Resumo de Mecânica de Solos e das Rochas

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Resumo de Mecânica de Solos e das Rochas – Vitória Azevedo ~
Horário da aula
– Segunda: 16:10-18:50 Mec de Solos e 18:50-20:30 Geo Engenharia
– Quinta: 15:10-17:50 Mec de Solos e 18:00-19:40 Geo Engenharia
Cláudio Palmeiro Amaral
· Fratura tectônica no Rio de Janeiro não tem inclinação suave. Fratura suave é fratura de alívio.
· Dique e veio não são material de preenchimento. Material de preenchimento é solo residual e solo transportado.
· SPT
	 Classificação 
	 Solo 
	SPT
	Descrição 
	Areia e silte pouco argiloso 
	0 – 4 
	Fofa (o)
	
	5 – 8 
	Pouco compacta (o)
	
	9 – 18 
	Mediana compacta (o)
	
	19 – 40 
	Compacta (o)
	
	> 40
	Muito compacta (o)
	Argila e silte argiloso
	0 – 2 
	Muito mole
	
	3 – 5 
	Mole 
	
	6 – 10 
	Média (o)
	
	11 – 19 
	Rija (o)
	
	> 19
	Dura (o)
· O alívio se dá pela diminuição da pressão litostática, mas também se dá em relação aos fatores geológicos associados à tensão de pré-adensamento, pela diminuição da pressão hidrostática, já que a coluna d´água também comprime naturalmente as camadas geológicas.
· Ensaio de laboratório destrói a estrutura. Os valores obtidos nesses ensaios ou na sondagem podem não representar a realidade de campo e podem ser extremamente variados. 
Aula 20/10
· Maciço rochoso 
– Xenólito, fratura, rocha metamórfica de alto grau, como na Praia da Macumba.
– O comportamento do maciço é rocha + fraturas.
– Mapa temático é sem relação direta com o problema.
– Há feições que não são escritas na carta geotécnica devido serem mais locais.
– Onde tem fratura é menos resistente (a rocha).
– Alteração diminui a persistência da rocha. A 1ª alteração é a mais importante.
– Coerência é o 1º estágio do valor da resistência. Som metálico = rocha coerente.
– Escarificável = lâmina de aço.
– Parâmetro de Barton = RQD. Deve ter sondagem para conseguir RQD. RQD entre 90-100 é raro. Valor do RQD é retirado a partir de testemunhos. No Brasil quando falta sondagem, algumas empresas calculam o RQD a partir dos espaçamentos, considerando um volume elementar representativo. Acontece que o parâmetro acaba entrando duas vezes com isso os erros aumentam muito. Logo, é importante ter os testemunhos, calcular o RQD, fazer o mapeamento detalhado de campo e a partir dessas correlações empíricas dá uma calibrada nos valores.
· Propriedade física da rocha
– Amostras de mão ou testemunhos de sondagens. Porosidade, Permeabilidade, Peso específico, Velocidade de Propagação de Ondas, Slake e Point Load. No caso de Materiais de Construção - Absorção d’água, Expansão, Abrasão Los Angeles e outros.
1. Porosidade e permeabilidade estão associados.
2. Injeta água na rocha e observa o quanto de água perde no trecho, não é permeabilidade, mas funciona como se fosse.
3. Peso específico numa fratura de alívio dá maior tensão normal.
– Point Load, durabilidade e resistência a compressão são ensaios para rocha.
– Plasticidade, liquidez e granulometria são ensaios para grão/solo. 
· Slake Durability 
– Ensaio físico de durabilidade da rocha. Capacidade de se alterar para basalto, siltito etc. É importante para rocha sedimentar. 
– Antecipa o comportamento de rochas frágeis. Ensaio de durabilidade para rochas frágeis.
– Ensaio para solo residual ou rocha muito alterada. 
– Coloca às amostras dentro da cesta, enche o tubo com água. Na parte basal a rocha está em contato com a água, depois entra em contato com atmosfera, funcionamento semelhante a uma roda gigante. Sempre rodando. Esse processo recria a situação em que às rochas passam na natureza. Rochas como folhelho, até basalto reage muito a este tipo de processo de secagem e umedecimento. Pode ser feito em casa usando o forno ou o telhado de casa.
– Amostra do afloramento, pesa, deixa no sol e chuva, pesa novamente para ver a diferença de peso.
– Extrator Soxhlet coloca água e aquece a água que sobe na forma de vapor, deixa a amostra dentro do equipamento, quando chega na parte de cima encontra um condensador que começa a pingar como chuva que irá cair em cima da amostra que ao longo do tempo, caso a rocha tenha um comportamento frágil terá perda de material e assim poderá avaliar a durabilidade da rocha.
· Point Load
– Balança com dois bicos põe amostra no meio e comprime. 
– Qualquer tipo de rocha. Qualquer formato.
– Marca no aparelho a compreensão a resistência. 
– Indica se teve micro fraturamento, bandamento etc.
– Faz parte do sistema RMR.
– Impõe uma tensão de compressão em apenas um ponto. 
– Tira uma média dos litotipos diferentes, essa média relaciona com a propriedade mecânica obtida no laboratório pelo ensaio de compressão uniaxial (é um ensaio padrão em mecânica das rochas). A resistência pela carga puntiforme multiplica por 25 para achar a resistência pela compressão uniaxial. Ensaio rápido. 
– Túnel, estrada, barragem etc.
· Ensaio de abrasão Los Angeles
– Reproduz o que acontece na produção do concreto. Roda amostra, diminui a massa e avalia o quanto que sai.
· Martelo de Schmidt – Rebote 
– Chamado de escleromêtro. 
– É um ensaio. 
– Era utilizado apenas em concreto, mas hoje em dia é utilizado para qualquer tipo de rocha. 
– Pressiona contra a rocha ou parede de rocha, para voltar rápido ou devagar. Se volta rápido a rocha não está se deformando, o material é muito resistente
– Pode relacionar o que está indicado no aparelho, com a resistência a compressão e ao módulo de deformabilidade, que indica o quanto o material ou a capacidade dele se deformar. Quanto maior o módulo de deformabilidade, menor é a capacidade de se deformar. 
– Diferente do ensaio convencional do laboratório, é difícil manter às mesmas condições de contorno.
– O resultado que sai do martelo entra na simulação computacional de comportamento do maciço escavado por túnel ao longo do tempo, é chamado de modelagem geológica ou geotecnia. O programa prever como às rochas ou maciços irão se deformar ao longo do tempo. Também mostra o quão próximo está de uma ruptura do túnel.
– O número de medições necessárias para um número válido é definido pelos padrões. Usualmente serão no mínimo 9 medições. Os pontos individuais de medição devem estar distanciados no mínimo 25 mm entre si. Empurre o martelo de teste para o concreto contra a superfície de teste em velocidade moderada até que a medição seja efetuada. 
– Túnel, estrada, barragem etc.
· Pente de Barton para rugosidade, pressiona o pente contra a fratura. A forma que fica no pente mostra o seu parâmetro. Sai JRC.
· Ensaio de Compressão (carga puntiforme > compressão uniaxial).
· Caracterização das descontinuidades
– Descontinuidade mecânica e fratura são feições mais importantes para determinar às propriedades mecânicas e hidráulicas. 
– Se a fratura estiver muito espaçada, o túnel pode se desenvolver quase que integralmente só na rocha, que tem caracterização muito melhor que a rocha que contém fraturas.
– Não é só questão de espaçamento/distância, precisa também ter outros parâmetros como o grau de fragmentação. 
– Se tiver uma obra pequena, irá ter pequenas fraturas. Quando a obra aumenta, às fraturas também aumentam, tendo maior número de problemas. Para resolver isso é necessário fazer um levantamento estrutural (das descontinuidades) sistemático, focando bastante no afloramento.
– Efeitos de escala: relação entre espaçamento médio das descontinuidade e as dimensões da obra.
– Levantamento estrutural sistemático: Caráter quantitativo 100-150 medidas em cada domínio estrutural; tratamento estatístico. Não pode abrir mão das feições regionais. O mais importante é o identificar o tipo de fratura. 
– Ao organizar o mapeamento/levantamento sistemático, dos parâmetros físicos deve organizar numa modelagem geométrica. Modelagem na geotécnica é uma simulação do comportamento. 
– É necessário mapear às fraturas, obtendo informações por cada fratura, depois da gênese deve obter a orientação e atitude, que é mostrada pela direção de mergulho que indica para onde a fratura está mergulhando e qual o ângulo do mergulho.· Importância da terminologia
· Favorável quando ultrapassa uma fratura vertical ortogonal. Muito desfavorável -12 para túneis e -60 para taludes.
Aula 24/10
· Maciço terroso 
– Solo residual guarda a característica da rocha matriz. Associado a textura, pouco ao tamanho do grão.
– Mineralogia que deu origem ao material que formou o solo.
– Silte no solo pode ser material residual. Formado por quartzo e mica. Para chegar no tamanho da fração areia, a mica passa por clivagem.
– Mineral não expansivo: caulinita.
– Mineral intermediário, que não é muito expansivo e é expansivo: illita.
– Mineral expansivo: montmorilonita. Argilomineral 2:1 é expansivo. Argilominerais tem tamanho de argila, porém nem todo argilomineral tem tamanho de argila. 
– Sílica pode ser toda eliminada e com muito hidróxido de alumínio = bauxita. Muito ferro = laterita.
– Para um solo ser expansivo precisa ter 50% na fração argila e deve ser expansivo.
– Cálcio, sódio e potássio são importantes para o solo, melhora a fertilidade. 
– É na água que fertiliza o solo.
– Maior porosidade, menor é a resistência do grão. Grão permite interação entre partículas.
– Analisar solo a partir da textura, isso se aplica para solo transportado, esse solo tem grãos separados e não possui estrutura. 
– Matacão = bloco de rocha.
– Atrito e coesão para informação de resistência.
– Bananeira não tem raiz é pseudocaule. Grau de saturação do solo fica maior com bananeira. Retém água do solo no ponto. Péssima para ter plantada em terrenos irregulares.
– Grau de saturação é o volume de água sobre volume de vazio. 
· Método de velocidade de deposição das partículas para silte e argila.
· Solo grosso material que consegue ser peneirado de cascalho a areia fina.
· Melhor combinação de dois tipos de grão: grão grosso que dá suporte e grão fino que preenche o vazio. 
· Granulometria e plasticidade antecipam o comportamento do solo como material de aterro. 
· Para saber quanto tem de matéria orgânica, pesa, queima e pesa e mede o quanto perde de peso.
· Para a engenharia a Mecânica dos Solos é dividida em: areia e argila.
– Fica mais alto quando a areia está úmida, porque a partícula de água que está ali está sendo atraída entre um grão de areia e outro. Quando seca cai. 33º é a inclinação máxima da areia marinha. O atrito que mantém estável.
– Consegue fazer uma estrutura vertical na argila, só que qualquer perturbação que faça não possui atrito na argila, só tem atração entre às partículas, rompendo com muita facilidade.
· Análise da micromorfologia dos solos
– Pega amostra indeformada do solo. Prepara amostras finas. Leva para analisar no microscópio, começa pelos vários e eventual resistência de estrutura. 
– Microscópio óptico polarizante.
– Amostras indeformadas.
– Lâminas finas (30µm de espessura).
– Análise digital >> porosidade.
– Azul de mercúrio permite ter uma análise preliminar da porosidade ou porosimetria da amostra. 
– Grão de: areia compacta e areia fofa, placas individuais, estrutura dispersa e estrutura floculada.
– A porosidade é fundamental para definir o índice de vazios. 
· Análise química dos solos
– Pouco observada na mecânica dos solos.
– Tem influência do comportamento do solo diante da disposição de resíduos.
– Na EMBRAPA e em alguns departamentos de geologia e ciências do solo, tem equipamentos que permitem capturar os parâmetros químicos, dando informações que fujam da classificação geotécnica tradicional feita nos ensaios mecânicos. 
– SC = solo colúvio. 
– SR = solos residuais.
– Fator Ki* = indicativo da evolução do intemperismo. Se o talude está abaixo de 2, o grau de intemperismo é muito evoluído no solo.
– A estrutura química dos solos é muito importante seu entendimento para os solos colapsivéis. 
– É feito ensaio químico dos solo, para identificar o potencial de colapsividade.
– Varia a composição química de óxido de diferentes solos na tabela. Importante para avaliar o estágio de intemperismo e se o solo é transportado ou não. 
– Ataque Sulfúrico: com o pH da água (7), identifica a presença de óxidos. Colúvio tem concentração de argilominerais, tendo perda de sílica.
– Complexo Sortivo: leva em consideração os cátions. Valor S que é específico desses íons que são importantes na caracterização química e indicativos e argilomineral que tem. Se tiver muito íon o Valor S será muito elevado.
– Fluorescência difração de raios-X:
· Análise física dos solos (deve convencer a pessoa que faz esse tipo de análise que o precisa saber a mineralogia do solo, incluindo a difratometria. O geólogo deve continuar mapeando em campo para saber se tem fratura e foliação preservada ou não).
– Confirmação de hipóteses preliminares. 
– O comportamento mecânico pode ser inferido a partir dos índices que tira das análises físicas.
– Cuidar para que o material seja representativo, bem amostrado. Determinar a umidade natural pegando o material e colocando em condição original, põe na estufa vê o quanto perdeu de água. Fazer a análise da densidade real dos grãos, que é expulsar todo o ar e umidade da amostra num picnômetro. Observar a granulometria.
– Umidade natural marca a diferença de peso. Pesa o solo, deixa no forno por 24h, tira e pesa de novo. O solo estará seco. A diferença de peso irá dar peso seco menos peso úmido sobre peso seco. Teor de umidade em peso. 
– Limite de consistência é dividido em limite de liquidez e limite de plasticidade. 
– É para solos transportados.
– 4 ensaios para mecânica de solos. Visto na PUC dia 10 e 17/10/22 as 9h.
1. Análise granulométrica – NBR 7181/1984
2. Limite de liquidez – NBR 6459/1984
3. Limite de plasticidade – NBR 7180/1984
4. Massa especifica real dos grãos – NBR 6508/1984
Definição de teor de umidade é um ensaio barato e fácil de ser reproduzido.
