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NOTAS DE AULA 1 SEMANA

FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL

CENTRO DE CINCIAS EXATAS, AMBIENTAIS E DE TECNOLOGIAS

GEOLOGIA Prof. DOUGLAS CONSTNCIO Tc. MIRIAN PATRICIA ZATTA

A RESUMO DO PROGRAMA - Mineralogia;

- Petrografia;

- Sedimentologia;

- Formao do solo;

- Geomorfologia;

- Mapas e Estruturas (Perfis);

- Mtodos de Investigao do Subsolo;

- Geologia e Meio Ambiente;

- Materiais Naturais de Construo.

B BIBLIOGRAFIA (Bsica)

- GEOLOGIA GERAL

Viktor Leinz e Srgio Estanislau do Amaral

Companhia Editora Nacional.

- GEOLOGIA GERAL

Jos Henrique Popp

Livros Tcnicos e Cientficos.

- GEOLOGIA PARA ENGENHEIROS CIVIS

Jos Carlos R

Editora Mc G

odrigues

raw Hill do Brasil Ltda. 1


- GEOLOGIA APLICADA A ENGENHARIA

Nivaldo Jos Chiossi

Grmio Politcnico.

- GEOLOGIA ESTRUTURAL APLICADA

Yociteru Hasui e Jos Augusto Mioto

ABGE Votorantim.

- MANUAL DE MINERALOGIA

Cornelius S. Hurlbut Jr.

Livros Tcnicos e Cientficos Editora.

- CURSO PRTICO DE GEOLOGIA GERAL

Antenor Braga Paraguassu, Nilson Gandolfi e Paulo M. B. Landin

USP So Carlos.

- GLOSSRIO GEOLGICO

Viktor Leinz e Othon Henry Leonardos

Companhia Editora Nacional

- DICIONRIO GEOLGICO GEOMORFOLGICO

Antonio Teixeira Guerra

Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica.

C BIBLIOGRAFIA (Complementar)

- PROSPECO GEOTCNICA DO SUBSOLO

Maria Jos C. Porto A. de Lima

Livros Tcnicos e Cientficos Editora S/A.

- GLOSSRIO DE TERMOS TCNICOS DE GEOLOGIA DE ENGENHARIA

Antonio Antenor Tognon

ABGE.

2


- NORMAS TCNICAS DA ABNT- NORMAS TCNICAS DA ABNT E DA ABGE.

D DIVISO DA GEOLOGIA

a) Geologia Terica ou Natural;

b) Geologia Aplicada (Geotecnia ou Geologia de Engenharia).

Obs. Para Engenharia: FSICA + APLICADA

BSICO + GEOTECNIA

E DEFINIO

GEOLOGIA o estudo da Terra, sua origem, transformaes, atravs da anlise das rochas.

GEO TERRA (Geologia aplicada a Engenharia Geotcnica)

LOGIA ESTUDO (Engenharia Geotcnica)

F DIVISO DA TERRA

Crosta ou litosferaManto

Ncleo

3


3.300 km

2.900 km

60 km

Ncleo

Manto

Crosta ou Litosfera

G CONSTITUIO DA TERRA

a) Crosta ou Litosfera:

- constituda pelo SIMA (silcio + magnsio) e pelo SIAL (silcio + alumnio); nio);

- temperatura: 800 a 1000 C - temperatura: 800 a 1000 C

b) Manto: b) Manto:

- constitudo de sulfetos e xidos de ferro e magnsio; - constitudo de sulfetos e xidos de ferro e magnsio;

- temperatura: 2000 C - temperatura: 2000 C

c) Ncleo: c) Ncleo:

- constitudo de nquel (Ni) e ferro (Fe); - constitudo de nquel (Ni) e ferro (Fe);

- temperatura: 4000 C - temperatura: 4000 C

H GRAU GEOTRMICO H GRAU GEOTRMICO

A cada 30 m de profundidade na Crosta Terrestre a temperatura aumenta em 1 C em relao a Atmosfera.

A cada 30 m de profundidade na Crosta Terrestre a temperatura aumenta em 1 C em relao a Atmosfera.

4


I CAMADA GEOLGICA I CAMADA GEOLGICA

Representa uma unidade Litolgica da Crosta ou Litosfera. Representa uma unidade Litolgica da Crosta ou Litosfera.

....................................................

......................................................______________________________________________________________________________________________________________________

................................................................................................................

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

A

B

C

J COMPOSIO QUMICA DA CROSTA TERRESTRE (%) J COMPOSIO QUMICA DA CROSTA TERRESTRE (%)

Segundo Clark: Segundo Clark:

ELEMENTO ELEMENTO PESO PESO VOLUME VOLUME

O 46,6 91,77

Si 27,7 0,80

Al 8,1 0,76

Fe 5,0 0,68

Ca 3,6 1,48

Na 2,8 1,60

K 2,6 2,14

Mg 2,1 0,56

Total 95,5 % 99,79 %

5


K MATERIAIS FORMADORES DA CROSTA TERRESTRE

Principais:

1) Minerais

2) Rocha

2.1) Rocha gnea ou Magmtica

2.2) Rocha Sedimentar

2.3) Rocha Metamrfica

3) Solo

3.1) Solo Residual

3.2) Solo Transportado

4) Material em estado Amorfo

5) Mineralide

6) Minrio.

1-MINERAL

um elemento qumico ou uma combinao qumica formado por um processo

inorgnico natural o qual possui uma estrutura cristalina, ou seja, tridimensional ordenada,

portanto sua estrutura possui uma forma geomtrica definida.

Ex.: quartzo, feldspato, mica, calcita

Obs. Todo mineral pode apresentar a sua estrutura molecular possvel de observar a olho n,

quando isto ocorre denominamos de Cristal.

6


2-ROCHA

o agrupamento de um ou mais tipos de minerais. Podem ser classificadas quanto a:

2.1 Presena de minerais:

- Uniminerlicas: formadas por um s tipo de mineral.

