servicos mineiros ii aula 2 2013

8/12/2019 Servicos Mineiros II Aula 2 2013

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Curso de Engenharia de Minas

SERVIOS MINEIROS II Aula 2

Prof.: Eng. Assamo

2 14

INSTITUTO SUPERIOR POLITECNICO

DE TETE


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NOES DA MECNICA DOS MEIOS ROCHOSO

Um meio rochoso aquele que apresenta pelo menos uma superfciede descontinuidade ligando um ponto do contorno livre a um outro.

Sabendo que as superfcies concernentes estejam em perfeitascondies, admite-se que este esteja em presena de um meio

contnuo homogneo ou heterogneo.

A perda desta aderncia numa superfcie dada, produz a formaode um meio descontnuo.


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Slidos elsticos ou de Hook,Lquidos viscosos ou de Newton e

Os Visco-elasticos.

Existem trs categorias de corpos:

CLASSIFICAO DA MATRIA SEGUNDO OCOMPORTAMENTO REOLGICO

O comportamento reolgico de um corpo depende dosconstrangimento e da deformao, da velocidade de deformao e de

aplicao dos constrangimentos e do tempo.


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PROPRIEDADES MECNICAS DE ROCHAS

As rochas so corpos rochosos, slidos, particularmente

complexos devido a heterogeneidade dos constituintes e dasfalhas de estrutura;

As rochas so meios descontnuos;As rochas so anistropas.

CLASSIFICAO DE MACIOS ROCHOSOS

Um dos aspectos mais importantes ligados aos estudos de terrenospara fins de engenharia mineira e civil o da respectiva classificao

Uma primeira classificao dos materiais geolgicos do ponto devista da Geologia de Engenharia, bem como da engenharia mineira e

civil, em solos e em rochas.


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Do ponto de vista da Geologia de Engenharia, a classificao dosterrenos dever basear-se quer em critrios geolgicos, quer em

parmetros que visem as aplicaes prticas do domnio daengenharia mineira e civil.

CLASSIFICAES GEOLGICAS

Quando se pretende fazer o estudo de uma dada formao

interessada num problema de engenharia mineira e civil correnteinici-lo por uma classificao geolgica.

Como exemplo do que se afirma poder-se- referir o caso de macioscalcrios, ou constitudos por outras rochas solveis, em que asimples designao alerta para a possibilidade de ocorrncia de

situaes, tais como fenmenos de dissoluo ou outros problemasidnticos, que podero ser de muita importncia em determinadas

obras mineiras e de construo civil.


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fig. Ilustra o fenmenos de dissoluo


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insuficiente dizer-se que um dado macio grantico,xistoso ou basltico quando se pretende informar umprojectista de poo (shaft), uma barragem ou de uma

ponte das caractersticas do respectivo macio defundao.

Os gelogos ao fazerem a classificao dos terrenos, alm dadesignao litolgica das formaes, apresentam em regra a

descrio da qualidade do material constituinte em termos do seuestado de alterao e de fracturao, ou de outras condies locais,

como por exemplo as hidrogeolgicas.

O estado de alterao do material, o seu estado de fracturao, a

presena ou ausncia de material de enchimento das diclases e suaqualidade so factores que fazem variar as caractersticas do macio.


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Classificao tendo em considerao o estado dealterao das rochas e a estrutura geolgica de

macios rochosos

A ocorrncia de gua percolando nos macios actua tambm, comfrequncia, na respectiva estabilidade.

Em rochas costume referir-se a maior ou menor

facilidade com que se parte o material, utilizando ummartelo de mo, ou a sua colorao e brilho como

consequncia da alterao de certos minerais comofeldspatos e minerais ferromagnesianos.


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Na maioria dos casos parece adequado considerarem-se cincograus de alterao dos macios rochosos conforme se

esquematiza.

Smbolos Designaes Caractersticas

W1 S Sem quaisquer sinais de alterao

W2 Pouco alterado Sinais de alterao apenas nas imediaes das

descontinuidades

W3 Medianamente

alterado

Alterao visvel em todo o macio rochoso mas arocha no frivel

W4 Muito alterado Alterao visvel em todo o macio e a rocha

parcialmente frivel

W5 Decomposto

(saibro)

O macio apresenta-se completamente frivel com

comportamento de solo

Tabela1: Ilustra o Graus de alterao de macios rochosos.


