aula 13 - caracterizacao geologica de macicos rochosos

1Engenharia Civil 2012

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ASPECTOS GEOLOGICOS E ESTRUTURAIS

UTFPR - Curitiba

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Ronaldo L. S. IZZO, D.Sc.

[email protected]

http://paginapessoal.utfpr.edu.br/izzo

Engenharia Civil 2012

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ROCHAS RARAMENTE SO MATERIAIS CONTNUOS !

Estabilidade Geolgico estruturais

Geologia Estrutural

Ocorrncia natural de fissuras na rocha, como planos de estratificao, juntas e falhas.

Denominadas Descontinuidades



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As Descontinuidades:

Planos de fraqueza em uma massa de rocha intacta e

muito mais resistente.

Ento, rupturas tendem a ocorrer

PREFERENCIALMENTE ao longo destes planos.

Influenciam DIRETAMENTE na estabilidade de

taludes rochosos.

ASPECTOS GEOLOGICOS E ESTRUTURAISEngenharia Civil 2012

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ASPECTOS GEOLOGICOS E ESTRUTURAIS4


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As propriedades das descontinuidades ligadas

estabilidade de taludes rochosos so:

Orientao;

Persistncia;

Rugosidade;

Grau de Intemperismo (Infiling).


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Plano de estratificao:

Representam uma interrupo no curso do plano de

sedimentao, o qual separado, portanto, por falhas

ou estratos.

Dobras:

Podem ser classificadas de acordo com o mecanismo de

formao:

Dobra por Flexo;

Dobra por Cisalhamento.



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7ASPECTOS GEOLOGICOS E ESTRUTURAIS


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Falhas:

So fraturas ou zonas de fraturas ao longo das quais

houve um aprecivel deslocamento devido a tenes

cisalhantes.

A direo de mergulho da falha, corresponde ao estado de

tenses que existiu no momento de formao da falha.

As falhas podem ser classificadas de acordo com a direo de

mxima e mnima tenso.



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Juntas:

So fraturas na rocha, ao longo das quais, houve pouco

ou nenhum deslocamento, ou ainda, houve um leve

movimento perpendicular superfcie da falha.


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Observao:

Quando o comprimento da falha muito menor do que

as dimenses do talude, a influncia desta falha na

estabilidade do talude indireta.



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As propriedades da descontinuidades afetaro a

resistncia do macio rochoso, assim:

Mapeamento;

Testemunhos de sondagem.

Determinao da influncia das descontinuidades na

estabilidade

Relao entre a orientao das descontinuidades e a face do

talude.


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Os objetivos gerais do mapeamento geolgico so:

Identificar um conjunto (ou conjuntos) de

descontinuidades, ou ainda, um nico elemento (falha)

que ir controlar a estabilidade de um talude em

particular.

Identificar se as descontinuidades ocorrem em conjunto

(padro) ou so aleatoriamente orientadas.


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Todas as rochas observadas em afloramentos ou

escavaes sofreram uma longa histria de modificaes

ao longo de centenas, ou at bilhes, de anos.

A sequncia de modificaes que uma rocha sedimentar,

por exemplo, pode sofrer :

Deposio de sedimentos na superfcie; Soterramento gradual (vrios Quilmetros); Presso e Temperatura; Elevao superfcie.

MECANISMO DE FORMAO DE JUNTASASPECTOS GEOLOGICOS E ESTRUTURAIS


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Durante este processo, a rocha ainda pode ser submetida a

deformaes que compreendem dobras e falhas.

Este processo resulta em tenses, atuando na rocha, que

exedem em muitas vezes sua resistncia ao cisalhamento,

causando fraturas na rocha e formando juntas e falhas.



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Em rochas sedimentares, planos de estratificao

coincidentes com quebras na continuidade dos planos de

sedimentao tambm se formaro.



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Embora a orientao das descontinuidades seja o fator

preponderante que influencia na estabilidade, outras

propriedades como a persistncia e o espaamento so

muito significantes.

EFEITOS DAS DESCONTINUIDADES NA ESTABILIDADE DE TALUDES ROCHOSOS



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Estas propriedades podem influenciar a estabilidade da fundao.Em ambos os casos existem duas famlias de descontinuidades: afamlia A (set A) mergulha cerca de 40 no sentido da face dotalude e a famlia B (set B) mergulha para o interior com umapendente elevada.



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A) As juntas J1 so bem espaadas e temuma persistncia maior do que aaltura do talude, constituindo umpotencial plano instvel de falha.

B) Os conjuntos de juntas J1 e J2 tembaixa persistncia e esto poucoespaados de tal maneira que, apesarda queda de pequenos blocos, no hgrande chance de ocorrer uma rupturade maiores propores do talude.

C) As juntas J2 so persistentes e bemprximas, formando uma srie definas colunas pendendo em direo face do talude, tem grandes chancesde levar a uma ruptura portombamento.