Ex.: calcrio, mrmore

- Pluriminerlicas: formadas por 2 ou mais tipos de minerais.

Ex.: granito, gnaisse

2.2 A origem:

- Rochas gneas ou magmticas: formada pelo resfriamento do magma (lava de vulco) em

contato com a atmosfera (gua ou ar) ou no interior da crosta terrestre.

Ex.: basalto, diabsio, granito

- Rochas sedimentares: formadas pelo acmulo de solo, matria orgnica ou pela

precipitao de substncias qumicas em bacias de sedimentao.

Ex.: arenito, siltito, argilito, gipsita, coquina, folhelho

- Rochas metamrficas: so originadas de rochas pr-existentes que sofreram a ao dos

agentes do metamorfismo (altas presses e altas temperaturas) ocorrendo uma alterao

em sua estrutura e composio mineralgica.

Ex.: gnaisse, mrmore

3-SOLO

o resultado final da decomposio de rochas ou dos minerais pela ao dos agentes

do intemperismo. Esto divididos em 2 grupos bsicos:

- Solo residual: o material que se decompe e permanece no mesmo local onde sofreu sua

decomposio.

7


- Solo transportado: o material intemperizado que sofreu um transporte natural pela ao

dos agentes geolgicos.

Ex.: solo de aluvio ou aluvionar, solo de coluvio ou coluvionar, solo de talus, solo glacial,

solo elico.

Obs. Tambm temos o solo orgnico que constitudo por matria orgnica,

fundamentalmente vegetal.

4-MATERIAL EM ESTADO AMORFO

um elemento qumico ou uma combinao qumica, formada por um processo

inorgnico natural, mas no possui uma estrutura tridimensional ordenada cristalina.

Ex.: gatas, slex, calcedneas.

5-MINERALIDE

um elemento qumico ou uma combinao qumica, formada por um processo

orgnico natural.

Ex.: petrleo, mbar, pedra no rim

6-MINRIO

todo o material (mineral, rocha ou solo) que tenha um aproveitamento industrial ou

comercial. Portanto:

SOLO + ROCHA + MINERAL = MATERIAL NATURAL DE CONSTRUO

Obs.

verdade que experincia em Geologia (Geotecnia) no se transfere, mesmo que se

queira, mas adquire-se na vida prtica pela vivncia.

Tambm importante se ter bons mestres, como tudo na vida.

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CENTRO DE CINCIAS EXATAS, AMBIENTAIS E DE TECNOLOGIAS FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL


MINERAIS (MINERALOGIA)

1-DEFINIO

Mineralogia: a cincia que estuda os minerais.

Mineral: um elemento qumico ou uma combinao qumica, formado por um processo

inorgnico natural, com frmula qumica definida e possui estrutura cristalina, ou seja,

estrutura tridimensional ordenada.

Cristal: quando o mineral apresenta externamente sua estrutura molecular.

2-ORIGEM

Resfriamento do magma (lava de vulco);

Resfriamento de solues ou gases magmticos;

Evaporao de solues salinas;

Reaes entre substncias.

3-IDENTIFICAO

- Cristalografia

- Microscopia

- Anlise qum

- Propriedades

por difrao de raio X;

cristalogrfica;

ica;

(fsicas e qumicas). 9


4-PROPRIEDADES FSICAS (possveis de identificao a olho n)

- Clivagem;

- Fratura;

- Dureza;

- Escala de Mohs (relativa):

- 1 talco

- 2 gipso

- 3 calcita

- 4 fluorita

- 5 apatita

- 6 ortoclsio

- 7 quartzo

- 8 topzio

- 9 corindon (gua marinha, safira, rubi)

- 10 diamante

- Tenacidade;

- Peso especfico ou Densidade relativa;

- Propriedades que dependem da luz (brilho, trao, cor);

- Magnetismo.

5-PROPRIEDADES QUMICAS

Dissoluo dos calcrios (carbonatos de clcio) por cidos (cido clordrico).

Ex.:

CaCO3 + HCl = CaCl2 + H2O + CO2

10


6-ALGUNS DOS PRINCIPAIS MINERAIS

- Quartzo (SiO2);

- Feldspato (ortoclsio ou plagioclsio);

- Mica (muscovita ou biotita);

- Calcita (CaCO3);

- Hematita ( minrio de ferro);

- Pirita (minrio de ferro);

- Talco (pedra sabo);

- Gipso;

- Barita.

7-ESCALA PRTICA PARA DETERMINAO DA DUREZA

Unha 2,5

Moeda 3,0 DUREZA Baixa 1 2 Mdia 3 5 Alta 6 10

Canivete 5,0

Vidro 5,5

Porcelana 6,0

Quartzo 7,0

11

3 SEMANA



ROCHAS (PETROGRAFIA)

1-DEFINIO

o agrupamento de um ou mais tipo de mineral. As rochas podem ser: a) Uniminerlicas: formadas por um s tipo de mineral;

Ex.: mrmore (calcita)

b) Pluriminerlicas: formadas por dois ou mais tipos de minerais.

Ex.: granito (quartzo, feldspato e mica)

2-TIPOS DE ROCHAS

2.1 Rochas gneas ou Magmticas (Primrias)

- o material resultante do resfriamento do magma em contato com a atmosfera (gua ou

ar);

- O magma (lava de vulco) o material de caracterstica plasto-viscosa, que ocorre abaixo

da crosta a altas temperaturas, composto por:

- Componentes volteis: H2O, CO2, Co, N2, H2, SO3;

- Componentes no volteis: O, Si, Fe, Mg.

2.1.1 Tipos de m

- M

concentrao de S

agma:

agma bsico (superfcie): maior concentrao de Fe, Mg e uma menor

iO2; 12

3 SEMANA

- Magma cido (profundidade): maior concentrao de Al, Na, K, e de SiO2.

