Engenharia

Aug 22, 2023

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 5377 (2023) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

O estudo geológico-de-engenharia trata do estudo da importância e da relação entre a trabalhabilidade do solo e da rocha (fator que representa a estrutura geológica-de-engenharia do maciço rochoso) e os demais parâmetros de terraplenagem que influenciam o custo da obra, como o tipo de escavação e sua tecnologia, e volume cúbico escavado. A ferramenta comparativa foi o custo da terraplanagem, pois reflete o valor real dos parâmetros fornecidos durante a execução da terraplenagem. A trabalhabilidade do solo e da rocha é o parâmetro mais importante da estrutura geológica de engenharia do maciço rochoso durante qualquer terraplenagem. O investidor paga ao empreiteiro pela terraplenagem com base em classes de trabalhabilidade que têm o seu valor contabilístico expresso como uma unidade de volume de terraplenagem por projecto específico. Os resultados da investigação surgem de uma comparação de 6 estudos de caso de projetos de construção de sistemas de esgotos no nordeste da República Checa. A pesquisa mostra que o fator mais importante durante a execução da terraplenagem é a estrutura engenharia-geológica específica (52%), o que reflete no parâmetro de classes de trabalhabilidade do solo e da rocha, através do qual toda a terraplenagem é precificada. O segundo factor mais importante (33%) é o tipo de escavação e a sua tecnologia. O menos importante é o volume cúbico escavado (15%), o que significa o volume cúbico total da terraplenagem. Os resultados foram obtidos dentro de três abordagens de avaliação, onde a unidade de comparação foi um metro cúbico de volume escavado durante a terraplenagem.

A motivação e objeto do estudo geológico-engenharia (Fig. 1) é identificar a importância do caráter da estrutura geológica (representada pela trabalhabilidade do solo e da rocha) na implementação da terraplenagem1,2,3,4. Para isso, é também importante verificar a importância de outros parâmetros (tipo, tecnologia e volume de escavação).

Esquema simplificado dos objetivos da pesquisa.

Todos esses parâmetros (fatores) participam dos custos de terraplenagem, e assim a unidade de comparação será o custo do volume escavado (m3). Essas informações são importantes para investidores e empreiteiros (também para engenheiros geólogos ou geotécnicos) que realizam trabalhos de terraplenagem. Conhecer os custos de cada parâmetro significa ter a devida atenção durante o planejamento para prever o andamento das obras e evitar possíveis armadilhas. O estudo também tem objetivos científicos e didáticos, pois poderá ajudar a preparar pesquisadores, professores e estudantes para abordar tais assuntos. A terraplanagem, objeto deste estudo, representa uma componente importante de cada projeto de construção. Também faz parte de todas as investigações geológicas de engenharia5,6,7. Além disso, em alguns projectos de construção, a terraplenagem é o trabalho dominante, por exemplo, no sistema de esgotos ou na construção de estradas. Para realizar este estudo, escolhemos projetos de construção de sistemas de esgotos e comparamos 6 projetos diferentes de construção de sistemas de esgotos como estudos de caso do nordeste da República Checa (Fig. 1). Os sistemas de esgotos foram discutidos por Xu et al.8 e Kang et al.9, mas no contexto de riscos geológicos ou terremotos.

O estudo resulta em relações quantificadas entre a trabalhabilidade do solo e da rocha, e o tipo, tecnologia e volume de escavação utilizando uma ferramenta comparativa de custos de terraplenagem (preço para escavar 1 m3).

A trabalhabilidade de solos e rochas10,11,12,13,14 é uma propriedade caracterizada pela quantidade de trabalho necessária para romper e carregar solo ou rochas durante a terraplenagem relacionada a uma unidade de volume. Corresponde à resistência que o solo ou rocha exerce ao afrouxamento (idêntica à característica de quebra das rochas), leva em consideração a aderência (aderência) das rochas às ferramentas, o afrouxamento e a dificuldade de carregamento em veículos. É expressa por 7 classes de trabalhabilidade15,16. A propriedade mais semelhante é a característica de ruptura das rochas17,18,19,20,21, mas não leva em consideração o trabalho necessário para carregar o material trabalhado em um veículo. Nas obras de terraplanagem, os aspectos ambientais também devem ser considerados22,23.