1. Análise granulométrica
Ensaio barato.
– Fácil de ser reproduzido.
– O intuito é distribuir às partículas que distribuem o solo em função dos seus tamanhos (matacão, cascalho, pedregulho, areia, silte, argila). Na parte de material mais grosseiro, o comportamento está controlado pela força da massa ou interação entre os grãos. Nos materiais mais finos, o comportamento se dá em função das forças elétricas ou coesão.
– Comportamento controlado por força de massa gera atrito, como areia e silte. 
– Comportamento controlado por forças elétricas (força elétrica é valência e força dos elementos químicos, tem atração molecular, água entra na estrutura do argilomineral e na superfície esta água está atraída pela partícula de argila, devido ser mínima e ter uma deficiência de valência, porque é a partição do mineral primário) como argila e colóide.
– Relacionar granulometria e mineralogia. Nem todo mineral que está na fração argila, com tamanho de argila é um argilomineral. Pode ter mica ou feldspato no tamanho de argila, ainda como mineral primário, sem ser argilomineral. Da mesma forma que pode ter na fração areia, um mineral que não o quartzo. É natural que na fração argila tenha mais argilomineral e na fração areia tenha mais quartzo, mas não é obrigatório que ocorra assim. 
– Sedimentação: solos muito finos, granulometria inferior a 0,074 mm são tratados de forma diferenciada, através do ensaio de sedimentação desenvolvido por Arthur Casa Grande. Este ensaio se baseia na Lei de Stokes, segundo a qual a velocidade de queda. Valor de uma partícula esférica num meio viscoso infinito é proporcional ao quadrado do diâmetro da partícula. Sendo assim, as menores partículas se sedimentam mais lentamente que as partículas maiores. As mais finas se depositam primeiro. 
– Lei de Stokes: velocidade de queda de partículas sólidas em suspensão em uma solução água-solo e proporcional ao quadrado do diâmetro das partículas.
– Peneiramento: utilizado para a fração grossa do solo (grãos com até 0,074 mm de diâmetro equivalente), realiza-se pela passagem do solo por peneiras padronizadas e pesagem das quantidades retidas em cada uma delas. Retira 50 a 100g da quantidade que passa na peneirade 200% e prepara o material para a sedimentação. Percentual em peso do solo que passa por peneiras com aberturas pré estabelecidas em Normas Técnicas. 
· Peneira de 200% marca a transição silte e argila.
2. Limite de liquidez
– Ensaio barato.
– Fácil de ser reproduzido.
O limite de liquidez e o limite de plasticidade a diferença de um com o outro dá o Índice de Plasticidade = IP é o quanto o solo fica plástico. 
– IP maior que mais argila pouco plástica.
– O índice plasticidade ou o quanto plástico o material é diz respeito diretamente a atividade do solo. 
– O índice de plasticidade mostra em que faixa o solo terá um comportamento plástico.
– Classificação do solo quanto ao seu índice de plasticidade:
IP = 0, material não é plástico.
1 < IP < 7, material pouco plástico.
7 < IP < 15, material com plasticidade média.
IP > 15, material muito plástico
3. Limite de plasticidade do solo faz um rolo com o material quando começa a trincar para, põe no forno para saber o quanto que tinha de água ali. 
– O ensaio que mede a passagem do semi sólido para o estado plástico, ou seja, o limite de plasticidade, é feito através de rolos finos que serão cortados e levados para a estufa, para ver qual é a umidade que tem nessa situação.
– Ensaio barato.
– Fácil de ser reproduzido.
– O ensaio que mede a passagem do estado plástico para o estado fluido, é rudimentar, trabalha com a umidade, batendo o instrumento e avalia como o material se fecha mais facilmente em função de uma ranhura que impõe nele. O teor de umidade correspondente ao fechamento da ranhura sobre 25 golpes, é o indicativo do limite de plasticidade.
4. Massa especifica real dos grãos
– Ensaio barato.
– Fácil de ser reproduzido.
· Atividade do Solo
– A superfície das partículas de argilominerais possui carga elétrica negativa, cuja intensidade depende principalmente das características do argilomineral considerado. Às atividades físicas e químicas decorrentes desta carga superficial constituem a chamada “atividade da superfície do argilomineral”. Dos argilominerais a montmorilonita é a mais ativa e caulinita menos ativa.
– Solos podem ser classificados de acordo com a sua atividade do seguinte modo:
Solo inativo: atividade < 0,75
Solo medianamente ativo: atividade 0,75 < A < 1,25
Solos ativos: atividade > 1,25
· Análise mineralógica dos solos
– Os primários estão nas frações mais grossas do solo (pedregulho, areia grossa, média e fina); são silicatos (90% quartzo, feldspato e mica), óxidos, carbonatos e sulfatos.
· Estados de consistência dos solos inca a mudança das propriedades do solo, principalmente relacionada a plasticidade. 
– Sólido: volume total do material não se altera quando seu teor de umidade varia.
– Semi sólido: solo trinca e rompe ao ser trabalhado.
– Plástico: solo pode ser moldado sob diferentes formas sem trincar nem variar de volume.
– Fluido ou líquido: o solo se comporta como um fluido viscoso.
Palestra do cara 24/10 – Movimento de massa em Petrópolis Fevereiro e Março 2022
– 2 chuvas: 1. Em fevereiro com 260 mm de chuva. 2. Em março choveu 24h e teve 534 mm.
– Mais de 9.000 escorregamentos.
Medidas mitigadoras de risco
– Evitar cortar o terreno para a retirada do solo de rocha.
– Evitar construir moradia próximo de rio e córrego. Quando chove muito pode ter inundação e/ou alagamento. Água das cheias podem estar contaminadas. 
– Evitar construir perto da borda ou pé do talude. Na parte superior deve construir no mínimo a 5 metros da distância da borda. Na base no mínimo a 10 metros. Suavize a inclinação dos cortes nos taludes, plantando grão a e pequenas árvores. Construa canaletas na crista e base do talude para a captação das águas das chuvas, direcionando para a rede de drenagem.
– Não construir casa encostada em muro de arrimo = muro de contensão. Conservar as obras de contenção do local.
– Não obstruir passagem de água. Pode levar a erosão das margens (solapamento) e destruição da moradia. 
– Não jogar lixo, entulho na calha dos rios, de drenagem e descidas de agua. Não jogar lixo ou entulho na encosta, quando chover muito esse material pode escorregar e causar danos nas moradias abaixo e entupir drenagem. 
– Nos barrancos, substituir bananeira e árvore de grande porte por pequenas árvores frutíferas ou gramíneas. Perto da casa plante pitangueira, laranjeira, limoeiro, acerola, goiabeira etc. 
– Evitar plantar bananeiras nas encostas, as folhas, troncos e raízes favorecem a acumulação de água no solo e pode causar escorregamento. 
– Água servidas devem ser captadas e escoadas através da rede de esgoto. Não lançar águas servidas e esgoto no talude. Evite a construção de fossas na encosta. Essas águas infiltram no solo e pode causar escorregamento. Água minando na base do talude significa ocorrência de infiltração no solo.
– As águas da chuva devem ser captadas e escoadas através da rede de coleta de águas pluviais (das chuvas).
– Não fazer barramento em pequenos córregos para captar água ou lazer. Em período de chuva intensa e prolongada, pode ocorrer o rompimento do barramento e alagar ruas e moradias. 
Obra de mitigação e reparo
– Muro de arreio
– Gravidade, alvenaria, gabião, flexão (mais ferragem, é ancorado, melhor quando o talude é instável), concreto armado etc.
– Muro de arrimo pdoe ser de gravidade ou peso.
· Tirante injeta cimento.
· Cortina atirantada: concreto + aço. Obra mais cara. O tirante é muito caro. Em função da geometria.
· Muro de pneu poderia ser utilizar tira de aço do pneu para aumentar.
· Aterro é um material que é feito pelo homem/antrópico, porém deve ser mapeado pela geotecnia.
Aula 27/10
– Turfa tem uma grande quantidade de matéria orgânica. 
– Material de aterro deve ser feito os ensaios físicos.
– Um material de aterro bom é quando tem material arenoso para ter atrito e material argiloso para ter plasticidade.
– Ruim para aterro é solo argiloso.
– Se entra água no material argiloso, ele continua agregado.
– Se entra água em areia, o material separa devido não ter coesão. 
– A classificação americana não mostra um comportamento em ambiente tropical. 
– Em um ensaio convencional perde a estrutura do solo, partículas isoladas.
– Ensaio de compactação é rudimentar, 5 camadas dentro do cilindro, com 5 cilindros diferentes. Faz um gráfico do peso especifico sobre o volume.
– Umidade ótima é o peso específico sobre o teor de umidade. Teor de umidade na qual o solo adquire sua maior resistência quando compactado. Umidade em que acrescenta ao terreno, para a compactação onde ele atinge a maior massa/peso especifico seco. De forma que atinja a maior resistência. 
Como em talude, a pouca água mantém resistência, muita da água da chuva deixa pouca resistência. Material seco, água não preenche todos os poros. A água não funciona como o menisco. A quantidade de água que passa a ser separada, com nível de espessura atraí a mão pra cima e os grãos para baixo. Como por exemplo Salvador que deve evitar que a água infiltre, caso infiltre o solo muda a resistência. 
– Laterita compactada + umidade ótima, elimina a necessidade de asfalto. 
– Solo laterítico, adiciona pouca água, faz a compactação com a umidade ótima para solos do Brasil. 
– Sucção: aumenta a resistência do solo. Grão atraí água. um vácuo é uma sucção. Volume aumenta, mas a resistência não. 
– Poro pressão positiva: no solo saturado a tensão superficial provoca pressão positiva na região não saturada, a ação da água adsorvida age como uma "cola”, o que resulta em pressão negativa causando o que se denomina de coesão aparente.
– Mecânica dos solos precisa da gênese, mineralogia, solo que pode residual e transportado. Mineralogia do solo etc.
– Quando fizer obra, pega a pior rocha, porque a obra deve abarcar essa rocha, caso algo aconteça. 
– Solo maduro tem resistência menor e partículas mais finas que preenchem espaço e fica sem fraturas. 
– A parte mais cara de uma obra é a escavação.
– Estradas devem ser abertas antes do período chuvoso.
Aula do Rodrigo 24/10 – Tecnologia na Geologia
– Melhor tecnologia para geologia:bússola, caderneta e martelo. 
– Modelo digital de afloramento mede a família de fratura.
– Há blocos que podem estar in situ, sem representar risco.
– Esfoliação esferoidal = casca de cebola.
– Espessura mínima de concreto para fazer um túnel.
– Túnel tem forma elipsoidal para circulação de ar no topo.
Aula 31/10
– Solo transportado não tem estrutura. 
– Solo saturado é o pior tipo de solo numa encosta. A pressão da água chega ao máximo.
– Solo não saturado tem resistência diferente do solo saturado. 
· Índices Físicos do Solo e Caracterização de Solos 2 ou Maciços Terrosos
Relações entre fases
– A maior parte dos índices físicos são obtidos separadamente. Como o índice de vazio e o grau de saturação. 
– Destaque para o índice físico que é a massa específica do solo, é importante devido relacionar a massa com o volume.
· Solo: é um Sistema Multifásico.
– Grão cristalinos, tem água (com a poro pressão, que é pode ser poro pressão negativa quando há sucção e poro pressão positiva quando tem afastamento dos grãos) e contribuição do ar (densidade menor que a da água) que quando presente nos vazios, prejudica a passagem de água e isso reduz a condutividade hidráulica, logo permeabilidade do solo, tendo efeito significativo.
– Solos saturados água circula com facilidade. 
– Solos não saturados água circula com dificuldade. 
1. Amostras Amolgadas–Obtida Experimentalmente
– Índice físico de solo
– Relaciona a massa de água com a massa de solo seco.
– Há como fazer esse ensaio com amostra amolgada (amostra deformada).
– Rocha exposta na chuva e sol, forno/estufa por 24h e relaciona o que perdeu de água com que ficou depois da secagem, que é a massa seca.
– Teor de umidade (%) relaciona massa de água sobre massa de solo.
– Wh = teor de umidade higroscópico
= umidade do solo seco ao ar
2. Massa específica total (g/cm3)
– Índice físico de solo
– Obtida indiretamente
– Amostra indeformada
– Massa total dividida pelo volume total. 
3. Massa específica seca (g/cm3)
– Pega a massa seca depois que ela passa pela estufa, por 24h e divide pelo volume total.
– Índice físico de solo
– Obtida indiretamente
– Amostra indeformada
· Relações entre Índices Físicos
– Massa específica seca (g/cm3) gerada com amostra indeformada.
– Massa específica total (g/cm3) gerada com amostra indeformada. 
– Teor de Umidade
– Na compactação, conforma (deformar a amostra artificialmente) a amostra, não é indeformada naturalmente.
– W é o teor de umidade, determinada em laboratório (ensaios). Entra em todas às fórmulas, relaciona massa com volume, é uma grandeza obtida indiretamente. 
Índices Físicos Relacionados à Volume ou Relações entre Volumes
– Determinações Indiretas (correlações)
– Compressibilidade dos solos e desenvolvimento da poro-pressão.
1. Índice de vazios 
– Índice de vazios é o volume de vazio sobre o volume do solo. Se relaciona diretamente com a porosidade (pode ser obtida no laboratório).
– Quanto maior o índice de vazios, maior a capacidade do solo ser comprimido/reduzir seu volume/expulsando da água ou expulsando ar. É o conceito do adensamento do solo. 
– Índice de vazio mostra a quantidade de vazio no solo. O vazio conta com a água, principalmente na argila mole. Utiliza a fórmula. 
ps = 
2. Grau de saturação (%)
– Importante em taludes, quando chove tem infiltração da água e recarga do lençol freático, com isso os poros começam a ficar preenchido de água.
– O grau de saturação é o volume de água (Vw) sobre o volume de vazios.