2.2 Tectnica de Placas ou Teoria das Placas

2.2.1 Conseqncias do movimento das Placas:

- Vulcanismo: podemos definir como a subida do magma (lava) at a superfcie da crosta;

- Plutonismo: o magma (lava) que no consegue ser expelida (lanada na superfcie) e

resfria-se no interior da crosta.

2.3 Classificao quanto Gnese ou Origem

2.3.1 Rochas Extrusivas ou Vulcnicas

o magma que sofre o seu resfriamento em contato com o ar ou gua, na superfcie da

crosta.

13

3 SEMANA

Ex.: Basalto:

- resfriamento rpido;

- minerais de tamanho microscpio;

- Rc = 800 kgf/cm2 (resistncia compresso simples)

- Cor escura (preta).

2.3.2 Rochas Hipo-abissais

o magma que sofre o seu resfriamento no interior da crosta em profundidades

intermedirias (+/- 50 m).

Ex.: Diabsio

- resfriamento lento;

- minerais de pequeno tamanho, mas possveis de observar a olho n.

- Rc = 1200 1700 kgf/cm2 (resistncia compresso simples)

- cor cinza escura.

2.3.3 Rochas Intrusivas ou Plutnicas

o magma que sofre o seu resfriamento a grandes profundidades (+/- 300 m).

Ex.: Granito

- resfriamento muito lento;

- minerais bem desenvolvidos;

- Rc = 2500 kgf/cm2 (resistncia compresso simples)

- cor clara.

Obs.

Quanto mais lento e profundo for o resfriamento do magma, mais desenvolvido ser os

minerais que a constitui, consequentemente, maior a resistncia esforos mecnicos de

compresso a rocha ter.

2.4 Modos de ocorrncia do Magma na Crosta

- derrame;

- sill;

- dique;

- batolito (stokes).

14

3 SEMANA

Observao:

______B BSUPERFCIE INTERIOR

Obs. As rochas mai

- basalto colunar;

- diabsio;

- granito.

___________________________________________________

ASALTO VESICULAR (GUA)

ASALTO COLUNAR OU PRETO (AR) Superfcie da Crosta

Interior da Crosta DIABSIO GRANITO PEGMATITO

s utilizadas como Brita dentro da Engenharia Civil so:

15

4 SEMANA


FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL GEOLOGIA

Prof. DOUGLAS CONSTNCIO Tc. MIRIAN PATRICIA ZATTA

ROCHAS SEDIMENTARES

1-DEFINIO

o estgio final de um conjunto de processos naturais que vo da decomposio da

rocha pr-existente at o seu transporte e sedimentao.

2-INTEMPERISMO um conjunto de processos naturais que ocasiona a desintegrao e a decomposio de rochas e minerais por ao dos agentes atmosfricos e biolgicos. 3-AGENTES DE INTEMPERISMO So divididos em 2 grupos:

a) Fsicos - variao de temperatura; - congelamento da gua; - cristalizao dos sais; - ao fsica dos vegetais. b) Qumicos - hidrlise; - hidratao; - oxidao; - carbonatao- ao qumica

; dos organismos e das matrias orgnicas. 17

4 SEMANA

4-FATORES QUE INFLUENCIAM NO INTEMPERISMO - Clima; - Topografia; - Tipo de rocha; - Vegetao (capeamento natural). 5-HORIZONTES DE INTEMPERISMO So as fases de transformao que uma rocha ou material pr-existente sofre quando submetido aos efeitos dos agentes do Intemperismo. ______________________________________

- Restos vegetais ______________________________________

SOLO ORGNICO

- Resduos sendo possvel observar os fragmentos de quartzo

______________________________________

SOLO RESIDUAL

______________________________________

SOLO SAPROLTICO

SAPROLITO

______________________________________ ______________________________________

ROCHA ALTERADA

______________________________________

ROCHA S

6-CLASSIFICAO DAS ROCHAS SEDIMEN - Origem qumica; - Origem mecnica; - Origem orgnica.

- Solo de rocha podre, com vestgios da estrutura da rocha- Rocha podre, que conserva as caractersticas da rocha original, porm desagregvel.

- Rocha intensamente fraturada (no regime de fadiga)

- Com suas caractersticas inalteradas

TARES

18

4 SEMANA

6.1-Origem Mecnica (clstica) Consiste na lenta compactao dos extratos de sedimentos que tende a comprimir os gros, produzindo embricamento (unio de gros ou formao de uma estrutura) dos mesmos e agregao.

Ao dos agentes geolgicos (gua

de rios, vento, gelo, chuva)

Intemperismo ou

Meteorizao Deposio

Rocha S ou Pr-existente

Solo Residual

Solo Transportado

Sedimento

Diagnese:-Litificao;

ctao;Cimentao

Rocha Sedimentar

- Litificao: deposio em camadas ou estgios superpostos.

Extratos ou Camad

- Compactao: compactao lenta e natural pelo peso prprio das partculas (solo).

Extratos ou Camadas

- Cimenta

o: cimento natural que proporciona coeso (colagem) futura

Cimento natural as -Compa rocha.

19

4 SEMANA

Ex.:

- Conglomerado: partculas >2,0 mm;

- Arenito: partculas entre 2,00 0,062 mm;

- Siltito: partculas entre 0,062 0,002 mm;

- Argilito: partculas < 0,002 mm;

- Varvito de Itu;

- Siltito Argiloso.

6.2-Origem Qumica

Rochas inorgnicas que se formam atravs da precipitao de solues qumicas em

bacias de sedimentao.

ANTES:

Materiais em suspenso: sais dissolvidos

Bacia

N.A.

DEPOIS:

gua evapora

gua infiltra

Rocha Sedimentar

20

4 SEMANA

Ex.:

- Calcreo;

- Gipsita.