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Sempre que se realizam sondagens com recuperao contnua deamostra, um indicador muito utilizado para informar quanto ao

estado de alterao das rochas atravessadas, mas tambm

influenciado pelo estado de fracturao destas, o da percentagemde recuperao resultante das operaes de furao.

A competncia do operador e por particularidades litolgicasou estruturais das formaes geolgicas, vulgar considerar que um

macio rochoso pouco alterado (logo, em princpio, de boaqualidade) quando se obtm percentagens superiores a 80%,

Recuperao uma medida relativa entre o intervalo perfurado e a

quantidade de testemunho efectivamente recuperada. Supondo que ointervalo perfurado foi de 1,0 m se esperaria ter 1,0 m de

testemunhos de sondagem caso a recuperao fosse 100%. Se apenas0,90 m (90 cm) foi recuperado diz, ento, que a Recuperao foi de

90%.


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Quanto ao estado de fracturao de um macio h vrios critrios

razoavelmente semelhantes entre si que caracterizam em regra, oespaamento entre diaclases.

Contm 5 classes correspondendo cada uma s designaes de muitoprximas, prximas, medianamente afastadas, afastadas e muito

afastadas.

Muito alterado (logo de m qualidade) para percentagens inferioresa 50% e medianamente alterado para valores intermdios.


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Smbolos Intervalo entre fracturas (cm) Designao

F1 > 200 muito afastadas

F2 60 - 200 afastadas

F3 20 - 60medianamente afastadas

F4 6 - 20 prximas

F5 < 6 muito prximas

Tabela 2 Graus de fracturao de macios rochosos.


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A avaliao do grau de fracturao de um macio pode serigualmente feita atravs da contagem do nmero de diaclases por

metro.

Relacionado com os estados de alterao e fracturao, Deere (1967)desenvolveu um sistema de classificao baseado num ndice que

designou por RQD (Rock Quality Designation).

Este ndice, que tem vindo a ser muito utilizadointernacionalmente, definido como a percentagem determinada

pelo quociente entre o somatrio dos troos de amostra com

comprimento superior a 10 cm e o comprimento total furado emcada manobra.

Indicativo da qualidade de macios rochosos, definido a partir dostestemunhos de sondagens realizadas com recuperao contnua de

amostra.


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Macio Rochoso =Blocos de Rocha Intacta+Descontinuidades

Rocha Intacta

Juntas

Fonte: Prof. Rodrigo FigueiredoDEMIN/EM/UFOP


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Tabela 3 Classificao dos macios com base no RQD.

Em funo dos valores do RQD, so apresentadas na Tabela 3 asdesignaes propostas por Deere para classificar a qualidade dos

macios rochosos.

RQD Qualidade do Macio Rochoso

0 - 25% muito fraco

25 - 50% fraco

50 - 75% razovel

75 - 90% bom

90 - 100% excelente


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Exemplo 1 do RQD


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Quando no haja amostragem obtida por sondagens massejam identificveis os traos das descontinuidades em

afloramentos rochosos ou em escavaes, poder-se-estimar o valor do RQD recorrendo relao proposta por

Palmstrm (1982):

RQD = 1153,3 Jv

onde Jvrepresenta o ndice volumtrico (somatrio do nmero dedescontinuidades por unidade de comprimento, para o conjunto das

famlias).


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Exemplo 2 de RQD no afloramento


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O parmetro RQD deve representar a qualidade domacio rochoso in situ.

frequente o desenvolvimento de novas fracturas no material dasamostras, segundo os planos de fraqueza, resultantes da

descompresso que se regista em consequncia da sua retirada domacio.

Na observao de amostras obtidas por furao, dever ter-secuidado de distinguir as fracturas naturais das decorrentes do

processo de furao.

Do mesmo modo, quando se recorra observao de superfciesescavadas tendo em vista a utilizao da relao devida a

Palmstrm, as fracturas provocadas pelo uso de explosivos devem

ser ignoradas..


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Alm das fracturas, outras descontinuidades que caracterizam aestrutura geolgica dasformaes, podem, de forma idntica,

imprimir um dado comportamento a um macio.

Esto neste caso, por exemplo, as superfcies de estratificao e dexistosidade.