– Grau de saturação, é importante para o desenvolvimento da poro pressão e questão da permeabilidade dos solos 
· Índices Físicos
– Os solos residuais com valores mais altos de peso específico dos grãos possuem teores de óxido-hidróxido de ferro mais altos.
Aula 03/11
– Ensaio uniaxial ou não confinado: única situação em que o maciço se comporta como uniforme. Sem força lateral. Exemplo Estação Siqueira Campos, Copacabana. 
– Escavação quadrada é péssima, devido concentrar a tensão.
– Deformabilidade (E)
 ≤ ≤ 1
– Rocha intacta = rocha sã
– Basalto tem microfissuras.
– Ensaio de adensamento dentro de uma célula, põe tensão e mede.
· Deformabilidade de maciços rochosos
– Deformabilidade termo utilizado para rochas coerentes. Capacidade de se deformar, dos maciços. 
– Solos incoerentes utiliza o termo consistência dos maciços terrosos ou solos.
– O que se destaca na análise da deformabilidade: respeitar a heterogeneidade, anisotropia e às descontinuidades do maciço rochoso, porque em diferentes pontos terá diferentes tensões impostas. 
– No ensaio de laboratório utiliza rocha fresca/sã. Com isso não está efetivamente estudando o maciço.
– Ensaios devem ser lidos como extensão da observação de campo e indicadores.
· Módulo de deformabilidade da rocha intacta
Ensaio Compressão Uniaxial ISRM – Sociedade Internacional de Mecânica das Rochas (1978)
– Obter o módulo de deformabilidade. O módulo indica a capacidade do maciço rochoso de se deformar. 
– Ensaio é feito em rocha.
– Tensão vertical.
– Sem tensão lateral.
– Deve considerar que não está trazendo todas às descontinuidades do campo, leva em consideração que mesmo na escala do testemunho, há fatores geológicos, como micro fissura, micro dobra, mineralogia do ponto de vista macroscópico. 
– Sobre o aspecto do ensaio tem a questão da geometria do corpo de prova. Velocidade em que vai fazer o carregamento, máquina se é antiga ou nova, rugosidade/ondulação na fácie da amostra.
– O segundo aspecto é que a situação do ensaio não representa os grandes problemas que afetam a engenharia civil. Por que na maioria dos problemas tem a tensão lateral, que segura a maioria dos corpos rochosos, principalmente em túnel. Nem na barragem esse ensaio representa. Não significa que ele não seja importante, pode ser considerado um ensaio em que pega a melhor situação ou ideal, é obtidas a partir desse ensaio. 
– Deve ter estudo do contexto.
– A amostra deve ser representativa da situação estudada.
– Ensaio de velocidade de propagação de ondas, é um índice físico (assim como Point Load e Slake Durability) faz a sísmica de refração no laboratório, pega o testemunho, impõe diversas ondas e capta a velocidade de propagação das ondas ao longo do testemunho. Se a velocidade for alta, sônica que tem poucas fissuras e o maciço irá se deformar pouco. Se a velocidade for baixa, a velocidade da onda atenua, mostra que essa onda tem vários caminhos para se dissipar, evidência que terá uma deformação elevada quando submeter o maciço a uma tensão. 
Módulo de deformabilidade da rocha intacta
– σ1 é o que está atuando.
– σ2 e σ3 = 0. Sem tensão lateral. 
– Coloca transitores nos testemunhos, quando submtido a tensão vertical. 
– Avalia o quanto teve de deformação na vertical e e horizontal. 
– Deformação adimensional.
Valores Típicos do Módulo de deformabilidade da rocha ígnea intacta
Quanto maior o módulo menor a deformação. Se é tensão sobre deformação, se o valor sobe é porque o numerador aumentou muito, ou seja, a tensão aumentou muito e a deformação fica igual ou então mesmo com tensão baixa a deformação é muito pequena.
Valores Típicos do Módulo de deformabilidade da rocha metamórfica intacta
Valores Típicos do Módulo de deformabilidade da rocha sedimentar intacta
Valores do Módulo de deformabilidade do maciço rochoso
– Manuel Rocha desenvolveu a mecânica das rochas.
– σ ci = resistência a compressão uniaxial.
– Rocha muito resistente a deformabilidade é controlada pelas fraturas.
– Rocha pouco resistente a deformabilidade está associada a estrutura da rocha.
– GSI na equação é um sistema de classificação de maciço rochoso baseado no fraturamento e equação. Coloca o valor ao classificar o maciço na fórmula, levando em consideração a resistência a compressão para atingir o módulo de deformabilidade dos maciços. 
Valores Típicos do Módulo de deformabilidade do solo
– Módulo de resiliência de lateritas usadas em pavimentos do MT, obtidos em triaxiais.
– Não faz o ensaio,para obter o modo de deformabilidade no solo, devido o solo ser um material incoerente qualquer tensão em colocar nele pode obter deformação muito grande e o controle no laboratório será difícil. Entretanto, isso não impede de fazer ensaios em solo, geralmente em solos mais estruturados.
· Compressibilidade dos solos
– Solo mostra uma deformação muito grande quando submetido a uma certa tensão, passaram a utilizar o termo compressibilidade. Devido os solos serem muito compressíveis, a deformabilidade de solos passou a ser chamada de compressibilidade.
– Os solos apresentam deformações fortemente influenciadas pelo grau de saturação. A compressibilidade é fortemente influenciada pelo grau de saturação (o quanto de vazio está preenchido por água). 
Presença de água no sistema e em rochas muito porosas, influência o comportamento da rocha em função das forças que a água desenvolve. Seja de união de grãos, seja de separação de grãos. 
– Quando não-saturados, e, portanto, submetidos à existência de pressão da água (par) inferior à pressão atmosférica, ainda tem ar (pat), ocorre o fenômeno da sucção (par – pat) que é uma tração grande entre às partículas, aumenta a rigidez do solo, logo, a compressibilidade diminui. 
– Quando saturados, vazios preenchidos de água ou tendendo a ficar preenchidos de água, naturalmente essa água irá afastar os grãos e a compressibilidade aumenta.
– Ensaio de laboratório traz a pior situação destes solos. 
– Normalmente não se faz ensaio de compressibilidade em solo residual.
Compressibilidade dos solos residuais
– Dentro da linha de raciocínio, no estágio de intemperismo de solo residual, na transição, quando ainda há mudanças mineralógicas, em função da mineralogia e granulometria a porosidade e o grau de saturação são ainda em poucos, o comportamento estará mais relacionado a rocha muito alterada. Acontece em solos transportados que ainda tem estrutura como o colúvio. 
– Raramente irá encontrar resultados de laboratório indicando a compressibilidade de solos residuais, porque o comportamento deles ainda é bom.
Compressibilidade dos solos transportados de granulometria mais uniforme, com frações intermediárias e finas predominantes – areias e argilas.
– O transporte de solos transportados elimina a cimentação e a interação entre os grãos. Mineralogia, química e microestrutura não estão muito presentes no comportamento dos solos transportados. Estão mais relacionados a granulometria (devido estarem pouco separados, o tamanho dos grãos influência) e ao índice de plasticidade, sendo mais marcante em solos de baixadas.
– A tendência de grãos transportados é ficarem afastados. 
– Solos de textura grossa, não coesivos (grãos de areia separados), compostos por frações areia, principalmente os de granulometria uniforme (como os grãos da praia), se deformam quase instantaneamente, devido a perda de água ser muito rápida.
– Solos de textura fina, ou seja, compostos por frações argila e silte, em especial as argilas moles, requerem longos períodos para que as deformações cessem. A água está dentro da estrutura do mineral (adsorvida por conta da valência dos íons que integram a estrutura microcristalina dos solos) e água livre. A perda de água ocorre de forma lenta e as deformações acontecem ao longo do tempo. Adensamento do solo é a deformação para argilas moles. 
– Nesses solos o conceito de compressibilidade é válido, solos são mais compressíveis que as rochas. Solos transportados são mais compressíveis que solos residuais. E dentro os solos transportados, os solos de baixadas são os mais compressíveis. 
Adensamento das argilas
– Adensamento é um processo de compressão do solo, fazendo com que o ar a principalmente a água saiam da estrutura, diminuindo o volume. Deve abandonar as deformações que ocorrem lateralmente. Considera apenas o efeito da compressão vertical. 
– Disposição de resíduo de mineração de cádmio e zinco, na região de Itaguaí, os resíduos tóxicos formam uma lagoa de estabilização para tratar de resíduos, são limitadas lateralmente por diques feitos com solo residual escavado em outros lugares. Esses diques e lagoas estão em cima de argilas orgânicas, extremante complessiva, teve a tensão vertical devido a pilha ir subindo a pressão de água aumentou contaminando toda a faixa costeira.
– Torre de pisa na favela do Rio das Pedras, ao longo de um canal foi construído um prédio de quatro andares, sem respeito as normas. São depósitos de argila mole, são muito espessas e compressivas (como em Sepetiba) as casas vão sofrendo recalques diferenciais. Afeta a região da favela. 
Adensamento das areias
– Índice de vazio é anterior ao grau de saturação. É o volume de vazio (independente se tem água ou não) sobre o volume de sólidos. Quanto maior o índice de vazios, maior o percentual de vazios dentro da massa de solo.
– Nos solos arenosos ou tipicamente arenosos, como na faixa de restinga na Barra da Tijuca. A transmissão da carga quando faz a compressão é direta entre os grãos, ou seja, toda essa carga é suportada entre os grãos. Como não são plásticos, irão amassar, a expulsão de água ocorre de forma rápida e a compressibilidade será pequena, devido ser um solo mais estruturado. 
– Não é que o solo arenoso não seja adensado ou compressivo, ele é adensado e compressivo, só que a compressibilidade é menor e rápida, logo os problemas são menores. 
– Se a estrutura for fofa ou com favo de abelha pode implicar numa compressibilidade muito elevada daí a variação. Como por exemplo tem restinga de areia fina, já compacta e outra areia mais porosa e fofa, nessa situação irá modicar a compressibilidade em função do índice de vazios. 
Ensaio de adensamento – compressão edométrico
– Cálculo de recalque é feito a partir de processos de adensamento.
– Solos argilosos com matéria orgânica. São os que irão mostrar as maiores e as piores deformações. Ao longo de um tempo muito grande devido a liberação da água ocorrer de forma lenta. 
– Desenvolvido o ensaio de adensamento, é feito num corpo de prova que está confinado, onde a água pode sair por cima e por baixo em função da expulsão da água se dar pelo uso de pedras porosas, em cima e em baixo. Mede as deformações ao longo do tempo. Ensaio lento quando desenvolvido em argilas, devido serem muito compressíveis. 
– Onde o peso específico da matéria orgânica é inferior a água. 
Ensaio de adensamento serve para se obter diretamente os parâmetros do solo, necessários para os cálculos de deformações da camada no campo. O ensaio é feito sobre uma amostra de solo, geralmente com forma circular de pequena espessura, confirmada por um anel metálico e colocada entre dois discos porosos (pedras porosas) ou um disco, dependendo das condições de campo.
– Para a realização do ensaio aplica-se cargas verticais gradualmente, segundo uma progressão geométrica de razão igual a 2.
– Cada estágio de carga deverá permanecer o tempo suficiente para permitir a deformação total da mostra, registrando-se nos intervalos apropriados (15, 30s, 1, 2, 4, 8, 16 min, etc) as indicações no extensômetro.
– Os resultados das leituras aferidas no extensômetro são colocados em gráficos onde, em abscissa ficarão os valores dos tempos de leitura, em escala logarítmica ou em raiz quadrada dos tempos e , em ordenada as correspondentes leituras no extensômetro, em escala natural. São denominadas Curvas de Adensamento.
– Destas curvas são obtidos os coeficientes de adensamento "Cv" do solo, através de construções gráficas. Estes coeficientes admitidos constantes para cada acréscimo de solicitação, determinam as velocidades de adensamento.
Resultados de Ensaios de Adensamento em Solos residuais
– São raros em solos residuais.
– A variação do índice de vazios pelas tensões impostas será menor nesses solos. É importante fazer ensaio de compressão uniaxial (típico de rocha) e ensaio de adensamento em solos residuais para medir a deformabilidade e os problemas de cada ensaio. Comum em pesquisa.
– Em nível prático não se manda fazer ensaio de adensamento em solosresiduais porque os problemas relacionados aos solos residuais estão mais relacionados a resistência do que a deformação. Apesar de que sempre haverá deformação antes de chegar em uma ruptura. 
Esses ensaios precisam ser interpretados, os principais índices que saem desses ensaios são: coeficiente de adensamento (CV), no ensaio submete ao carregamento e descarregamento. Pode ter o índice de compressão e recompressão. 
– SC = solo de colúvio. 
Ensaios de Adensamento em Solos arenosos
– Resultado de compressão edométrico de areia na cidade de São Paulo.
– Variação do índice de vazio em solos arenosos, pode ser variável em função da sua estrutura.
– Às deformações serão rápidas. 
Ensaios de Adensamento em argilas
– Resultado de compressão endométrico de argila orgânica mole da Baixada Santista.
– Consegue tirar uma série de índices. Que são fundamentais nos cálculos de recalques. 
A polêmica interpretação dos resultados dos Ensaios de Adensamento
– Um dos fatores geológicos que mais expressa a compressibilidade da argila é a história de tensão. O que aconteceu com o solo ao longo do tempo.
A polêmica interpretação dos resultados dos Ensaios de Adensamento
– Um dos fatores geológicos que mais expressa a compressibilidade da argila é a história de tensão. O que aconteceu com o solo ao longo do tempo.
Recalques de consolidação (Sc)
– Pega os índices que retirou do ensaio de adensamento e calcula o recalque. 
– Deve ter noção da estratigrafia. Das sequências das camadas.
ΔH = recalque. 
Distância de drenagem (Hd ou Hd/2)
– Maior distância de percolação da água.
Interpretação dos resultados dos Ensaios de Adensamento
Compressibilidade de solos transportados – argilas
– A Igreja da Glória foi construída em 1671O, no Outeiro da Glória, outrora chamada "Morro do Leripe" ou "Uruçumirim“. O Aterro da Gloria foi construído para melhorar a circulação entre a zona Sul e o Centro. No aterro foi construída, no final dos anos vinte, a Praça Paris, projetada, segundo o modelo de jardins franceses, pelo urbanista Alfredo Agache, o monumento e o Museu da II Guerra Mundial e o Museu de Arte Moderna.