6.3-Origem Orgnica

Acmulo de animais, vegetais, ou seja, matria orgnica de natureza diversa, que

encontram condies favorveis de formao, tais como, pntano, fundo do mar ou rios, onde

se acumulam.

Matria orgnica morrem

Depositam

Formam a Rocha Sedimentar

Ex.:

- Folhelho Betuminoso (restos vegetais);

- Coquina (restos de concha).

7-ROCHAS SEDIMENTARES DE APLICA

- Arenito (calamento) Rc= 250 kgf/cm

- Varvito de It (piso de piscina, revestimento

- Calcreo (fbrica de cimento);

- Gipsita (gesso, cimento Portland).

Fundo do

Pntano

O NA ENGEN

2;

interno); HARIA

21

5 SEMANA



ROCHAS METAMRFICAS

1-DEFINIO

So aquelas originadas de outras rochas que sofreram a ao de altas presses e

elevadas temperaturas, ou tiveram contato com gases e lquidos magmticos.

Ex.:

Arenito (Sedimentar) Quartzito (Metamrfica); Clcreo (Sedimentar) Mrmore (Metamrfica); Granito (Magmtica) Gnaisse (Metamrfica) 2-METAMORFISMO So fenmenos naturais que provocam alterao na estrutura, como tambm na

composio mineralgica da rocha original (magmtica e sedimentar).

Metamorfismo Metam

Esmagamento

orfismo 22

5 SEMANA

3-TIPOS DE METAMORFISMO

a) Cataclstico: ao de altas presses dirigidas que provocam mudanas na estrutura da

rocha original;

Ex.: Cataclasito, Milonito.

b) Termal (Contato): ao de altas temperaturas (transferncia de calor de massas

magmticas) que provocam mudanas na composio da rocha original (recristalizao).

Ex.: Mrmore

Sedimento ou Rocha Sedimentar

Metamorfismo de

ato

Magm

c) Dinamotermal: ao de altas presses + pres

estrutura e na composio mineralgica da roch

Ex.: Itacolomito, Itabirito, Xisto, Filito, Ardsi

ContTransferncia de calor forma a nova rocha Metamrfica

a

ses dirigidas que provocam alteraes na

a original.

a.

23

5 SEMANA

d) Plutnico: ao de altas temperaturas + presses confinantes (hidrosttica) que provocam

alteraes na estrutura e na composio mineralgica da rocha original.

Ex.: Granulito, Eclogito.

4-ROCHAS MAIS EMPREGADAS NA ENGENHARIA CIVIL

- Gnaisse: brita, fachada de residncia;

- Ardsia: piso, fachada (revestimento externo e interno);

- Itacolomito (pedra mineira): piso, fachada;

- Mrmore: piso, revestimento (externo e interno), lajes polidas (pia).

24

6 SEMANA



FORMAO DO SOLO

1-SOLO RESIDUAL

o resduo final da decomposio da rocha, ficando somente vestgio de quartzo

quando a rocha o possui em sua constituio.

Ex.:

- Basalto decomposio Terra roxa (argila vermelha);

- Calcrio decomposio Argila branca, cinza, clara;

- Granito decomposio Areia fina silte argilosa miccea

2-SOLO TRANSPORTADO

o material proveniente do transporte de solo residual + solo saproltico + matria

orgnica, pela ao dos agentes geolgicos ou agente de dinmica interna (transporte), para as

Bacias de Sedimentos.

2.1- Tipos de Solos Transportados

a) Solo de aluvio ou aluvionar: o material depositado pela ao do transporte de gua de

um rio em

marginais. Q

transportado

Ex.: Transporte d

- Soluo: ons

pocas de cheias, onde o volume de gua aumenta, atingindo as baixadas

uando o mesmo retorna a sua normal, provoca a deposio do material

(slido).

e partculas: de sdio, clcio, fosfato;

26

6 SEMANA

- Suspenso: partculas finas;

- Rolamento: partculas maiores no fundo do leito (areia at 0,2 mm);

- Saltao: bate no fundo e salta (assim sucessivamente);

Ex.: seixos rolado.

ROCHA S SOLO RESIDUAL SOLO TRANSPORTADO

Intemperismo Agentes Geolgicos

ANTES

CHUVA DURANTE

Partculas em transporte

N A

Baixada ou Marginais

N A

CHUVA DEPOIS

CHUVA

Vento

b) Solo Elico: parte de camadas de alta presso para as camadas de baixa presso. A ao

do vento provoca eroso e transporte de partculas e quando se d a diminuio de

velocidade temos o depsito do material.

27

6 SEMANA

Em resumo:

Eroso Corroso;

Transporte Suspenso, rolamento, saltao;

Deposio Depsitos elicos;

Depsitos

Deposio

Vento

Solo elico

Ex.:

- Areia do deserto conseqncia do desgaste de paredes rochosos;

- Dunas so depsitos de material de granulao uniforme (areia);

- Locais no Brasil Cabo Frio, Lagoa dos Patos, Lagoa de Abaer, Vila Velha.

c) Solo Glacial: as geleiras tem poder de eroso e transporte muito maior que dos rios e,

consequentemente, maior deposio. Os materiais de locais de antigas geleiras vem sendo

transportado durante a ao do degelo e funciona como uma lixa que vai raspando os

materiais (intemperizando-os) em regies topograficamente bem caracterizadas. Portanto,

das regies mais altas , grandes blocos desagregam-se e descem para regies mais baixas.

O gelo se liqefaz e forma depsitos glaciais, os quais so constitudos por materiais mais

resistentes, no ocorrendo o intemperismo qumico.

Ex.:

- Varvito de It ou Siltito argiloso (depsito glacial mais famoso do Brasil)

28

6 SEMANA

Material intemperizado + Blocos de rocha

Degelo

P de elevao

Solo glacial

O solo de aluvio pode tambm se formar nos momentos em que o curso do rio sofre

diminuio de velocidade, ou seja, em seus meandros.

