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GEOLOGIA APLICADA A 
OBRAS CIVIS
CONCEITOS FUNDAMENTAIS 
EM GEOLOGIA
Aula 01
Objetivo
O curso tem por objetivo promover e transferir tecnologias de projeto e execução
de serviços de engenharia civil em atendimento às demandas da sociedade,
inserindo no mercado profissionais com sólida formação técnica, econômica,
ambiental e cultural, de acordo com os princípios da fé cristã.
Ementa
Geologia de Engenharia no contexto das ciências geológicas; relação Geologia
de Engenharia-Geotécnica-Mecânica dos Solos; noções básicas de Estratigrafia e
Geologia Ambiental; Planeta Terra; Grau geotermal; minerais; rochas; recursos
energéticos; alteração dos maciços rochosos; solos; riscos geotécnicos;
movimentos gravitacionais de massa; águas subterrâneas; fontes naturais;
geologia de grandes empreendimentos; investigações de subsolo.
Competências
Ao final da disciplina o aluno deverá estar apto a aplicar os conhecimentos
adquiridos na avaliação e escolha de determinadas obras civis baseado em
estudos geológicos, ponderando e avaliando a implantação da obra de acordo
com a geologia local.
Programa
1 - CONCEITOS FUNDAMENTAIS EM GEOLOGIA
1.1 - Histórico da GE.
1.2 - Estrutura interna da Terra.
1.3 - Tectônica de placas.
1.4 - Tempo Geológico.
1.5 - Noções de estratigrafia.
2 – MINERAIS
2.1 - Conceito de mineral (composição química, estrutura cristalina, ligações
químicas).
2.2 - Classificação sistemática dos minerais.
2.3 - Propriedades físicas dos minerais.
2.4 - Descrição e classificação dos principais minerais formadores de rocha
(macroscopicamente).
3 – PETROGRAFIA
3.1 - Origem e classificação das rochas.
3.2 - Rochas ígneas: Origem, classificação, texturas, estruturas, Rochas ígneas
e obras de engenharia. Descrição macroscópica e classificação das rochas
ígneas mais comuns
3.3 - Rochas sedimentares: Intemperismo, origem, processos de formação,
3.4 - Rochas metamórficas: Metamorfismo sobre rochas pré-existentes, agentes e causas do 
metamorfismo, tipos de metamorfismo, texturas e estruturas das rochas metamórficas. Rochas 
metamórficas e obras de engenharia. Descrição macroscópica e classificação das principais 
rochas metamórficas 
4 – SOLOS
4.1 - Intemperismo químico.
4.2 - Intemperismo físico.
4.3 - Formação dos solos.
4.4 - Perfis de alteração.
4.5 - Argilo-minerais.
4.6 - Descrição em campo de um perfil de alteração.
5 - MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO GEOLÓGICA
5.1 - Métodos investigativos de superfície:
5.1.1- Fotogametria, sensoriamento remoto, mapeamento geológico.
5.2 - Métodos investigativos de subsuperficie:
5.2.1 - Geofísicos (geoelétricos, sísmicos, potenciais).
5.3 - Investigação Mecânica (poços, trincheiras, trado, SPT, sondagem rotativa –
RQD – sondagem mista)
6- PROCESSOS DE DINÂMICA SUPERFICIAL E DEPÓSITOS SUPERFICIAIS
6.1 - Principais processos superficiais.
6.2 - Erosão e voçorocamento.
6.3 - Movimento de massa (tipos).
6.4 - Assoreamento.
6.4.1 - Inundação.
6.4.2 - Obras de contenção.
7 – ÁGUA SUPERFICIAIS E SUBTERRÂNEAS
7.1 - Águas superficiais – conceitos fundamentais, bacia de drenagem, padrões
de drenagem, morfologia dos canais fluviais, ação da erosão, transporte e
deposição, depósitos sedimentares associados.
7.2 - Águas subterrâneas – conceitos fundamentais, água no subsolo e formação
do lençol freático, infiltração, recarga, porosidade e permeabilidade,
aqüíferos, aquiclude, ação geológica da água subterrânea, recursos
hídricos e poluição.