Sistema Alegria - Estação de Tratamento de Esgotos
– Polo de tratamento para esgotos na região do Caju. Argila mole de menor espessura, comportamento ruim, mas não extremamente péssimo. Estacas profundas para atingir camadas de solo que suportam o peso da estrutura. 
– Na região da Barra da Tijuca tem uma parte da estrada que é feita utilizando o sistema de laje estaqueada. Não leva à estaca para uma profundidade até achar um solo melhor, porque devido ser tão espesso e comportamento tão nocivo, que é melhor trabalhar com o sistema como se ele fosse uma plataforma marítima. Coloca às estacas em uma determinada profundidade, decapita às estacas fazendo uma laje e constrói o pavimento acima disso, assim terá deformações, porém não irá gastar muito dinheiro para levar às estacas até um solo de maior resistência ou mesmo até a rocha.
Aula 07/11
– Fratura em boca de jacaré.
– Obra em túnel é de baixo para cima, devido à quebra por tração ser muito grande. 
– Dique pode ser de rocha clástica, alcalina e básica.
· Resistência dos maciços rochosos
– Resistência dos materiais geológicos (solo e rocha). 
– É uma propriedade trabalhada de forma qualitativamente. É a capacidade de resistir às tensões impostas até o próprio peso do material. Difícil de ser quantificada. 
– A resistência é definida pela presença e pela pressão que a água realiza.
– Resistência a compressão simples (duas setas/forças convergem para o mesmo local), ensaio mais simples que há, maquinário caro.
– Resistência a compressão do solo é baixa, sendo raramente feita
– Ensaio Triaxial mede a tensão horizontal. Tanto em rocha (é caro, no Brasil no laboratório de Furnas em Goiás) e em solo (é caro e difícil de fazer porque deve ter todo o controle da pressão que faz com água). Com três campos de tensões na natureza, é considerado o ensaio mais completo/ideal de material geológico, tanto para rocha quanto para solo. Quando submete o material a tensão horizontal que são duas (sigma 2 e sigma 3) e tensão vertical que é uma (sigma 1), com fluido. Submetido aos menos processos que ocorrem na natureza. Na distribuição dessas tensões elas irão impor tensões de ruptura por cisalhamento, daí o termo resistência ao cisalhamento, que é a resistência mais importante porque deriva do campo de tensões na natureza e mesmo quando imprime tensão de compressão e tensão de tração, em função das heterogeneidades, anisotropias e das descontinuidades dos maciços rochosos está imprimindo também uma tensão de cisalhamento. Instala uma tensão de confinamento, reproduzindo exatamente o que acontece no campo.
Resistência – Ensaio Triaxial: O ensaio consiste na compressão axial do cilindro de rocha
com aplicação simultânea de pressão confinante. Na ruptura o estado de tensões é dado por: σ1 –> carga axial aplicada na amostra; σ3 –> pressão confinante aplicada na amostra; Δσ=
σ1- σ3 –> tensão desviadora aplicada na amostra. O efeito de confinamento, em ensaios triaxiais de rochas, é obtido por meio da aplicação de óleo sob pressão na câmara
triaxial, onde é colocada a amostra de rocha envolvida por uma membrana impermeável. Quanto maior a pressão confinante, maior a resistência. Algumas células triaxiais podem permitir que a variação da poro pressão e da permeabilidade seja determinada.
– Ao aumentar a tensão normal, aumenta a tensão cisalhante.
– Tensão normal é vertical. 
– Une a reta e cruza a coordenada. 
– Ruptura total do material é difícil de acontecer, porém acontece.
– 5° é o atrito de argila.
– 1° faz diferença na resistência. 
– Areia não tem resistência a tração. 
– Ensaio mecânico de laboratório prever o que pôr em um solo para que ele tenha resistência. 
– Deslizamento do túnel Rebouças em solo residual se deu no biotita – gnaisse. 
– A resistência é maior na laterita, quando ela está compactada. 
– Na resistência faz o ensaio de compressão uniaxial. Sem confinamento lateral. Mede a resistência máxima.
– Compressão simples = deformação.
– Quando comprime a tendência é abrir. 
– Lubrificante entre seta e amostra. 
– Resistência a tração em relação a compressão é de um décimo.
– e = ângulo de atrito.
– c = coesão, por exemplo, o valor de 58 é uma rocha alterada. 
– Difícil de imputar números para definir toda a representar a variedade de materiais geológicos. Diferentes tipos de rochas, fraturamento, compartimentação estrutural dos maciços. Processos de alteração sobre a rocha já formada. Logo, o profissional de geologia de engaria ou engenheiro geotécnico deve tem um bom domínio do material do comportamento e caraterísticas do material do campo, para que os ensaios e programa de investigação sejam feitos com consistência. 
– Há uma variedade de material em maciços naturais, sendo necessário definir a resistência.
– Em uma obra o ângulo do talude deve ir aplainando/abaixando, respeitando a resistência.
– Na rocha sã, pode ter uma tangente infinita de 4 de altura, por 1 de largura.
– Na rocha aletrada, a inclinação do talude, chega a 45°, porque não consegue ficar mais efetivamente em pé.
– Solo residual a inclinação deve cair para 30°. Desde que não chegue a solo maduro. Tem características que facilitam o cisalhamento. 
– Geólogo estabelece a gênese do material e seus parâmetros de resistência são a coesão (indica a coerência, é a ligação química de interação entre os grãos, sendo uma definição matemática) e o atrito (tensão que se estabelece entre os materiais, como por exemplo há atrito na palma da mão que é lisa e tem um atrito no inverso da mão que é mais rugoso), estabilidade de talude, estabilidade de escavação esses dois estão relacionados a estabilidade do material. 
– Perfil sanduíche com rocha, solo e rocha. O solo no meio pode ser residual.
– Depósito de talús na base de uma escarpa aparece com uma certa inclinação, na ordem de 20-22°. Este é o ângulo de repouso, sendo indicativo do atrito que este material pode ter/demostrar.
– Matérias queestão se deslocando estão em busca de uma energia, logo o próprio posicionamento desses materiais na natureza indica sua resistência.
– Talude em areia, são materiais que tem ângulo de atrito de ~30°. Pode ter me função da presença da água, a sucção (água sendo atraída pelos grãos de areia, garantindo uma coesão entre eles, é chamado também de coesão aparente. Por isso os talús às vezes ficam verticalizados.
– Quando a rocha é sã tem resistência muito elevada. Rocha muito alterada perde a resistência. 
– A obra pode estar entre fraturas ou interceptada por várias fraturas.
– O comportamento de resistência varia muito quando tem uma fratura ou muitas fraturas. Tendo vários planos de quebra interagindo e definindo eventualmente até um terceiro plano de quebra, porque às tensões vão se estabelecendo nessas diferentes direções. 
– Rugosidade influência no atrito.
– Quanto maior o RQD melhor a qualidade/resistência do maciço.
– Utilização de solos como pavimento, se o solo tem o índice de plasticidade muito alto, se o solo tem uma granulometria fina, o seu comportamento no pavimento irá facilitar a deformação, deslizamento e o solo é caracterizado como pouco resistente. 
– Numa obra ao definir os parâmetros, deve respeitar a heterogeneidade do material, anisotropia (capacidade do material resistir, menos num determinado plano de fraqueza) e a presença das descontinuidades. A resposta de resistência à compressão, à tração e ao cisalhamento, em especial desta última, deve se basear na observação da natureza.
– A visão de resistência não pode vir de ensaios de laboratório. Deve ser feita nos materiais em campo, não apenas no local da obra, mas em todo o seu entorno.
– Solicitações impostas aos materiais geológicos na natureza que são reforçadas pela atividade do homem na questão das obras civis, compressão (rocha ou solo não tem tensão lateral, estão aliviados lateralmente e estão sujeitos apenas às tensões de compressão, para amassar o material).
– Tensão em teto de túnel:
1. Tensão lateral gera um maior resistência. 
2. Tensão de tração separação, rochas tem baixíssima resistência a tração, um décimo da resistência a compressão, porque a separação aproveitar às fissuras, fraturas. Praticamente impedido que uma rocha seja submetida a esse esforço. No teto do túnel quando faz a escavação fica querendo cair/abater ali está a resistência a tração, que é baixa nas rochas e nos solos é praticamente inexistente em solos transportados ou desagregados. 
– Os parâmetros geomecânicos derivam de uma interpretação matemática do comportamento submetido a determinadas tensões, esses parâmetros variam de solo e para rocha, respeitando às heterogeneidades e anisotropia.
– Ensaio de tração, difíceis de serem realizados porque para ter uma efetiva ligação entre o equipamento e a rocha, devido não ser possível fazer um ensaio de romper a rocha por tração, geralmente vai romper entre equipamento e a rocha.
– Ensaio de tração direta, ensaio que apresenta dificuldades em sua realização, principalmente ligadas ao acoplamento da garra e à manutenção da “axialidade” do carregamento. Devido às dificuldades de execução é utilizado com menor frequência do que o ensaio de tração indireta.
– Resistência/Ensaio de tração indireta na rocha/compressão diametral, um brasileiro ao invés de fazer o ensaio na vertical, colocou um sulco do testemunho, impôs uma fratura/microfissura e fez a compressão já levando em consideração a presença do plano de separação, gerando uma resistência a tração indireta. 
Chamado de ensaio brasileiro, o procedimento é executado em um disco e consiste basicamente na aplicação de carregamento compressivo ao longo de sua geratriz. A ruptura produzida por tensões de tração, teoricamente uniformes, atuantes na região central do diâmetro carregado. É interessante ressaltar que, além de o plano de ruptura da amostra ser imposto pelas condições do ensaio, a ruptura é produzida por um estado de tensão mais acentuadamente biaxial do que uniaxial. Apesar desses inconvenientes, o ensaio brasileiro é uma boa alternativa para se estimar a resistência à tração das rochas, devido a sua facilidade de execução, de preparação dos corpos-de-prova, de adaptação em máquinas de ensaio de compressão e ao custo reduzido em relação aos ensaios de tração direta.
– Resistência de tração em solo, não é bom porque a resistência a tração em solo não existe praticamente, tem valores muito baixos, a não ser que considere solos muito coesivos como acontece nos metros de São Paulo, em que boa parte foram escavados em sedimentos e solo que tem uma resistência a tração muito baixa e trabalha com revestimento imediato da tubulação de aço. 
– Ensaio de cisalhamento direito, é uma simplificação, organiza a amostra no plano que você quer romper, monta na caixa, organiza rocha e solo na caixa, já deixando na posição do plano que você quer que rompa, gerando esse tipo de ensaio. Utilizado para rochas que tem fraturas e foliações, solos residuais que tem foliação preservada. Não é tão caro, como ensaio triaxial.
Parâmetro geomecânico atrito e coesão 
– Solução de problema matemático. 
– Coesão e atrito são influenciados pela água. Ambos são propriedades do material. São muito mais propriedades definidas a partir do comportamento dos materiais. 
– Atrito é a inclinação da reta. O ângulo de atrito é o tangente de phi. Arco tangente irá dá o ângulo de atrito. Ângulo de atrito varia de 0-90°. Sendo que 0° é praticamente impossível, pois qualquer material tem atrito. Atrito mínimo de rocha mais cisalhada é de 10°.
– Coesão é muito baixa no solo e muito elevada na rocha. 
A pressão que a água faz na coesão e no atrito, é quando está cisalhando o material se tiver água no caminho ou no plano de ruptura, a água está trabalhando contra a tensão normal. A água está querendo subir para causar a subpressão. 
– Ao diminuir a coesão, também diminui a interação no ponto de ruptura. 
– Umidade natural 14,9 kPa.
– O comportamento mecânico dos Materiais Geológicos, com propriedades diferentes em pontos e direções diferentes, submetidos a diferentes ações mecânicas ao longo de milhares de anos, é ditado pela sua Resistência a um determinado estado de tensão imposto, cujo ponto máximo corresponde a sua ruptura local ou total. Isto é traduzido pelos critérios de ruptura (equações que separam as condições aceitáveis das condições inadmissíveis).
– Tensão cisalhante move um bloco e outro fica fixo. 
Valores típicos de resistência à compressão uniaxial (qu) e relação entre a resistência à compressão uniaxial e a resistência à tração indireta (qu/To). (FONTE: Goodman, 1989).
Argilas
– Diferenciam-se das areias pela sua baixa permeabilidade, razão pela qual é importante o conhecimento de sua resistência tanto em termos de carregamento drenado como não drenado. Por outro lado, o comportamento tensão-deformação das argilas, quando submetidas a um carregamento típico de adensamento, é bem distinto do comportamento das areias, que apresentam curvas tensão-deformação independentes para cada índice de vazios, já que este reflete as condições de sua disposição na natureza. Carregamentos posteriores, que não criem tensões desviadoras elevadas, não produzem grandes reduções de índices de vazios.
– Argilas formam-se sempre com elevados índices de vazios. Quando às mesmas apresentam índices de vazios baixos, estes correspondem a um pré-adensamento, logo, carregamentos posteriores que não criem tensões desviadoras elevadas, não produzirão reduções significativas dos índices de vazios. Por conta disto, é possível que diversas amostras de argila, com diferentes índices de vazios iniciais, apresentem curvas tensão-deformação semelhantes, já que após se atingir a pressão de pré-adensamento, todas se fundem numa única reta virgem.
Trajetória de tensão
– Difícil de ensaiar no solo.
– Precisa de tensão baixa para não romper.
Compressão uniaxial
– Pode fazer em solo, como não tem confinamento lateral. 
Palestra do cara 07/11 – Influência da geologia de engenharia emobras de infraestrutura 
– Rodovia dos Tamoios seção transversal de 120m².
– Obra dentro da área de preservação da Serra do Mar. 
Principais dados do empreendimento 
– Aproveitamento de material de oriundo de escavação de túneis 1.900.000 m³. Material: gnaisse. Brita 0, brita 1 e brita 2. 