Eroso

Depsito

Solo de aluvio

Eroso

Depsito

d) Solo Coluvial (Creeping): solo residual que escorrega lentamente na proporo de 1 3

cm de espessura ao ano. Seu transporte se d em regies altas para as baixas pela ao da

gravidade.

Ex.: Serra do Mar.

29

6 SEMANA

Solo residual ou intemperizado

Elevao Transporte lento

Solo coluvial

P de elevao

e) Solo de Talus: material intemperizado + blocos de rocha que sofrem um transporte rpido

( desmoronamento) das regies altas para as baixas.

Ex.: Curva da Ona (Rodovia Anchieta)

Transporte rpido

(desmoronamento)

Material extremamente heteregneo

Talus

Obs. Ao geolgica dos organismos

f) Carvo: originam-se de vegetao continental (matria orgnica) que sujeita a processos

qumicos vai transformando a celulose em carvo, atravs da perda progressiva de

oxignio e hidrognio e a crescente concentrao de carbono.

30

6 SEMANA

MATRIA ORGNICA Celulose CARVO

Turfa

Linhito

Uma espcie de argila orgnica que no d suporte para fundaes.

3- CLASSIFICAO DO SOLO QUANTO A GRANULOMETRIA

- Pedregulho ou Cascalho: > 2,00 mm;

- Areia (fina, mdia ou grossa): 2,00 a 0,062 mm;

- Silte: 0,062 0,002 mm;

- Argila: < 0,002 mm.

4- CLASSIFICAO DO SOLO PARA TERRAPLANAGEM

- Material de primeira;

- Material de segunda;

- Material de terceira.

31

7 SEMANA



MATERIAIS NATURAIS DE CONSTRUO MATERIAIS NATURAIS DE CONSTRUO

1-DEFINIO1-DEFINIO

ROCHA SOLO

Decomposio

2-APLICAO DAS ROCHAS (Geologia)

- Barramento de rios (enrocamento);

- Canais (rip-rap);

- Gabies;

- Base de rodovias e ferrovias;

- Revestimento, piso, lajes polidas;

- Agregado grado (brita).

3-APLICAES DOS SOLOS (Mecnica dos Solos e Materiais de Construo)

- Argilas: cermica, aterro, cortinas de vedao;

- Areias: agreg

ado mido, asfalto, 32

7 SEMANA

4-JAZIDAS (Pedreiras)4-JAZIDAS (Pedreiras)

Para a explorao de uma pedreira ou um depsito de argila ou areia ou at cascalhos,

estes dependem de 3 fatores bsicos:

- Qualidade do material;

- Volume de material til;

- Transporte.

Obs. Meio Ambiente.......

4.1-Qualidade do Material

Est relacionado com a finalidade, ou seja, a sua utilizao (propriedades geolgicas,

fsicas e mecnicas).

4.1.1-Propriedades Geolgicas

- Grau de alterao dos minerais;

- Textura e estrutura;

- Propriedades qumicas;

- Reatividade com cimento (alto teor de slica);

- Ciclagem (ao ao Intemperismo).

Ex.: Composio mineralgica:

- Peso especfico:

- granito 2,6 t/m3

- basalto 2,9 t/m3

- hematita 6,5 t/m3

4.1.2-Propriedades Fsicas (Propriedades ndices)

- Peso especfico aparente seco;

33

7 SEMANA

- Peso especfico aparente saturado;

- Peso especfico natural;

- Absoro de gua;

- Porosidade aparente;

- Umidade natural;

- Grau de saturao.

4.1.3 Propriedades Mecnicas

- Resistncia compresso simples ou uniaxial (kgf/cm2);

- Resistncia compresso puntiforme (kgf/cm2);

- Resistncia trao ou compresso diametral (kgf/cm2);

Obs. Ainda temos mais 2 propriedades que so verificadas: dilatao trmica e a

resistncia ao choque.

4.2-Volume do Material

Deve-se ter um volume maior ou igual para uma explorao de no mnimo 50 anos e a

rea explorada dever ser reconstituda quanto a degradao ambiental.

- Mapeamento superficial Levantamento topogrfico;

- Sondagem (perfurao) Percusso (solo); Rotativa (rocha);

- Cubagem = vida til de 50 anos.

4.3-Transporte

de fundamental importncia a localizao geogrfica da jazida, uma vez que, se as

distncias do depsito at os centros consumidores for considervel, este material se torna

anti-econmico.

34

7 SEMANA

5-PROPRIEDADES MECNICAS 5-PROPRIEDADES MECNICAS

5.1 Resistncia Compresso Simples ou Uniaxial

Utilizamos corpos de prova cilndricos ou testemunhos de sondagens rotativa (C.P.).

CP

l

l = comprimento

l/d = 2,5 = +/- 10%

d = dimetro

d

P

Prato da prensa

CP

RC = kgf / cm2

P

RC = Carga de Ruptura (P) rea do CP ( . d2 / 4)

35

7 SEMANA

5.2-Resistncia Compresso Puntiforme 5.2-Resistncia Compresso Puntiforme

d d

Amostra irregular Amostra irregular

Macaco hidrulico Macaco hidrulico

Ma Ma

P - fixo Esfera de ao - 1,00 cm

P - mvel

d

Manmetro

Is = PIs = P

d2

onde:

d = distncia entre as esferas;

Is = ndice de resistncia compresso puntiforme;

P = carga de ruptura;

Obs. Quando for utilizado corpo de prova cilndrico, devemos considerar:

- l/d = 1,1 +/- 5% (quando ensaiado ao longo do comprimento);

- l/d 1,4 (quando ensaiado ao longo do dimetro).

36

7 SEMANA

5.3-Resistncia Compresso Diametral (Resistncia trao Ensaio Lobo Carneiro) 5.3-Resistncia Compresso Diametral (Resistncia trao Ensaio Lobo Carneiro)

P P

Prato da prensa Prato da prensa

D Corpo de prova cilndrico D Corpo de prova cilndrico

l/d 1,4 l/d 1,4 P P

l l

Rt = 2 x PRt = 2 x P

x d x l onde:

- P = carga de ruptura;

- d = dimetro;

- l = comprimento.