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ORIENTAO DAS DISCONTINUIDADESO primeiro passo na investigao das descontinuidades em umtalude rochoso a anlise de suas orientaes e identificao deCONJUNTOS de descontinuidades, ou ainda, descontinuidadesSINGULARES, que possam causar uma potencial instabilidade deblocos de rochas.Podem ser obtidas informaes das orientaes dasdescontinuidades atravs de: Mapeamento superficial; Mapeamento sub-superficial.

Sondagem Geofsica

Descrio bsica: Mergulho Direo de mergulho



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ORIENTAO DAS DISCONTINUIDADES

Mergulho a mxima inclinao da descontinuidade com ahorizontal ().

Direo de mergulho a direo do trao horizontal domergulho, medido no sentido horrio a partir do norte ().

Direo de Ataque a linha de interseco de um planoinclinado com um plano horizontal de referncia. A direo de ataque forma um ngulo reto com a direo de mergulho.



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25EFEITOS DAS DESCONTINUIDADES NA ESTABILIDADE DE TALUDES ROCHOSOSORIENTAO DAS DISCONTINUIDADES


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26EFEITO DA ESCALA NA RESISTNCIA MECNICA DAS ROCHAS

Um plano de ruptura em um talude rochoso pode sercomposto de um nico plano contnuo ou por umasuperfcie complexa, composta por descontinuidades efraturas atravs de rocha intacta.

A determinao de um valor confivel de resistnciaao cisalhamento difcil!

Pequenas variaes do valor da resistncia aocisalhamento podem resultar em significativasmudanas na determinao de alturas seguras ou dongulo mais seguro do talude.


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A determinao da resistncia ao cisalhamento de um

macio rochoso no depende somente da

disponibilidade de resultados de ensaios de laboratrio

e de campo, mas tambm na cuidadosa interpretao de

tais resultados luz do comportamento da massa de

rocha que compe o talude como um todo.


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Rocha que contm uma srie de planos de falha, que

mergulham em direo a face do talude. A resistncia, neste

caso, ser dada somente pelo atrito nos planos de falha.


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Mostra o corte de um talude em basalto (pouco resistente)

mido, com juntas pouco persistentes, prximas umas das

outras e com orientaes variadas.


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Devido as juntas serem descontnuas, no h uma nicajunta que controle a estabilidade do talude. Uma superfciede ruptura, neste caso, teria uma trajetria no contnua (emdegrau) que seguiria parcialmente ao longo da superfcie dejuntas e atravs da rocha s. A resistncia ao cisalhamentono poderia ser determinada analiticamente, podendo serdeterminada empiricamente.


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Mostra o corte de um talude no qual o teor de umidade

varia, do solo residual at a rocha s. Nesta condio a

superfcie de ruptura seria predominantemente atravs do

material menos resistente, na parte superior do talude.


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Na anlise de estabilidade seria preciso considerar

parmetros, tanto da parte superior, quanto da parte

inferior do material pelo qual a superfcie de ruptura

ocorrer.


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O grau de intemperizao de rochas expostas umidade

costuma ser variado, sendo a resistncia ao cisalhamento

deste tipo de material igualmente variado, dificultando,

portanto, a determinao de um valor de resistncia.


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Mostra uma rocha intacta, porm de baixa resistncia e

sem descontinuidades. Ex.: Rochas formadas pela

consolidao de cinzas vulcnicas.


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Devido a baixa quantidade de descontinuidades, este tipo

de rocha apresenta uma parcela elevada de resistncia

atribuda coeso e uma moderada parcela atribuda ao

ngulo de atrito do material.

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Pode-se pensar, neste caso, em taludes estveis de dezenas

de metros de altura, com elevada inclinao, contanto que

poro presses e processos erosivos sejam controlados.


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38

SISTEMA RMR (Rock Mass Rating)Objetivos: Caracterizar parmetros condicionantes do

comportamento dos macios rochosos; Compartimentar uma formao rochosa em classes de

macios com qualidades distintas; Fornecer parmetros para a compreenso das

caractersticas de cada classe de macio; Prover dados quantitativos para projeto geomecnico; Servir como referncia comunicao de dados na

prpria obra e entre obras distintas.

CLASSIFICAO


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SISTEMA RMR (Rock Mass Rating)Parmetros: Resistncia compresso simples (ndice de

compresso puntiforme); RQD; Espaamento das descontinuidades; Padro das descontinuidades; Ao da gua subterrnea; Orientao relativa das descontinuidades/escavao.

CLASSIFICAOEngenharia Civil 2012

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41CLASSIFICAO EFEITO DA DIMENSO DO BLOCO

RESITNCIA AO CISALHAMENTOAO LONGO DAS SUPERFCIES DASDESCONTINUIDADES

TENSES OPERANTES NASVISINHANAS DA CAVIDADE


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42CLASSIFICAO


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FIM

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aula 13 - caracterizacao geologica de macicos rochosos

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