– Concreto utilizado 285.000 m³. Concreto projetado e concreto convencional. 
– Maior túnel rodoviário do país 5.556m.
– Extensão de todos os túneis é de aproximadamente 13km.
– Aço Ca-50: 7.000t.
– Tirantes 512.000m.
– Rocha do túnel para saber se está adequada para por concreto.
– Ensaio de abrasão Los Angeles e Compressão uniaxial.
Controle de Overbreak e Underbreak: plano de fogo excessivo pode ocorrer over e underbreak.
– Tratamento com cambota metálico, enfilagem, tirante, concreto projetado e escavação de meia seção. 
– Água do túnel bombeada para fora, numa estação de tratamento, que seria utilizada para às obras no túnel. 
– Fundo tático é sondagem na frente de escavação.
Geologia de engenharia de túneis
– Estudo de condições geológicas das alternativas de traçado, como suas consequências. 
– Pré classificação geomecânica do maciço.
– Detalhamento de zonas críticas de estações. 
– Parcialização das seções de escavação.
– Método NATM importante para túneis.
Ferrovia do Parauapebas/Pará
– Classificação geomecânica do maciço.
– Detalhamento de zonas de críticas das escavações, com detalhamento da implantação de estruturas associadas.
– Pré dimensionamento dos planos de fogo com utilização do Jumbo para perfuração. 
– Durante a obra foi feito sondagem e mapeamento geológico detalhado das frentes das escavações, associado a investigações e ensaios de campo e laboratório, durante a implantação da ferrovia.
– Impactação da ferrovia com o corte de um grande morro, mostrando os afloramentos de rocha próximos a plataforma da via.
– Prazo curto para a finalização da ferrovia, deixando defasada a investigação geotécnica.
– Obra onerosa pela falta de mapeamento geológico detalhado.
– Plano de fogo descontrolado, gera fraturas no maciço, corroborando para a instabilidade de taludes e do maciço próximos a plataforma da linha. 
– Fragmentos perigosos submersos em água por 48 horas.
– Tela metálica com malha de grampo e chumbador.
– Concreto projetado é um revestimento primário. Faz escavação circular e põe jateamento dentro do local escavado. 
– Túnel piloto pode ser usado como túnel de serviço. 
Aula 17/11 
· Percolação d’água em maciços naturais e antrópicos 
– Deformabilidade e resistência são propriedades mecânicas. 
– Água se concentra nas fraturas. 
– Leva a ruptura quando a água sobe muito. 
– Só acha água no maciço rochoso na fratura. 
– Rocha sã não é porosa. 
– Rede de fluxo são as linhas de fluxo por onde a água caminha e perpendicular tem as linhas equipotenciais que medem a pressão. 
– Material híbrido não é a rocha da que está na fratura nem o solo. 
– Permeabilidade = Condutividade Hidráulica. 
– Argila tem porosidade. 
– Elemento da carga hidráulica: altitude. 
– Barragem é um maciço artificial. 
– Deslizamento é a soma de pequenos deslizamentos. 
– Ruptura em rocha e talude rochoso, se dá depois da chuva.
– Água ocorre do ponto mais alto pra o ponto mais baixo. Todo ponto tem linha de fluxo. Todo ponto onde a água tiver e desenvolver percolação é negativa a resistência. 
– Corrida de massa deve atingir uma densidade muito grande de blocos. 
– Muro na vertical põe cortina atirantada. 
– Quanto menos fratura, mais pressão a água vai ter. 
– Barragem em arco, túnel de Resende tem muitos piezômetros. Piezômetro é o aparelho que mede a pressão da água e é colocado entre rocha alterada e a rocha sã. 
– A condutividade horizontal é 2x maior que a condutividade vertical. 
– No alto do morro não tem depósito de talús. 
– Ensaio de permeabilidade dentro do maciço é feito no furo de sondagem. 
– Área X Velocidade = vazão.
Percolação d’água superficial: 
Fluxo d’água subterrâneo: perfil de Hong Kong, similar as condições geológicas encontradas no Rio de Janeiro, com maciços fraturados, zonas de falha, perfis de intemperismo com diferentes níveis de alteração intempérica. Na figura a água subterrânea pode estar em diferentes níveis, a água pode estar em uma camada confinada terá uma pressão maior. Água pode fluir livremente num material mais poroso.
· Processo pedogenéticos pode dar uma concrecionada no solo, muitas vezes um material superficial mostra uma permeabilidade maior. Permeabilidade alta na rocha fraturada, permeabilidade diminui no solo residual jovem e as vezes no solo maduro a permeabilidade aumenta. 
· Percolação d´água em maciços naturais
Condutividade facilidade de passar água. 
– Na imagem tem os valores de permeabilidade em diferentes materiais. A unidade considerada é metros por segundo. Nas rochas sedimentares, devido serem compactadas e sujeitas a pressões a condutividade está presente porque tem poro. Porém nem assim a condutividade hidráulica é pequena.
– Existe a condutividade horizontal que às vezes pode ser maior que a condutividade vertical. Devido às rochas terem acamamento, a facilidade da água passar horizontalmente é maior que verticalmente.
– Condutividade hidráulica do granito é baixa, 10-15.
· Percolação d´água em maciços rochosos
– Se a porosidade e a permeabilidade são muito baixas nas rochas (quando submetidas a temperaturas e tensões grandes) toda essa percolação de água na parte rochosa nos maciços rochosos irá se concentrar nas fraturas, que serão os condutos que a água pode passar.
– Nas rochas sãs às fraturas são os canais ao longo dos quais se dão o fluxo subterrâneo. 
– O maciço pode apresentar vários sets de fraturas e elas podem não estar conectadas. Essas fraturas precisam estar conectadas, caso contrário a água só vai entrar, não vai circular, tendo uma permeabilidade baixa. Isso implica que exista ou não um sistema de condutividade preferencial, até porque às fraturas variam muito.
– Conforme aumenta o grau de fraturamento, a tendência é que a permeabilidade aumente. 
– O auto grau de fraturamento não indica necessariamente uma boa condutividade hidráulica.
– Em todos os cenários que representam o problema a ser visualizado e diagnosticado, de túnel-poço, talude, minerais e caverna, é preciso entender que dentre os conceitos destaca-se a questão da conectividade já marcada, material de preenchimento. As fraturas podem estar preenchidas por material argiloso que em função das partículas serem muito finas retém água na sua estrutura e não deixa a água passar, logo a condutividade da fratura será muito pequena. 
– Em um material mais grosseiro, como areia terá uma quantidade significativa de permeabilidade. 
– O maior desafio é chegar nas condições geométricas da fratura, ou seja, há uma modelagem ou modelo geológico das fraturas que são feitos com muito mapeamento geológico de campo para representar a realidade física do problema.
· Percolação d’água em maciços rochosos fraturados sãos
– 4 modelos para análises de escritório/laboratório para ver a questão dos ensaios. 
– É a parte difícil, deve fazer um mapeamento em detalhe e depois criar um modelo em detalhe que seja representativo.
– No modelo A é um meio poroso fraturado real, em que algumas fraturas estão conectadas e outras não, muitas não são persistentes. 
– No modelo B modelo contínuo equivalente, é invertido ao invés de ficar vendo fratura individualmente, destruí a fratura pelo maciço todo como se fossem todas iguais. 
– No modelo C com zonas de alto fraturamento, comum em zonas de alto fraturamento, comum no sudeste, a percolação pode está concentrada justificando a nascente ou uma ação muito intensa hidráulica dentro de uma cavidade numa mina subterrânea de carvão. 
– No modelo E, modelo de fraturas discretas começa a eliminar às fraturas que estão fora do padrão. 
– Imagem de como representar o modelo de volume elementar representativo, qual o volume mínimo do maciço rochoso que pode ser representado. Aplica parâmetros iguais.Bear (1972) Volume Elementar Representativo (VER)
– No laboratório o modelo conceitual utilizado para avaliar a influência de rugosidade é o modelo de placas paralelas. Organiza criando moldes, com borracha ou acrílico e tentar entender a percolação vertical e a percolação horizontal. 
· Percolação d’água em maciços rochosos fraturados e alterados
– Estimativas feitas a partir de testes de campo, ensaios de laboratório, analiticamente ou inferidos estatisticamente.
– Importância das sondagens rotativas e dos testes em poços para a razoável estimativa da conectividade das fraturas em uma região.
– Início da importância no manejo na agricultura, com vistas a irrigação, dimensionamento de drenagem, áreas de escoamento superficial, construção de terraços de armazenamento e bacias de acumulação. Varia-se a densidade do solo, compactado pela passagem de máquinas ou descompactado pela aragem.
Modelo com dupla porosidade
– Atuação, com propriedades hidráulicas diferenciadas, da matriz porosa e da rede de fraturas condutoras.
– Rocha alterada tem percolação na fratura e percolação também na parte que já sofreu intemperização que é onde cria os poros. 
– À medida que aparece a porosidade dupla os estudos aumentam por conta dos estudos pra agricultura, porque na agricultura precisa concentrar todo o esforço de irrigação, drenagem, escoamento superficial, terraços que são construídos. 
– A rocha alterada fraturada e o solo também, não são estudados apenas na perspectiva da geotecnia, geologia etc são estudados pelos profissionais da ciência do solo. 
– No solo residual, os poros vão aumentando e às fraturas vão fechando, a tendência é que a permeabilidade diminua. É assim que a propriedade de permeabilidade se mostra mais complexa devido conseguir variar mais que a resistência e a deformabilidade. Devido no solo residual tem influência muito grande do tipo de argilomineral, estrutura que fica preservada da rocha e tem uma influência muito maior do quanto de água está presente no material, porque quanto mais água tiver, menos ar, logo terá menos reação da passagem da próxima partícula de água que está querendo circular. 
– Saturação influência muito. 
– A propriedade hidráulica, da permeabilidade vai influenciar muito às propriedades mecânicas, além do fluxo de carrear a partícula ainda há às pressões que se desenvolvem ao longo desde fluxo.
– Apesar da água ser considerada um bem preciso, ela também é a maior vilã do comportamento dos materiais. 
· Percolação d’água em maciços heterogêneos com solo residual
– Solos residuais de granitos em diferentes condições mostram uma variedade de valores.
· Percolação d água em solos transportados “heterogêneos”
– Nos talús há cavidades em virtude da remoção (por piping) dos grãos mais finos adjacentes a estas peças maiores. A maior preocupação está na percolação, pelo efeito mecânico de carrear partícula e criar grandes cavidades. Em geral a poro pressão/pressão de água faz com que a resistência ao cisalhamento seja vencida. 
– Os colúvios em geral apresentam permeabilidade superior à dos solos residuais Ensaios in situ e em laboratório exibem valores muito variáveis, entre 10 - 4 a 10 -7 m/s. Material mais fino, mas como foi transportado, geralmente tem uma presença de água significativa e muita vegetação tem vários caminhos para percolação da água. A permeabilidade do colúvio tende a ser maior que a do solo residual exatamente pelos caminhos. 
– Solos transportados heterogêneos são aqueles que estão na parte da encosta. 
– O colúvio pode se depositar acima de solo residual ou diretamente sobre a rocha, pode estar por cima do talús.
· Percolação d’água em solos transportados “homogêneos”
– Material mais de baixada. A variação granulométrica em solos transportados de baixada é muito marcante. 
– Há solos dispersos e solos floculados. Solos floculados começam a se agregar em favo de mel, tipo numa laterita ou mesmo numa argila mole que a água particularmente não circula, mas quando está floculada a tendência é que seja maior que no solo disperso. Tudo depende do grau de saturação porque quando o ar está vazio nos poros, os vazios não estão preenchidos todos de água, o ar resiste a passagem de água, ou seja, quando o solo está saturado a partícula de água se transporta, uma vai empurrando a outra e a circulação se dá de maneira efetiva
– Pode ter areia, camadas e lentes de argila e cascalho tudo depende da emergia de transporte do rio. 
– Quanto mais poroso e mais poroso tiver maior a permeabilidade, deve tomar cuidado porque a argila tem muita porosidade entre uma partícula e outra, só que o material não consegue circular entre esses grãos porque a água está agregada a estrutura mineralógica da rocha. 
– Deve levar em conta que às diferenças entre uma camada e outra, em termo de permeabilidade, em geração de aquíferos confinados ou aquíferos não confinados ou camadas confinadas, essas diferenças verticais serão maiores que às diferenças horizontais, dentro do próprio material não tem homogeneidade, mas há uma certa tendência de permeabilidade igual. 
– Quando entra na sequência estratigráfica ou no perfil pode ter condições diversas, o que explica o posicionamento do nível de água muito variável em função justamente da dificuldade maior ou menor da água. 
Problemas em solos transportados homogêneos não estão associados apenas a questão da permeabilidade, estando relacionado a deformabilidade e a sua resistência. 
– Areia movediça quando tem um fluxo de água de baixo para cima e tem um material saturado com seu peso e também com a coluna d’água. É uma área onde a água infiltrou, percola e está ascendendo. A força que sobe se iguala a força que está na segunda região e perde o equilíbrio. A pressão da água age em todas as direções, ela é hidrodinâmica. Quando ela flui de forma ascendente, diminui o peso específico, ou seja, irá tentar diminuir a ligação entre os grãos, chegará um ponto em que às forças que colocam o solo pra baixo e que colocam o solo pra cima irão se equilibrar, a partir desse momento todo e qualquer corpo que estiver situado esse material, principalmente na areia terá o conceito da areia movediça. Como ocorre nos filmes, pessoas e objetos não são engolidos, devido ter um equilíbrio em função do peso, ou seja, quanto mais se mexer terá mais vibração, diminuindo o peso específico e com isso a força ascendente pode superar a força descendente e terá como o peso descer mais para dentro da areia movediça. 
– Adensamento a água no solo pode resistir à pressão, funciona como uma mola, quando aperta essa água sai do sistema, tendo menos material para suportar esse peso, ao longo do tempo com a extração da água por poços mantém a tensão total porque o peso continua igual, mas diminui a quantidade de água, então a poro pressão aumenta e com isso diminui a resistência dos materiais. 