Obs. Para avaliar o valor aproximado da resistncia compresso simples (Rc), podemos

utilizar a relao desenvolvida pelo IPT:

Rc = 16 x Is Onde:

- Is = ndice de resistncia a compresso puntiforme

37

7 SEMANA

6-PROPRIEDADES (ndices fsicos)6-PROPRIEDADES (ndices fsicos)

So tomadas 6 amostras de rocha ( 2 a 3) aparente no campo em seu estado natural para determinao:

- Peso D: fragmento pesado em seu estado natural (PESO NATURAL);

- Peso A: fragmento aps secagem em estufa com temperatura de 100 a 110 C por um perodo mnimo de 24 h (PESO SECO);

- Peso B: fragmento aps imerso em gua por um perodo mnimo de 48 h (PESO

SATURADO);

- Peso C: peso submerso em gua aps saturao de 48 hs., utilizando a balana hidrosttica

(PESO IMERSO)

Com os valores acima obtemos as propriedades ndices ou os ndices fsicos das

rochas que esto abaixo calculados:

a) Peso Especfico Aparente Seco (s):

lVolumeTotaidosPesodosSls = 3cm

gCB

As =

b) Peso Especfico Aparente Saturado (sat):

)( 3cmg

CBBsat =

c) Peso Especfico Aparente Natural (nat):

)( 3cmg

CBDnat =

d) Porosidade Aparente (n):

38

7 SEMANA

100=lVolumeTota

ziosVolumedeVan (%)100=

CBABn

e) Absoro de gua (ab);

100=idosPesodosSl

absorvidaPesodeguaab (%)100=A

ABab

39

7 SEMANA

EXERCCIOS DE GEOLOGIA

1- Duas amostras de rocha do tipo Basalto foram submetidas a um ensaio de resistncia

compresso simples, como mostra tabela abaixo:

CP DIMETRO (cm) COMPRIMENTO

(cm)

CARGA DE

RUPTURA (kgf)

01 3,0 8,2 12500

02 2,5 6,8 13100

Pede-se: calcular a resistncia compresso simples para as amostras que satisfazerem a

relao comprimento/dimetro.

2- Trs amostras irregulares de rocha do tipo Granito foram ensaiadas compresso

puntiforme, como mostra a tabela abaixo:

AMOSTRA d (cm)

CARGA DE

RUPTURA (kgf)

01 4,2 1280

02 4,8 1250

03 5,1 1230

Pede-se:

a) calcular a resistncia compresso puntiforme;

b) calcular o valor aproximado da resistncia compresso simples.

d = distncia entre as esferas

utilizar a relao: Rc = 16 x Is, onde:

-Rc = resistncia compresso simples;

-Is = ndice de resistncia compresso puntiforme.

40

7 SEMANA

3- Duas amostras de rocha foram ensaiadas resistncia compresso diametral como

mostra o quadro abaixo:

CP DIMETRO (cm) COMPRIMENTO

(cm)

CARGA DE

RUPTURA (kgf)

01 3,0 8,2 6580

02 2,5 6,8 5750

Pede-se: calcular a resistncia compresso diametral para as amostras que satisfazem a

relao comprimento/dimetro.

4- Cinco amostras de uma mesma rocha foram pesadas conforme a tabela abaixo:

CP PESO SECO

(g)

PESO SATURADO

(g)

PESO SUBMERSO

(gf)

01 287,0 299,6 197,5

02 269,3 272,4 179,2

03 263,9 266,4 175,3

04 238,6 241,1 158,3

05 330,0 333,5 219,2

Sabendo-se:

- absoro de gua a relao entre o peso da gua absorvida e o peso dos slidos;

- porosidade aparente a relao entre o peso de gua absorvida e o volume da amostra;

- o peso especfico aparente seco a relao entre o peso dos slidos e o volume da

amostra.

Pede-se: calcular os valores destas propriedades para cada uma das amostras.

41

8semana

MAPEAMENTOS E PERFIS GEOLGICOS

1.MAPAS So levantamentos plani-altimtricos topogrficos os quais so constitudos por: a) Escala reduzida b) Indicao do norte c) Data do levantamento d) Linhas limites ou de contorno e) Aspectos de interesse (estradas, rodovias, ferrovias, etc.) onde representamos o

relevo, ou seja, as feies morfolgicas da crosta. Exemplo:

2.ESCALAS As medidas efetuadas no terreno, para serem colocadas no mapa, sofrem uma reduo aritmtica, onde denominada Escala do Mapa. A escala pode ser representada numericamente ou graficamente. No primeiro caso, a representao feita por uma frao, como por exemplo: 1/50.000. Isto indica que uma distncia entre dois pontos quaisquer, medidos no mapa, 1/50.000 da distncia real entre dois pontos do terreno que lhes so correspondentes nas escalas grficas. A relao das distncias esto reduzidas proporcionalmente em um segmento de reta que serve como padro. 3.REPRESENTAO GRFICA a)Tipos de mapeamentos GEOLGICO: so aqueles onde se encontram assinalados, por intermdio de legendas, no s diferentes corpos rochosos existentes numa determinada regio, como tambm suas estruturas geolgicas. elaborado a partir de um mapa topogrfico, onde so colocados os limites (linhas de contato) das diferentes litologias e suas estruturas, utilizando-se para isso smbolos grficos ou cores diversas.