Descrio Geotcnica Bsica (Basic Geotechnical Description -BGD)

Este sistema classificativo constitui um passo interessante no sentido

estruturar a informao essencial tendo em vista as aplicaes aosdomnios da engenharia civil.

Esta descrio foi elaborada com as seguintes intenes:


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ser um cdigo de linguagem que permita a descrio de maciosrochosos, com referncia, em particular, ao seu comportamentomecnico, de forma no ambgua, isto , que diferentes observadores

de um dado macio rochoso o classifiquem da mesma forma;

conter informao tanto quanto possvel quantitativa quepossibilite a resoluo de problemas prticos;

ser baseada, de preferncia, em medies muito simples em vez deo ser apenas na observao directa dos macios rochosos ou de

tarolos de sondagem neles realizados.


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Para ter em ateno estes aspectos, este sistema classificativoconsidera deverem ser includos os seguintes parmetros nadescrio bsica, alguns dos quais j anteriormente foram

referidos:

A aplicao da "descrio bsica" deve fazer-se aps realizado umzonamento prvio do macio a classificar.

Este zonamento pode ser feito com base em variaes de litologia, deestado de alterao, de grau de fracturao, etc..

a caracterizao geolgica;duas caractersticas estruturais dos macios rochosos: espessura

de camadas e espaamento entre fracturas;duas caractersticas mecnicas: compresso simples do materialrocha e o ngulo de atrito das descontinuidades.


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CLASSIFICAES PARA FINS DE ENGENHARIA

Por serem, por um lado, valores que facilmente podem ser obtidosatravs de ensaios e, por outro, por caracterizarem de modo

significativo o comportamento mecnico da rocha.

Os critrios mais correntes de classificao do "material rocha"baseiam-se, na sua maioria, nos parmetros:

mdulo de elasticidade (E)resistncia compresso simples (sc)e,

velocidades de propagao das ondas ultrassnicas (Vp e Vs)

As classificaes de terrenos para fins de engenharia lanam mo de

outros critrios, nos quais os ensaios fsicos de caracterizaoganham relevo.


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A fissurao em provetes de rocha afecta os valores dasvelocidade de propagao das ondas, tambm afracturao ou as descontinuidades nos terrenos,

principalmente se estas estiverem abertas, iro afectar as

velocidades de propagao que se obtm em ensaiosrealizados in situ.


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Qualidade do

Macio Rochoso

VP,m /VP,l Ed,m / Ed,l Frequncia das

fracturas

RQD

muito fraca < 0,4 < 0,2 > 15 0 - 25%

fraca 0,40,6 0,20,4 158 25 - 50%

razovel 0,60,8 0,20,4 85 50 - 75%

boa 0,80,9 0,60,8 51 75 - 90%

excelente 0,91,0 0,81,0 < 1 90 - 100%

A Tabela abaixo apresenta-se uma classificao da qualidade dosmacios rochosos baseada nos valores do quociente VP,m/VP,l , ouda relao entre os mdulos de elasticidade dinmicos obtidos in

situ (Ed,m) e em laboratrio (Ed,l), e apresenta-se a correlao destesquocientes com os valores do RQD e com a frequncia das fracturas

do macio.


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CLASSIFICAES GEOMECNICAS

As classificaes geomecnicas so utilizadas para caracterizar os

macios rochosos atravs de um conjunto de propriedadesidentificadas por observao directa e ensaios realizados in situ ou

em amostras recolhidas em sondagens.

Entre as vrias classificaes geomecnicas referem-se as deBieniawski (Sistema RMR) e Barton (Sistema Q).

Classificao de Bieniawski (Sistema RMR)

A classificao de Bieniawski ou Sistema RMR (Rock Mass

Rating) , actualmente, muito divulgada e tem sido sucessivamente

refinada medida que so includos osresultados de anlises de ummaior nmero de casos prticos. Neste texto ser apresentada a

verso de 1989.


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Resistncia compresso uniaxial da rocha intacta;RQD (Rock Quality Designation);Espaamento das descontinuidades;Condio das descontinuidades;

Influncia da gua;Orientao das descontinuidades.

Os parmetros utilizados so os seguintes:

A classificao geomecnica baseada no princpio da atribuio depesos aos seis parmetros que Bieniawski considerou contriburem

mais significativamente para o comportamento dos macios

rochosos, tendo em ateno especial o caso das obras subterrneas.


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Obrigado!

asssamovaly@gmail com

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