· Fluxo d´água subterrâneo em solos
– Fluxo d´água subterrânea – três conceitos básicos: permeabilidade dos solos (lei de Darcy), conservação da energia (Bernoulli) e conservação da massa. Para que esses três conceitos sejam empregados, o solo precisa ser homogêneo, saturado, isotrópico. 
– Formulação simplificada: solos saturados, homogêneos e isotrópicos.
– Tem infiltração, a água entra no solo, começa a ter percolação porque tem diferença de energia da partícula de água de ponta a ponta. No início na zona não saturada tem ação gravitacional, na zona saturada tem percolação vertical e tem também a percolação horizontal devido encontrar uma camada mais profunda impermeável, tem diferença de cota altimétrica e diferença de pressão também. 
Lei de Darcy 
– Relacionou a vazão em função da área, que quanto maior a área de percolação maior será a vazão, mias água se transporta. Utilizou dois conceito que foram fundamentais, a carga hidráulica com a diferença de energia da partícula de água do ponto 1 para o ponto 2, isso é determinante para ver o fluxo e isso se dissipa ao longo do comprimento da camada geológica ou do material que estásendo utilizado no laboratório. 
– A permeabilidade entra como o fator K, sendo o coeficiente de proporcionalidade ou coeficiente de condutividade hidráulica, ele é resultado dessa diferença de energia que vai se dissipando ao longo do material.
– Todos os ensaios feitos pelo Darcy foram feitos com areia homogênea, onde seria possível controlar todos esses parâmetros.
Q = vazão de água através da amostra (cm3/s)
H1 = altura da coluna d’água ligada ao topo da amostra (cm) 
H2 = altura da coluna d’água ligada à base da amostra (cm)
L = comprimento da amostra (cm)
A = área transversal da amostra (cm2)
K = constante de proporcionalidade/coeficiente de permeabilidade/condutividade hidráulica (cm/s)
*** Válido para meio poroso saturado.
Teorema de Bernoulli (Conservação de Energia)
– Pegou a carga e a energia e divido em três fatores. 
– A energia que ele chama de carga total, tem a contribuição da elevação/gravidade, tem a contribuição da velocidade (porque isso gera força de percolação) e tem a contribuição da carga piezométrica (relacionada a pressão).
– Representou como conceito de cota, como faz na altitude. A carga altimétrica diz respeito a altimetria, a carga de pressão também está em metros.
h = carga total (m); 
he = carga de elevação (m); 
hv = carga de velocidade (m); 
hp = carga de pressão (m); 
γ= peso específico do fluido (kN/m3 ou gf/cm3)
Fluxo d´água subterrâneo em solos saturados, homogêneos e isotrópicos
– Situações que se adequam a Darcy e Bernoulli
– Carga total é igual a carga altimétrica mais carga piezométrica. A carga cinética é pouco considerada. Essa diferença de energia dividindo pelo comprimento é o que dá o gradiente hidráulico.
– O gradiente hidráulico tem uma analogia ao gradiente topográfico. 
Gradiente topográfico (aclive, declive) em função da diferença de cota dividido pela distância entre dois pontos levando em consideração no plano, assim que faz topografia. 
Gradiente hidráulico é análogo, ou seja, ver a diferença de energia entre dois pontos que é somatório da carga altimétrica (altitude que está) mais a carga de pressão, divide pela distância que a água vai ter que percolar. É por isso que a água flui do ponto mais alto para o ponto mais baixo, mas flui também em função dessa carga piezométrica.
– Há o fluxo de baixo para cima, que é o fluxo ascendente. 
Redes de fluxo
– Solução gráfica (retículo ortogonal) para melhor entendimento e visualização do fluxo bidimensional da água. Para entender como esse fluxo se dá. Ele não é só unidimensional, ele também é tridimensional. A rede de fluxo tenta traduzir como se dá o fluxo em duas dimensões (imagem abaixo), é importante porque a água ao se mover ela exerce na partícula uma série de pressões, que é a carga piezométrica e essa pressão de água se modifica ao longo do tempo.
– Na rede de fluxo tem:
1. Linhas de fluxo: traduz a trajetória das partículas de água. Deslocando de um nível de energia mais alto para mais baixo.
2. Linhas equipotenciais: linhas nas quais a carga hidráulica é constante. Une pontos com a mesma pressão.
São perpendiculares a linha de fluxo, indica onde tem o gradiente hidráulico, indica o valor de pressão. É significativo para empurrar a barragem para cima dentro do conceito de sub pressão, assim como percolar dentro da barragem.
– Numa situação de cortina ou barragem, tem às linhas de fluxo que tentam representar o caminho que a água está fazendo, mas quando a linha de fluxo bate na barragem, ela tem que fazer um outro caminho e isso gera uma pressão. 
– Às modificações de pressão quando tem barreira são muito mais significativas no solo que no maciço rochoso, por isso tem às rupturas, onde o fluxo dentro da barragem de terra pode percolar material e pode gerar pressões pra rupturas muito abruptas porque tem rebaixamento mais rápido do nível de água, tem bombeamento, tem colapso, tem expansibilidade, tem recalque, ou seja tudo no solo é mais significativo do que na rocha.
*** se for colocado um piezômetro em qualquer ponto de uma dada linha equipotencial, a coluna de água no piezômetro subirá sempre até o mesmo nível.
· Parâmetros físicos das fraturas
· Ensaios de campo e de laboratório 
Ensaio de campo
Ensaio da perda d’água sob pressão 
– Realizado em 5 estágios de pressão: pressão mínima, intermediária, máxima, intermediária e mínima. 
– O cálculo da pressão máxima deve ser feito com cuidado em função do tipo de rocha, porque se não pode fraturar hidraulicamente a amostra/maciço daquele trecho, com isso além de criar problema para resistência cria também problema para a condutividade hidráulica que não vai estar no maciço natureza. 
– Depois que estabiliza a pressão que está dando para a água entrar, mede a vazão, o quanto de água você está efetivamente perdendo.
– Pressão máxima de 0,25 kg/cm2 por metro de profundidade, da boca do furo até a metade do trecho ensaiado (nos casos de rocha friável ou muito alterada usar 0,15 kg/cm2/m).
– Pressão intermediária metade da pressão máxima.
– Pressão mínima de 0,1 kg/cm2 o que equivale é a pressão exercida por uma coluna d’água interna a tubulação do obturador, com 1m e altura acima da boca do furo.
– Em cada estágio, após a estabilização de valores de pressão e de vazão devem ser feitas 10 medidas de seus valores em intervalos de 1 minuto.
– Na fase decrescente de pressão do ensaio (4° e 5° estágios), deve ser medido o eventual volume de água retomada em razão da diminuição da pressão ou injeção. 
– Na imagem abaixo sondagem rotativa. O profissional deve estar perto da máquina, junto ao sondador, para quando houver a perda da água, na sondagem rotativa indica que encontrou uma fratura. Só que o sondador quer acelerar porque a empresa ganha por metro.
– O ensaio de perda de água na sondagem rotativa observa o comportamento frente a percolação, ou seja, a água que está sendo perdida. Deve realizar por trecho, aproximadamente 3 metros é isso que se faz. Ao invés de levar em consideração o modelo porque na prática o profissional não consegue ficar do lado do furo o tempo todo, pede para que seja feito o ensaio de 3 em 3 metros. É feito quando injeta água sob pressão, mas quando encostar a fratura é importante que use o obturador, porque se botar água e deixa que a água volte para a superfície obviamente não estará vendo a permeabilidade do maciço. Coloca uma borracha ou esponja que só deixa passar o furo que vai injetar água, assim a água andará pela fratura ou pede fazer um bombeamento só que é um processo que vai exigir mais máquina. 
– Quando está trabalhando com solo a sondagem é feita com a sondagem a percussão. 
– No ensaio de permeabilidade em solo, tem o ensaio de perda de água, onde chega numa determinada profundidade que chegou na sondagem e irá colocar uma coluna de água para deixar a água entrar, numa carga que pode ser constante e sempre na mesma altura de água, levanta um pouco o revestimento da perfuração ou trepano, mantendo o nível constante em uma proveta e mede a vazão ao longo do tempo, ou seja o quanto está adicionando de água por minuto para que essa água seja efetivamente absorvida pelo solo.
– No maciço rochoso fraturado pode fazer o teste de bombeamento, utilizado na área de geologia e hidrologia. No poço com determinado ponto que será explorado, faz uma série de outros poços, geralmente 3 e começa a avaliar o rebaixamento do nível de água em cada poço. Está relacionado a transmissividade da camada explorada. A transmissividade ou transmissão de água é a permeabilidade versus a espessura da camada. Sendo necessário monitorar o nível de água de cada poço, retira muita água do poço que está explorando, fazendo o teste de bombeamento e assim está monitorando o nível de água. A mesma coisa pode ser feita quando está avaliando contaminação de aquíferos ou da água pelos produtos numa região de um posto de gasolina também utiliza piezômetros
Resultado dos ensaios de permeabilidade e umidade gravimétrica
Ensaio feito em campo
– Existe um equipamento chamado de Permeâmetro de Guelph, usado em ensaios in situ, que servepara tirar a permeabilidade saturada. Desenvolvido pela universidade de Guelph no Canadá. Tem um frasco e uma régua graduada, onde a água é introduzida, tem um tripé para adequar isso no terreno. À medida que fizer um bom furo e montar o equipamento na verticalidade, enche o reservatório e água desce pelo furo, com isso mede velocidade e vazão. 
– Permeabilidade maior nos solos maduros e nos colúvios, por conta de novos caminhos que se dão em função da vegetação e dos microrganismos. 
Ensaio feito em laboratório 
Avaliação da permeabilidade de um solo
– Correlações empíricas que são adotadas na mecânica dos solos, levando em consideração a granulometria, índice de vazios. Gama variada de correlações. 
– Dois ensaios de laboratório com Permeâmetro.
– O ensaio conceitualmente é simples, mas a realização nem sempre é porque precisa organizar muito a amostra. Pode fazer com um Permeâmetro de carga constante (como usado na sondagem a percussão) mantém o volume de água no laboratório, essa coluna de água sempre permanente e observa qual é a vazão que sai do outro lado, adota essas formas. Ou pode utilizar o Permeâmetro de carga variável que mede a vazão deixando rebaixar o nível de água na sua coluna.
– São muitos ensaios e a propriedade varia muito, se não tiver um bom controle de campo a tendência é aplicar parâmetros muitos distantes da realidade, chegando a resultados muitos diferentes na sua análise. O ideal é que os ensaios sejam muito próximo da realidade, caso contrário pode imputar responsabilidade civil e criminal de maneira não adequada e isso pode ser prejudicial. 
Aula 21/11 
· “Estratégias de Projeto de Escavações Subterrâneas (de Mineração) quando da presença de outras escavações subterrâneas mais antigas” aula do Vitor Miguel.
– Berma é a alternativa de bancada para ampliar estabilidade do talude. 
– Análise de estabilidade por equilíbrio limite é o método que determina numa superfície de ruptura arbitrária, a parte de equações de estática, um fator de segurança (FS) único. 
– Efeitos da escavação na parte mais “superficial” do talude escavado. 
– Probabilidade de ruptura para diferentes tipos de ruptura definidos em cada domínio. 
– Fricção = atrito. Fator K é a relação entre a tensão horizontal e a tensão vertical. 
– Overcoring é o ensaio de sobre escavação. Faz a sondagem com determinado diâmetro e por fora da primeira sondagem faz a segunda sondagem, de maneira que consiga respectivamente medir influência das tensões nas reações de comportamento do primeiro testemunho. Tem o primeiro testemunho que é perfurado, vindo por cima dele uma segunda escavação por fora, é como se tivesse dois barrilete, o primeiro em interno e o segundo externo. Há como fazer essa análise no laboratório das deformações que são impostas nos testemunhos.
· Na tabela abaixo, os valores de fatores de segurança na mineração são valores mais baixos do que os exigidos para taludes. Essa diferença é importante para o geólogo, devido o que se percebe na mineração é o bem mineral. Deve assumir um risco maior, faz a cava para retirar todo o bem mineral, qualquer ruptura é indesejada visto que pode atingir pessoas e estragar equipamentos muito caros. 
– Num talude urbano a condição se complica devido ter um grande número de pessoas, tendo os valores do fator de segurança mais elevadas, significa que às condições a favor da estabilidade ou da resistência deve ser pelo menos 50% maior do que às condições que levam a ruptura, seja em função da resistência do próprio material ou seja em função da condições impostas. 
– A vantagem do modelo numérico é poder considerar que qualquer deformação irá implicar em deformação em todos os pontos do modelo geológico. Grande vantagem da simulação numérica é que entra em ciclos, ou seja, se uma pequena parte se deforma em função do modo de deformabilidade, logo caso tenha liberação de tensões terá deformações e essas deformações vão implicar em novas deformações.
Aula 08/12
· Estabilidade de talude
– Chumbador dá estabilidade, é uma barra de aço cravada.
– Tirante é uma barra de aço com uma torção de maneira que ocorre uma cimentação na cauda do concreto aumentando a tensão. Tirante tem estrutura semi rígida ou flexível, instalado no terreno, capaz de transmitir cargas de tração entre suas extremidades. O tirante é constituído de Cabeça, trecho ancorado e trecho livre.
– Material com característica diferente precisa ser tratado diferente de acordo com cada material.
– Cortina atirantada obra com potencial de ruptura muito baixo. É utilizada principalmente para contenção de talude, encostas e subsolos, sendo estruturas de concreto armado que trabalham em conjunto com tirantes, que podem ser constituídos por cordoalhas ou por monobarras. A estrutura de concreto é empurrada contra o solo por meio dos tirantes, garantindo assim a contenção da área.
– Favela Dona Marta tem obra de contenção de luxo. Obra adequada é a limpeza, mas como nessa favela não tem a possibilidade de retirar o lixo. 