8semana

PEDOLGICO: neste tipo de mapeamento s levamos em considerao a camada superficial da crosta, ou seja, o solo e seus horizontes b)Smbolos geolgicos comuns (alguns exemplos);

4.Tabela de Tempo Geolgico:

8semana

Eon Era Perodo poca Idade Durao (106 anos)

Anos Atrs (106 anos)

Holoceno 0,011 Quaternrio

Pleistoceno 2 2 Plioceno 11 13 Mioceno 12 25

Oligoceno 11 36

Eoceno 22 58

Cenozico Tercirio

Paleoceno

5 63 Cretceo 72 135 Jurssico 45 180 Mesozico Trissico

50 230 Permiano 50 280

Carbonfero 60 340 Devoniano 60 400 Siluriano 30 430

Ordoviciano 70 500

Paleozico

Cambriano

70 570 Superior 750 750 Mdio 1150 1150

Eon

Geo

lgi

co

Pr Cambriano

Inferior

2000 4500 Fronteira

Eon

Cs

mic

o

8semana

8semana

Perodo Grupo Formao LitologiaEspessuras Usuais no E.S.P

Q Vrzeas fluviaisAluvies marinhos

Cascalhos e argilas

T So Paulo Taubat Argilas variegadas e arenitos limonitas 300

Cenozico

Bauru Bauru Arenitos, siltitos e conglomerados com cim. Calcfero 300

K

Mesozico J Tr

So Bento

Serra Geral

Botucatu

Pirambia

Derrames de basalto e intruses de diabsio

Arenitos c/ estratificao cruzada (elicos)

Arenitos (fluvi-lacustres)

1500

120

300

P Passa Dois Rio Rastro Estrada Nova

Irati

Siltitos arroxeados Folhelhos Piro-betuminosos, calcrios 800

C Tubaro Tatu Itarar

Aquidauana

Tilitos, arenitos, varvitos (fluvio glacial) 1300

D Paran Furnas arenito (marinho) 150

Paleozico

S O NO H EVIDNCIA DE OCORRNCIA

Pr m i

So Roque Embasamento

Cristalino

Quartizitos, filitos, micaxistos, calcrios metamrficos, gnaisses, migmatitos, granitos

8semana

O estado de So Paulo, em termos geolgicos, encontra-se na poro sul do ncleo oriental e na poro nordeste da bacia do Paran. Ocorrem no estado tanto rochas do escudo cristalino, numa faixa de 90 150 Km de largura, a qual acompanha toda a costa Atlntica, como rochas sedimentares pertencentes bacia do Paran e que se estendem por cerca de 4/5 do territrio. Do mapa geolgico em anexo temos (folha 4) a)Embasamento Cristalino: O embasamento cristalino originou-se no Pr-Cambriano inferior e todas as suas rochas so antiqussimas, com mais de 2,6 bilhes de anos sendo representado por granitos, gnaisses e migmatitos.

b)Grupo So Roque: O grupo So Roque localiza-se nos bordos e sobre alguns pontos de Embasamento Cristalino, tendo como caracterstica principal rochas metamrficas e uma intensa mineralizao. A litologia caracterstica so os filito, xistos, calcrios, quartizitos.

c)Grupo Paran: Tal grupo formou-se no Devoniano e tem caractersticas marinhas: as guas do mar invadiram as terras, formando um mar mediterrneo raso que se entulhou com sedimentos marinhos. Como exemplo deste grupo citam-se as rochas de Vila Velha, prximo a Ponta Grossa (PR).

d)Grupo Tubaro: O grupo Tubaro caracteriza uma das maiores glaciaes da qual se tem conhecimento. Tal glaciao teve incio no Carbonfero e se estendeu at a metade inferior do Permiano, razo pela qual tambm conhecida como glaciao Permo-Carbonfera.

e)Grupo Passa Dois: Tal perodo formou-se na parte superior do Permiano e tem como caracterstica o clima que foi gradativamente passando para temperado e subtropical. As formaes mais importantes de tal grupo so Irati, Estrada Nova e Rio do Rastro. A litologia da formao Irati de calcreos e folhelhos piro-betuminosos que se constituem numa importante reserva de combustveis a serem exploradas futuramente; a formao Estrada Nova de siltitos roxos.

8semana

f)Grupo So Bento: O grupo So Bento teve incio no Trissico, estendeu-se pelo Jurssico e terminou na parte inferior do Cretceo. Houve mudana gradual do clima; no Trissico o clima ainda era mido e correspondendo a esse perodo h a formao Pirambia* que se caracteriza por arenitos fluvio-lacustres. No Jurssico, o clima se tornou rido surgindo no Sul do Brasil um imenso deserto, ao qual corresponde a formao Botucatu, que caracterizada por arenitos com estratificao cruzada, de origem elica. No fim do Jurssico e no comeo do Cretceo, ocorreram extensos derrames de basalto que se espalharam por toda parte sul do pas e em So Paulo na sua poro centro oeste. A formao Serra Geral** constituda por diversos derrames superpostos uns aos outros, num total de 25. Entre 2 derrames podem ocorrer camadas intercaladas de arenitos, denominadas intertrapp.

g)Grupo Bauru: No fim do Cretceo, com a predominncia de ambientes fluvio-lacustres houve a deposio de arenitos calcferos que capearam quase toda formao Serra Geral, dando origem a formao Bauru. Em fundos de vales como os do rio Tiet, Paran e Paranapanema, o arenito foi erodido, aflorando a o basalto subjacente. h)Tercirio:

No Tercirio houve a formao de bacias sedimentares sobre Embasamento Cristalino. Dentre elas citam-se: 1-Formao So Paulo: Esta formao foi produzida pelo represamento de um grande lago que se estendeu desde as imediaes de Osasco at Mogi das Cruzes. O lago assoreou-se totalmente com sedimentos trazidos pelo rio Tiet, Paraitinga e Paraibuna; tal depsito foi posteriormente re-trabalhado pelo prprio rio Tiet. constituda por arenitos compactos, argilitos duros e na base, por conglomerados. Tais sedimentos podem se apresentar limonitizados.

