de Rochas (GTR) da área de Pós-Graduação em Geotecnia da EESC-USP, envolvendo a compilação crítica de estudos prévios; complementação da base de dados com a realização de ensaios adicionais e amostragens e incorporação de novos dados e materiais de interesse, totalizando 5 tipos de rochas básicas (basaltos, diabásio e microgabro), um monzodiorito e outras três variedades de granitos utilizadas na forma britada para lastro ferroviário ou com aptidão para tal finalidade. Com base nas características petrográficas mais relevantes, a pesquisa trata-se de um estudo científico aplicado a um problema da indústria mineral de agregados, que explota maciços rochosos, sendo centrada em duas vertentes principais: a) caracterização físico-mecânica das rochas com ênfase nas correlações entre compressão uniaxial e compressão pontual e b) estudos de alterabilidade com ensaios de intemperismo acelerado (laboratorial) com ciclagens de imersão em solução de sulfato de sódio ou etilenoglicol e secagem em estufa, contando ainda com a retomada de estudos utilizando extratores Soxhlet para lixiviação contínua. Desta forma, entende-se como contribuição efetiva deste trabalho ampla divulgação nos meios técnicos e acadêmicos no sentido de disponibilizar informações bastante consistentes de vários tipos rochas utilizadas como agregado graúdo para lastro ferroviário ou com aptidão para tal finalidade. Em consequência, tais informações poderão ser úteis à formatação de um banco de dados mais amplo em termos dos materiais pétreos empregados como lastro em território nacional e, de modo indireto, colaborar ao contínuo aperfeiçoamento de normas técnicas relacionadas ao tema, notadamente a NBR-5564 (ABNT, 2021) que trata de lastro e foi recentemente revisada pela referida entidade.
Título en inglés
Contribution to studies on Brazilian rocks for use as railway ballast aggregate: emphasis on geomechanical correlations and alterability tests
Palabras clave en inglés
alterability
immersion in sodium sulfate and ethylene glycol
point load test
railroad ballast
rock properties
uniaxial compressive strength
Resumen en inglés
Ballast is a rock aggregate layer considered as one of the most important elements of the railway infrastructure. Some of the main functions performed by the ballast are to distribute stresses between train-rail- sleepers and allow good drainage of rainwater. The importance of the correct choice of rock for railway ballast is to reduce maintenance costs, caused by its degradation due to traffic and weathering. The main objective of this study was to comparatively evaluate the quality, durability and performance of technological properties of rocky materials based on correlations considering the requests of physical-mechanical, chemical-mineralogical petrographic tests of different types of rocks, for their technological characterization aiming to indicate the most suitable material in the application as aggregate for railway ballast. In this sense, this study continues research carried out by the Rock Technology Group (GTR), Graduate Program on Geotechnics, EESC-USP, involving the critical compilation of previous studies; complementation of the database with additional tests and sampling and incorporation of new data and material of interest, totaling 5 types of basic rocks (basalt, diabase and microgabbro), a monzodiorite and three other varieties of granites, used in the crushed form, for railway ballast or suitable for such purpose. Based on the most relevant petrographic characteristics, this study is a scientific study applied to a problem of the mineral aggregate industry, which exploits rocky massifs, being centered on two main aspects: a) physical-mechanical characterization of rocks with emphasis on the correlations between uniaxial compression strength and point load tests and b) alterability analysis with accelerated weathering tests (laboratory) with immersion cycles in sodium sulfate or ethylene glycol solution and oven drying, also using Soxhlet extraction for continuous leaching. In this way, the effective contribution of this study is the dissemination in technical and academic circles in order to provide very consistent information on various types of rocks used as coarse aggregate for railway ballast or for such purpose. As a result, such information may be useful to compose a larger database in terms of stone materials used as ballast in the national territory and, indirectly, collaborate in the continuous improvement of technical standards related to the subject, notably NBR- 5564 (ABNT, 2021) which deals with ballast and was recently revised by the aforementioned entity.
 
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Fecha de Publicación
2023-06-27
 
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