– Muro de arrimo sem elemento de superfície de ruptura. Podem ser construídos com blocos de concreto ou cerâmicos e com ou sem estrutura metálica. É um tipo de construção forte, capaz de conter forças, como barrancos, e equilibrar a pressão de um terreno. Trata-se de uma técnica que pensa na estabilidade que o muro pode proporcionar. Também conhecido como muro de contenção, sendo uma ferramenta de segurança em terrenos com inclinações.
Superfície de ruptura separa o material que vai deslizar do material deslizado.
· Estabilidade do talude 
FS = 
– O peso compõe para o deslizamento e para a tensão normal. Tensão normal x ângulo de atrito. 
– Berma de estabilização é um patamar. 
– 1,5 fator mínimo de segurança do talude.
– Solo mole tem deslizamento. A ruptura ocorre em obra de estrada. Exemplo Angra dos Reis e Paraty.
– 5 metros representa que a tubulação da encosta estava rompida há um ano.
– Critérios para saber se o talude irá romper: mapeamento, topografia, analise de estabilidade e ensaio numérico. 
Aula 12/12
· Aula Alex Geólogo, trabalha na ProEixo Brasil, sede na Espanha. O forte da empresa é geotecnia. Trabalha fazendo estudos para implantação de parques eólicos e solares. Estudos para rodovia, taludes, implantação de prédio, obra civil, fiscalização de obra, engenharia do proprietário. A sede está em Recife. Coordenador de geotecnia da empresa, responsável pela geotecnia de campo e do laboratório. Há equipe de geofísica que faz levamentos.
Secamento da amostra
– Quando amostras chegam nos sacos na empresa, deve secar às amostras, abre o saco para que a amostra seja seca ao ar natural retirando a umidade para ter uma amostra homogênea. 
– O tempo para que o teor de umidade seja seco depende do local, no Nordeste, se tiver um solo arenoso ~ 12 horas são suficiente para que o material secar, perde a umidade por igual. Já um material mais fino, siltoso ou argiloso é necessário de 1 a 2 dias, dependendo da umidade do solo.
– Na argila/solo argiloso tem que ser virada de um lado e do outro, se não fizer isso só seca a parte superficial e dentro estará úmido.
– Depois coloca num aparelho chamado de Quarteamento da amostra, tendo rampas e quando coloca a amostra tem uma bandeja de cada lado e vira o material numa terceira bandeja de uma vez só, com isso terá uma separação mais homogênea. É importante para que o material do saco seja dividido em amostras iguais, devido ao transportar e manusear o material tem uma tendência do material mais pesado descer e do mais leve subir. 
– Na fase de destorroamento do material ocorre quando tem solo argiloso forma torrão de argila, que são blocos e quando vai fazer os ensaios, principalmente o ensaio de granulometria pode estar classificando a granulometria de forma errada, porque estará vendo o material com uma granulometria maior e não está destorroando. Usa tipo um pilão envolto em uma luva de forma cuidados apenas para destorroar os grãos, não pode quebrar os grãos, se fizer isso altera a granulometria. 
– Se não destorroar direito quando forpara o próximo ensaio que é o peneiramento (peneirar os finos através de um conjunto de peneiras), não terá um peneiramento que corresponde ao solo. Porque os torrões que irão representar uma granulometria maior ou irá quebrar às frações de pedregulho e de areia, em ambos os casos causaria um erro. 
– No ensaio de peneiramento, tem três processos. O primeiro é quando o material mais grosso que é peneirado e pesado na balança, o segundo processo é quando passa para um conjunto de peneiras finas onde quanto mais fina a peneira quase não consegue ver a malha. O terceiro processo, é para determinar o teor de silte ou de argila, devido esses grãos terem uma fração muito pequena onde não consegue fazer o peneiramento deles, logo faz o ensaio de sedimentação, onde utiliza uma proveta com decímetro e põe o material em um solução de hexametafosfato para ter certeza que o material desagregou, passa eles em um dispersor e adiciona 1 litro de água, com isso começa a fazer medições com o decímetro, começa por 1 minuto, 2 minutos, 5 minutos, 10 minutos, 15 minutos, 1 hora, 2 horas, 4, horas, 8 horas e 24 horas. De acordo com a densidade da água, observa às partículas que vão decantando, conforme isso acontece deve ter uma planilha onde gera peneiras virtuais que consegue determinar quanto tem de fração argila e fração silte. Através do decímetro que é calibrado e do fator de correção, a temperatura da água e a temperatura ambiente, consegue determinar a fração do grão que está sedimentando. Se não conseguir assim é só utilizar ensaios de difratometria de raio X, MEV etc. O ensaio de peneiramento é 100% confiável, dando valores exatos de silte e argila, esse ensaio é importante devido ter argila, que é um material complicado, principalmente às expansivas.
Não são todas às frações que usa para fazer o limite. Passa na peneira, o que passa da peneira do solo é separado em sacos de amostra que são identificados, adiciona água no solo e observa às questões do limite. 
Faz o LIMITE DE PLASTICIDADE que é a quantidade de água que adiciona no solo até que ele tenha um comportamento plástico. Esse ensaio é feito com o material girando na mão para ficar com um formato de um cilindro que deve ser da mesma espessura que o gabarito/rolinho fino. Sabe que o solo deu o limite ou não quando ele não trinca e não tem fissura, deve estar bem homogêneo. Esse ensaio não é qualquer laboratorista que faz. Separa às amostras, pesa e joga na estufa por 12 horas numa temperatura de 100°C, preenche a ficha, no dia seguinte tira o material da estufa, pesa e calcula o teor de água que tem na amostra. 
– Ao destorroar a laterita aumenta a participação da fração argila e na classificação o solo irá cair numa classificação pior que a original.
– Ensaio de sedimentação partícula desce e muda a densidade pela Lei de Stokes. Ensaio confiável.
– LIMITE DE LIQUIDEZ é a quantidade de água que o solo terá para ter um comportamento liquido. O ensaio é feito com um aparelho de Casa Grande e dois biséis (um para solo argiloso e outro para solo arenso). Adiciona umidade no solo e faz um molde dele, passa a espátula, dá uma volta e conta os golpes que ele vai batendo, tem uma fenda em que às duas paredes se encontram quando isso acontecer conta o número de golpes e anota, a fenda em algum momento irá se fechar. Faz isso para cinco pontos, adiciona água, faz mais seco até ter uma consistência, o limite de liquidez é dada pela fórmula, do teor de umidade que o solo tem quando atinge 25 (mais de 25 ou menos de 25) golpes para fechamento.
– ENSAIO DE COMPACTAÇÃO, há cilindros cheios de solo, utiliza um compactador, com uma haste, altura de queda pré definida e peso pré definido (4,536 kg). Pega o cilindro, usa 5 camadas, compacta e adiciona camadas de solo com a umidade controlada onde dá 12 golpes no soquete (normal) e 55 para muito molhado. Depois de compactar e pegar às umidades, deve calcular a densidade de cada amostra que teve no cilindro (cada cilindro é numerado). Cada cilindro tem um volume exato, ao saber o peso dele e a quantidade de água que tem é possível saber exatamente a densidade do solo, garantindo que o solo esteja com a maior densidade possível com a umidade. Ao acrescentar água, ela faz com que às partículas se liguem melhor, ficando juntas, porém a partir de um certo momento ao acrescentar água ela passa a ocupar uma parte do solo (densidade da água 1, densidade de mineral 1,6-1,8). Se tem água ocupando o lugar das partículas do solo, a densidade irá diminuir e mostra que tem uma porosidade maior porque tem mais água nele. A intensão desde ensaio é definir a UMIDADE ÓTIMA, solo com melhor resistência, maior competência e a menor porosidade. 
A partir do peneiramento consegue já observar a umidade ótima, no solo argiloso a umidade é a partir de 12-24%, ou seja, tem umidade ótima mais alta. Solo arenoso tem umidade ótima mais baixa entre 6-9%
– Todo solo tem ÍNDICE DE VAZIOS, só que consegue manipular ele para ter o mínimo de índice de vazios possível e com isso consegue atingir uma resistência maior e uma densidade maior. 
– ENSAIO DE CAMPO DE DENSIDADE IN SITU pode ser feito pelo cilindro de cravação, frasco de areia ou método de Rilke. Depois de descobrir a densidade maior e a úmida ótima, compacta o material e molda um cilindro, deixando os materiais submersos na água durante 4 dias, fazendo leitura diária do extensômetro, feito isso instala um micrômetro, devido o solo está na água ele está absorvendo água, logo se tiver um material expansivo, o solo vai subir, irá levantar o sobrepeso no micrômetro e irá indicar qual o grau de expansão que o solo tem. 
– ÍNDICE DE CBR/ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA é para saber o quanto de resistência o material tem e em que camada do pavimento pode usar esse material. A exigência é de 12%. Para a sub base de um prédio, precisa atingir 20% (relação ao que penetrou no solo em relação ao toque no aço) de CBR, para a base precisa de 60-80% de CBR dependendo do fluxo (rodovia federal precisa ter 80% de CBR). Pega às leituras, pode numa planilha que faz o cálculo e diz qual o valor do CRB do material, com isso aprova se o material será utilizado como camada de pavimento ou não. É um ensaio de compressão e de penetração, que mostra um solo compactado na umidade ótima a resistência a penetração, muda o estado natural do solo. Não é um ensaio de compressão uniaxial. É um ensaio de penetração. 
– Precisa ter três corpos de prova com tensões normais diferentes numa mesma amostra representativa. Com esses três pontos, relaciona tensão normal com tensão tangencial, intercepta a coesão, tem inclinação da reta terá o ângulo de atrito. 
Três ensaios no Edômetro (na engenharia civil e geotécnica é um instrumento para medir a velocidade e quantidade de consolidação de uma amostra de solo sob pressão).
– Ensaio de pressão de expansão, consegue definir com que carga pode aplicar no solo, mesmo ele sendo expansivo, ele não tem um potencial para expandir o solo. Objetivo é que a expansão do solo não gere soerguimento e recalque das fundações, ao perder a água do solo. 
– Ensaio de colapso, o processo de colapso é quando tem a diminuição do volume abrupto, pode ser com a presença de carga ou sem carga, coloca carga e carga o solo em até 200 kPA, quando chega em 200 kPA inunda o solo com água e deixa durante 24 horas para saber o índice de colapso. Se tiver um solo colapsivél diminui o tamanho dele porque irá colapsar, depois sobe a escada chegando até 800 kPA. O objetivo é determinar o índice de colapso desse solo. É um problema sério, que pode causar desastre de uma hora para outra, em qualquer tipo de obra.
– Ensaio de adensamento, demora no mínimo uma semana, mas dependendo do solo pode levar 10 dias, adiciona cargas fazendo o carregamento seco (pode fazer inundado, mas geralmente é seco), deixa o solo até ele estabilizar, tem um comportamento onde com uma determinada carga consegue notar que não está descendo mais, com isso continua carregando e adicionando cargas, depois volta tirando às cargas e faz amedição, comportando do solo subindo e descendo, através disso sabe a tensão de pré adensamento do solo. Essa tensão de pré adensamento do solo é dita de duas maneiras: a primeira é quando a tensão do solo já foi adensado em algum momento ou a segunda quando define a carga para não ter problema de adensamento do solo, que é um problema geralmente causado pela perda de água, coloca um peso e terá uma fuga de água, onde o solo irá ficar adensando, diminuindo o volume e causa o recalque.
– Quando o material chega no laboratório, tira o teor de UMIDADE NATURAL, o natural é depois de 24 horas de secagem. Quando chove ultrapassa esse teor, estando mais próximo do plástico e da liquidez. Importante na fundação (base de um prédio).
No talude é mais importante o grau de saturação, o teor de umidade também é importante. 
Palestra do Youtube
· 18ª edição da Palestra Milton Vargas da ABMS 2022 – Contenções: Tipos e Aplicações
– Luís Edmundo Campos que estava palestrando.
– Fatores condicionantes (não considerado geológico)
1. Carregamento vertical 
2. Descarregamento lateral
3. Elevação de pressão neutra se dá com a subida do nível de água.
4. Saturação ocorre muito em Salvador. Tensão permanece constante, mas há um avanço da frente de umedecimento. 
– Gabião é drenante.
– Contensões robustas/gravidade
1. Muros de arrimo
2. Cantiléver – Muro de Flexão 
3. Gabião
4. Pneus
5. Sacos
6. Jet Grounding injeta uma calda de cimento a alta pressão. Corta o solo e faz uma mistura de solo e cimento.
7. Terra armada
8. Geotêxtil (solo envelopado)
9. Geogrelha (Terrae, Terra Mesh etc)
10. Solo grampeado
– Contensões esbeltas
1. Estaca prancha 
2. Estaca justaposta 
3. Estaca secante
4. Parede diafragma
4. Escavações estroncadas
5. Cortina atirantada
Questões de provas
1. Uma projeção estereográfica reunindo dados estruturais de um talude rodoviário mostra 2 grandes concentrações de polos nos quadrantes NE e SE da Rede de Schimdt, enquanto o talude tem frente para W. Qual é a condição cinemática que permite antecipar um potencial elevado de escorregamento neste talude? 
R: Como as concentrações de polos estão localizadas nos quadrantes NE e SE, os planos estruturais estarão localizados nos quadrantes NW e SW. Portanto, o ponto que intercede os dois planos possui um trend para W, assim como o talude, que mergulha pra W. Se esse ponto possui um Plunge menor que o mergulho do talude, o talude possui alto potencial de ruptura em cunha.
2. Disserte objetivamente sobre a relação existente entre os seguintes termos técnicos: 
A. Point Load Test e Compressão Uniaxial; 
R: O Point Load Test e a Compressão Uniaxial são experimentos utilizados para determinar o índice de resistência do material rochoso na classificação RMR de Bieniawski. 
B. Ensaios de Durabilidade e ensaios de Ciclagem; 
R: Os ensaios de durabilidade medem a resistência de fragmentos rochosos ao serem submetidos a dois ciclos normalizados de secagem e umidificação, além da ação mecânica. Já o ensaio de ciclagem submete os fragmentos a variações de temperatura e condições 
climáticas. 