8semana

2-Formao Taubat: Esta formao originou-se pelo represamento natural do rio Paraba do Sul partir de Cruzeiro e seu posterior atulhamento e retrabalhamento quando o rio venceu o obstculo que o detinha.

i)Quaternrio: Caracteriza-se pelas formaes mais recentes como os aluvies marinhos (praias e manques) e os fluviais (vrzeas de rios). Esto em fase de deposio ou retrabalhamento.

9semana



SONDAGEM A PERCUSSO METODOLOGIA DE CAMPO

1 OBJETIVO

- Retirada de amostra de solo semi-deformada de metro a metro;

- Determinao da resistncia do solo, atravs da determinao do SPT;

- Obteno do perfil geotcnico do subsolo;

- Encontro do N.A. (nvel d gua) estvel.

2 EQUIPAMENTO E EQUIPE

- Trip,

- Haste;

- Tubo de revestimento;

- Reservatrio dgua;

- Peso de 65 kg;

- Trpano ou broca de lavagem;

- Barrilete amostrador padro;

- Conjunto moto-bomba;

- 03 pessoas: 1 sondador e 2 ajudantes.

51

9semana

Detalhe do barrilete amostrador padro

interno 34,9 mm externo 50,8 mm bi-partido

Bi-partido

Despreza 15 cm

15 cm

15 cm

ltimos 30 cm representa a amostra semi-deformada

45 cm

Solo

3 SPT STANDARD PENETRATION TEST

o nmero de golpes necessrios para a cravao dos ltimos 30 cm de um barrilete

amostrador padro, por um peso de 65 kg, solto a uma altura de 75 cm em queda livre.

52

9semana

NMERO DE GOLPES (sem escala)

1 S 15 cm 4 golpes - despreza

15 cm 2 S 5 golpes

15 cm 3 S 6 golpes

solo

4 QUANDO INTERROMPER A SONDAGEM

- Quando encontramos o topo rochoso ou mataco de natureza rochosa;

- Quando por 3 trechos consecutivos forem necessrios mais de 45 golpes para a cravao

de 5,0 cm do barrilete amostrador padro;

- Quando por 30 minutos com o auxlio do trpano ou broca de lavagem, este penetrar

somente 5,0 cm.

TRPANO OU BROCA DE LAVAGEM (sem escala)

Circulao de gua

20 a 30 cm

SPT 11 golpes

5 cm

53

9semana

5 QUANTIDADE DE FUROS (por projeo e m2 construir)

REA (m2) NMERO DE FUROS

200 2 200 400 3

400 800 4

800 1000 5

1000 1200 6

1200 1600 7

1600 2000 8

2000 2400 9

2400 A critrio do projetista

54

10semana


FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL GEOLOGIA

Prof. DOUGLAS CONSTNCIO Tc. MIRIAN PATRICIA ZATTA

SONDAGEM ROTATIVA ROCHA

1 FINALIDADE

Quando uma Sondagem a Percusso se torna impenetrvel, passamos utilizar as

ferramentas da Sondagem Rotativa.

2 OBJETIVO

- Obteno de testemunhos ou amostras indeformadas de rocha;

- Identificao das descontinuidades (falhas, fissuras, fraturas, etc.);

- Ensaios In Situ:

- perda dgua ou absoro dgua;

- % de recuperao;

- % de R. Q. D.;

- Ensaios mecnicos de Laboratrio para avaliar a resistncia das rochas;

- Caracterizao tecnolgica do macio rochoso (alterao, fraturamento).

3 EQUIPAMENTOS

- Motor estacio

- Caixa de cm

- Moto bomba;

- Reservatrio

- Hastes;

- Revestimento

nrio;

bio;

dgua (1000 litros); s;

55

10semana

- Barrilete amostrador;

- Broca ou coroa.

4 DETALHAMENTO DE EQUIPAMENTOS

Barrilete Amostrador

0,90

3,00 m

Mola interna

Broca ou Coroa

Broca ou Coroa

Rosca

Diamante ou Wdia (Carbeto de tungstnio)

Fissuras para

Circulao de gua

56

10semana

5 TIPOS DE PERFURAO

- Sem recuperao de testemunhos para fins de petrleo;

- Com recuperao de testemunhos para Geotecnia e Minerao;

6 ENSAIOS IN SITU

a) Perda dgua ou Absoro dgua

Tem como objetivo, avaliar a quantidade de descontinuidades que a rocha possui para

uma posterior solidificao das mesmas com injeo de nata de cimento, na proporo de 1:1;

b) Porcentagem de Recuperao e Porcentagem de R.Q.D.

- % Recuperao: avalia a qualidade da sondagem;

100Re% xodemanobracomprimentstemunhostotaldoste

cuperao =

- % R.Q.D. (Rock Quality Designation): avalia a qualidade do macio rochoso.

10010

...% xodemanobracompriment

cmprimentonhoscomcomdostestemuDQR =

% R.Q.D. QUALIDADE DA ROCHA

0 25 Muito fraco

25 50 Fraco

50 75 Regular

75 90 Bom

90 - 100 Excelente

57

10semana

- Graus de Recuperao de Testemunhos para Avaliao da Qualidade da Sondagem

GRAUS DE

RECUPERAO

% RECUPERAO QUALIDADE DE

RECUPERAO

R1 100 90 % Boa

R2 90 75 % Regular

R3 75 % Pobre

7 DIMETROS DE PERFURAO MAIS UTILIZADOS EM GEOTECNIA

DIMETRO () DIMENSES (mm) B 42,0

N 54,7

h 76,2

Obs. N o mais utilizado

58

Introduo (1).pdfMinerais (2).pdfRochas (3).pdfRochas Sedimentares (4).pdfRochas Metamorficas (5).pdfFormao do Solo (6).pdfMateriais Naturais (7).pdfMapeamentos Geolgicos (8).pdfSondagem (9).pdfSondagem Rotativa (10).pdf

geologia aplicada á engenharia civil.pdf

Documents