C. Mergulho das fraturas e nota -12 na classificação RMR de Bieniawski; 
R: Na classificação RMR de Bieniawski, a nota -12 no parâmetro direção e mergulho das fraturas para galerias (tuneis) é muito desfavorável, sendo o pior valor possível para o parâmetro. 
D. Pente de Barton e o Jr no Sistema Q de Barton; 
R: O pente de Barton é uma ferramenta utilizada para demarcar e evidenciar a rugosidade de uma superfície rochosa, e o Jr (Join Roughness) é o índice de rugosidade das juntas, utilizado no cálculo do Q de Barton.
3. Indique a afirmativa falsa quanto à relação entre direção e mergulho das fraturas presentes num maciço rochoso e os danos esperados durante a sua escavação. 
(V) Quando a direção da fratura é perpendicular ao eixo da escavação, a situação varia muito; se o mergulho da fratura concorda com o sentido da escavação, o risco é alto, pois “a gente não vê a fratura e pode descalçar uma grande placa rochosa sobre a nossa cabeça”. 
(V) Quando a direção da fratura é paralela ao eixo da escavação, a situação também varia; se o mergulho da fratura é para dentro do túnel, uma das paredes é instável, e a outra, estável. 
(F) Quando a direção da fratura é perpendicular ao eixo da escavação e o mergulho é vertical, a situação é menos complicada, e não há necessidade de obra. Falso. Caso as fraturas sejam frequentes, é necessário que haja intertravamento dos estratos críticos nas laterais.
4. Indique a afirmativa falsa em relação à classificação de Bieniawski, muito utilizada em projetos de escavações subterrâneas. 
(F) O índice 1 – resistência do material rochoso tem mais peso que o índice 2 – RQD. Falso. Os coeficientes do índice 2 (RQD) possuem mais peso que os do índice 1 (resistência da rocha). 
(V) O índice 3 – descontinuidades estruturais tem mais peso que o índice 5 – presença de água. 
(V) O índice 4 – condições das descontinuidades estruturais, somadas – é o que tem mais peso. 
5. Por que o geólogo Rodrigo, na sua aula, deu tanta ênfase à responsabilidade do geólogo pela definição das tensões in situ caso o túnel em que está atuando adote o sistema Q de Barton para classificação dos trechos do maciço rochoso e para a definição do tratamento apropriado? 
R: No sistema Q de Barton, as tensões in situ são representadas pelo termo SRF que é o denominador do terceiro quociente, onde o Jw, que considera a poro pressão e fluxo de água, é o numerador. Portanto, o estado de tensões in situ possui um impacto direto na forma como a escavação será projetada, sendo muito importante na definição da qualidade do maciço, onde em maciços com altas tensões in situ deverá ter menores frentes de escavação, o que diminui o risco de desestabilização. O geólogo Rodrigo deu ênfase à responsabilidade do geólogo na definição das tensões pois o valor estudado e atribuído ao SRF deverá ser feito de forma cautelosa e mais precisa o possível.
6. Indique a única afirmativa falsa. 
(V) Há muitas críticas de que estão usando os ensaios de laboratório de maneira desproporcional. Para alguns especialistas, eles deveriam ser “lidos” apenas como extensão das observações de campo e como indicadores. 
(V) Dentre os fatores intrínsecos que podem influenciar os resultados do Módulo de Deformabilidade, mesmo usando a rocha sã, destacam-se a mineralogia e a existência de microfissuras e micro dobras no corpo de prova. 
(F) Entre os gnaisses, de alto grau metamórfico, e o mármore, que deriva de uma rocha magmática, a diferença nos valores de deformação pode ser pequena. Falso, pois o mármore é uma rocha metamórfica cujo protólito é uma rocha calcárea. Além disso, o gnaisse possui grau metamórfico médio/alto, enquanto que o mármore possui grau baixo/médio.
7. O local escolhido para um conjunto de casas populares apresenta uma camada de argila orgânica que está submetida a uma tensão de 8Kpa. No local pretende-se executar um aterro de 1m de altura, que gerará uma tensão de 8Kpa. Como será a evolução do recalque da camada, sabendo-se que a tensão de pré-adensamento é da ordem de 20kPa? 
R: A argila orgânica, que está submetida a uma tensão de 8kPa, ao ser submetida a tensão de 8kPa do aterro de 1m passa a ter uma tensão total de 16kPa. Portanto, o recalque permanecerá estável, pois o a tensão imposta (16kPa) é inferior à tensão de pré-adensamento, que é da ordem de 20kPa. Caso o valor imposto ultrapasse os 20kPa do pré-adensamento, o recalque se tornará instável. 
8. Comente sobre as principais vantagens e desvantagens da utilização da instrumentação geotécnica convencional, de leitura dos resultados no campo. 
R: Desvantagem: dificuldade de utilização em áreas remotas ou de difícil acesso; resultados mais demorados que os instrumentos remotos; estuda áreas menores com tempo elevado; segurança no trabalho, sendo mais perigosa que métodos remotos;é menos ecológico; erros na coleta de dados. 
Vantagens: baixo custo de operação em relação aos métodos remotos; simplicidade para realizar a leitura dos dados. 
9. Que tipo de conhecimento se deve ter, no campo da geologia de engenharia, antes da instalação dos instrumentos de monitoramento de sinais precursores de escorregamentos, para que eles efetivamente auxiliem, mesmo que ainda em estágios iniciais dos processos, na detecção antecipada de escorregamentos? 
R: É muito importante, antes da instalação dos instrumentos, que haja uma familiarização com o arranjo geral das estruturas, estratigrafia, propriedades dos materiais em subsuperfície, nível do lençol freático, condições das estruturas próximas e condições ambientais. Já a seleção do local onde ficarão os instrumentos deve seguir três passos básicos, que envolve a identificação das áreas de risco, seleção de áreas cujo comportamento previsível é considerado representativo do comportamento geral do protótipo e como a área representativa pode estar incorreta, a instrumentação deve ser instalada em um número de seções instrumentadas secundárias a fim de comparação.
1. Da palestra do Professor Vargas na 5a feira, dia 11/11, qual foi a parte (ou ensaio) na qual (você considera que) ele deu mais ênfase à relação entre a geologia de engenharia e a mecânica das rochas? 
R: Ele deu ênfase na parte do Ensaio de Compressão Triaxial que é utilizado para determinar os parâmetros de resistência ao cisalhamento, como a deformabilidade do material. É o método que o professor considera um dos mais confiáveis existentes, sendo muito utilizado não só na área acadêmica como profissional. 
2. Da palestra do Geólogo Alex, na 5a feira, dia 04/11, qual foi a parte (ou ensaio) na qual (você considera que) ele deu mais ênfase à relação entre a geologia de engenharia e a mecânica dos solos? 
R: Ele deu ênfase na necessidade de realizar diversos ensaios laboratoriais especiais nos solos para entender como ele se comporta, como o ensaio de adensamento, que utiliza os parâmetros de compressibilidade do solo para avaliar as deformações sofridas pelo solo em situações adversas. É caracterizado pela diminuição dos vazios de um solo devido a retirada de água e ar no interior do solo por meio de um aumento de carga sobre ele com a finalidade de indicar as deformações verticais que o solo sofre ao longo do tempo, determinando o coeficiente de adensamento (Cv), índice de compressão (Cc), índice de recompressão (Cr) e tensão de pré adensamento (PA). 
 
3. Da palestra do Geólogo Artur, na 5a feira, dia 28/10, qual foi a parte na qual (você considera que) ele deu mais ênfase à relação entre a geologia de engenharia e o dia a dia da construção de túneis? 
R: Ele deu ênfase na função do geólogo, que é o principal responsável por identificar os problemas atuantes no maciço rochoso e fazer um mapeamento geológico-geotécnico, analisando a mineralogia da rocha, tamanho dos blocos e todos os detalhes das descontinuidades associadas como abertura, rugosidade, persistência, etc., sendo assim responsável por garantir a segurança de todos as pessoas envolvidas nas obras do túnel e dos que passarão por ali futuramente. Após o geólogo fazer estes estudos aprofundados, ele trabalha juntamente com o engenheiro da obra compilando todas as informações sobre o maciço a fim de solucionar os possíveis problemas que possam ocorrer nas obras e no futuro, quando a obra do túnel já estiver concluída. Desta forma, sem o auxílio de um geólogo, a construção de túneis não deveria ocorrer. 
 
4. Com relação a construção e elaboração de modelos geológico-geotécnicos e sua aplicação na Geologia de Engenharia, assinale a alternativa incorreta: 
a) Devem buscar antecipar o comportamento do meio físico frente a uma determinada intervenção. 
b) Um modelo deve, invariavelmente, ser capaz de representar com exatidão espacial e 
detalhadamente a distribuição dos diferentes materiais geotécnicos, sendo inaceitável a existência de incertezas. Certa. 
c) A identificação dos possíveis mecanismos de ruptura de um talude deve ser incorporada ao modelo. 
d) Os aspectos e condicionantes levantadas em etapas preliminares, de campo e investigação devem condicionar e orientar o método numérico a ser empregado nas etapas mais avançadas de análise. 
 
5. Durante a análise da estabilidade de um talude rochoso, em uma área onde o mapeamento regional indica a existência de granitos-gnaisses, com ocorrência de falhas e fraturas, avalie quais devem ser os principais aspectos a serem levantados em uma inspeção de campo e o método de modelagem analítica mais adequados, considerando um curto prazo e sem possibilidade de investigações adicionais? 
a) Mapeamento das variações de litotipos em detalhe; classificação geomecânica (RMR, Sistema Q ou GSI). 
b) Aquisição dos parâmetros geotécnicos (peso específico, coesão e ângulo de atrito; análise de estabilidade por equilíbrio-limite. 
c) Identificação da existência de fraturas tectônicas e de alívio e suas características (orientação, espaçamento, abertura, persistência, rugosidade e preenchimento); análise cinemática. Certa. 
d) Medições de tensões in situ; simulação numérica por elementos finitos, considerando meio contínuo; 
1. A figura abaixo do artigo do Túnel Rebouças mostra uma condição anômala de nível piezométrico muito elevado na transição solo – rocha, que é a que justifica um fator de segurança do talude da ordem de 1.06, logo, próximo à condição suficiente de ruptura. Por que os autores consideram que esta não é uma situação compatível com as condições normalmente encontradas no Rio de Janeiro, mesmo durante períodos de chuvas muito intensas? 
R: Porque as simulações de retro análise do Escorregamento do Túnel Rebouças mostram que o Fator de Segurança do talude só alcança valores próximos a 1.066 (valor próximo à condição suficiente de ruptura) quando os valores de poro-pressão na superfície de ruptura alcançam uma altura piezométrica superior a 3.65m de coluna d’água, sendo um valor de poro-pressão da ordem de 36.5KPa. As simulações numéricas indicaram que, quando influenciado somente pelas chuvas nas condições normalmente encontradas no Rio de Janeiro, a altura piezométrica máxima alcançada na superfície de ruptura a 10m do emboque do túnel no dia do escorregamento foi de 2m, correspondendo a uma ordem de poro-pressão de 20KPa, sendo, portanto, um valor que não causaria a ruptura do talude. Os estudos ainda mostraram que para alcançar uma altura piezométrica próxima ou superior a 3.65m de coluna d’água, faz-se necessário que haja uma fonte externa extrema de água, o que não é compatível com as condições normalmente encontradas no Rio de Janeiro.
2. Uma amostra do local escolhido para construção de uma barragem foi submetida, no laboratório, a um ensaio de permeabilidade sob diferença de carga hidráulica de 4m ao longo de comprimento de amostra de 2m, sendo medida a velocidade de fluxo igual a 2 x 10 -2 cm/s. Qual é a permeabilidade k do solo? É um solo residual de textura argilosa? 
R: A permeabilidade K do solo pode ser obtida ao aplicarmos a fórmula da lei de Darcy, expressa por: V=k.i 
Onde V = velocidade de fluxo; k = coeficiente de permeabilidade; i = gradiente hidráulico (h/L) 
Sendo assim: 
2.10-2 = k.(4/2) 
2/2.10-2 = k 
k = 10-2 
Este valor não representa um solo residual de textura argilosa, e sim, provavelmente, uma areia com escoamento bom.
3. Em situações de túneis escavados em maciços rochosos fraturados com fraturas muito persistentes, mas com campo de tensões isotrópico ( 𝐾𝐾 0 =1,0, ou seja, K h =K v), quando o ângulo de atrito atinge valores baixos, da ordem de 15°, ocorrem apenas instabilidades locais com quedas de blocos ao longo das cunhas formadas pelas descontinuidades com maiores mergulhos. Por que estecolapso do túnel ocorre já na combinação ∅ ′=20° e 𝐾𝐾 0 =0,5? 
R: O colapso ocorre justamente porque o K 0 é igual a 0,5. Ou seja, o K V , que está no denominador, é o dobro do K h . Apesar de ter um ∅ ′=20°, a situação se encontra com um valor de K horizontal muito baixo em relação ao K vertical e, com valores de sigma 3 muito baixos em relação ao sigma 1, o colapso ocorrerá nesta situação do túnel. 
4. Por que os ensaios de permeabilidade em rocha exigem diferentes estágios de pressão de injeção? 
R: Os ensaios verificam o comportamento da vazão frente à percolação de água. Os diferentes 
estágios de pressão de injeção no qual o ensaio é submetido ocorrem conforme a água entra no maciço com determinada pressão, e essa pressão seja estabilizada para que não ocorra o 
fraturamento hidráulico do maciço e consequentemente influencie no valor da condutividade 
hidráulica e resistência do maciço. Não ocorrendo o fraturamento e com a pressão estabilizada, mede-se a vazão das características reais do maciço.
Nos ambientes sedimentares “mais recentes”, de baixadas topográficas, os contrastes de permeabilidade e resistência nos perfis de solo estão relacionados à ação da água (hidromorfismo). Este é o caso de um trincheira aberta pelo nosso Mestre Franklin no Conjunto Habitacional Jardim Maravilha, em Guaratiba, na zona oeste do rio de Janeiro, com textura arenosa “limpa” na base – porque os grãos de argila foram deslocados para maiores profundidades - e mais fina no topo, onde se acumula a matéria orgânica.