8 - GEOLOGIA DO TOCANTINS
8.1 - Estudos das principais ocorrências geológicas no estado;
8.2 - Cartografia geológica do estado
9- APLICAÇÃO DA GEOLOGIA A PROBLEMAS DE ENGENHARIA
9.1 -Planejamento urbano e regional
9.2 -Estudo de taludes
9.3 -Tratamento de Maciços naturais
9.4-Estradas, barragens, aproveitamento hidráulica
Materiais de construção
Base 
Unificada
REFERENCIAL
SOLO
VEGETAÇÃO
RELEVO
CLIMA
HIDROGRAFIA
POLÍTICO
ORGANIZACIONAL
VIÁRIO
URBANO
RURAL
ELÉTRICO
ORGANIZAÇÃO DOS NÍVEIS
DE INFORMAÇÃO (Layers)
1.1. Definição de Geologia de Engenharia
IAEG - International Association for Engineering Geology and the Environment (1992)
ABGE - Associação Brasileira de Geologia de Engenharia e Ambiental
“Geologia de Engenharia é a ciência dedicada à investigação,
estudo e solução dos problemas de engenharia e meio ambiente
decorrentes da interação entre as obras e atividades do Homem e
o meio físico geológico, assim como ao prognóstico e ao 
desenvolvimento de medidas preventivas ou reparadoras de riscos
geológicos.” 
...”Geociência Aplicada responsável pelo domínio tecnológico
da interface entre a atividade humana e o meio físico geológico.” 
(Santos, 2002)
(Santos, 2002)
Posicionamento Disciplinar (Geologia)
(Santos, 2002)
Posicionamento Disciplinar (Engenharia Civil)
Geotecnia – ocupa-se da caracterização e do comportamento 
dos materiais e terrenos da crostra terrestre. (Santos, 2002).
Mecânica dos Solos – responsável pelos estudos teóricos e práticos sobre 
o comportamento dos solos – materiais terrosos – naturais, sob o enfoque
de sua solicitação pela Engenharia (Terzaghi, 1944; Vargas, 1977).
Mecânica das Rochas – seu campo “é voltado a incluir todos os estudos 
relativos ao comportamento físico e mecânico das rochas e maciços rochosos
e a aplicação desse conhecimento para o melhor entendimento de processos
geológicos para o campo da Engenharia”.
ISRM – Inernational Society for Rock Mechanics
Posicionamento Disciplinar (Engenharia Civil)
(Santos, 2002)
GEOLOGIA E ENGENHARIA
Toda ciência aplicada necessita de fundamentação teórica,
pois só assim é possível o entendimento dos fenômenos e a
concepção de soluções.
Os conceitos geológicos poderão ser aplicados em trabalhos de
fundações, construções de barragens, estabilização de taludes,
reabilitação de boçorocas, colapso e subsidência de terrenos,
construções de túneis, erosão e assoreamento, escorregamentos,
entre outros.
IMPORTÂNCIA DO CONHECIMENTO GEOLÓGICO NA 
ENGENHARIA CIVIL
DURABILIDADE
QUALIDADE
SEGURANÇA
CUSTO
DE UMA OBRA EM FUNÇÃO DO SEU PROJETO
PROJETO
GEOLOGIA DA ÁREA
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO DISPONÍVEL
TECNOLOGIA EMPREGADA
ATUAÇÃO DO CONHECIMENTO GEOLÓGICO NA 
ENGENHARIA CIVIL
1.OBRAS DE GRANDE PORTE:
BARRAGENS, RODOVIAS, TÚNEIS, AEROPORTOS, ESTRADAS, ETC.
A. FASE DE ANTE-PROJETO
GEOLOGIA DA ÁREA;
DISPONIBILIDADE DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO.
B. FASE DE EXECUÇÃO
GEOLOGIA DE DETALHE;
CONTROLE DE QUALIDADE DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO;
ACOMPANHAMENTO DE SONDAGENS E FUNDAÇÕES;
REBAIXAMENTO DO LENÇOL FREÁTICO
1.OBRAS DE GRANDE PORTE:
BARRAGENS, RODOVIAS, TÚNEIS, AEROPORTOS, ESTRADAS, ETC.
GEOLOGIA E ENGENHARIA
• Propriedades Físicas
• Propriedades Mecânicas
• Propriedades Químicas
• Principais Funções dos Materiais Rochosos
– Agregados
– Pedras de Revestimento
• Seleção dos Materiais Rochosos
• Ensaios e Análises
Encosta
Talude de Corte
Talude Artificial
Os taludes ou encostas
naturais são definidos como
superfícies inclinadas de
maciços terrosos, rochosos
ou mistos (solo e rocha),
originados de processos
geológicos e geomorfológicos
diversos.
 Tempo Geológico = idade da Terra
 Tempo Histórico = idade do Homem
 O tempo histórico é insignificante em relação ao 
tempo geológico.
 Idade da Terra = 4,6 bilhões de anos
 Idade do Homem = 1 milhão de anos
► Como isso é possível, se não havia ninguém para “contar a história”?
► Análise e interpretação de vestígios e fósseis de seres que habitaram a
Terra há muito tempo.
HISTÓRIA DA VIDA ↔ HISTÓRIA GEOLÓGICA DA 
TERRA
EVENTOS 
GEOLÓGICOS ALTERAÇÃ
O DE 
AMBIENTES
DEFINIÇÃODOS RUMOS 
DA 
EVOLUÇÃO
ERAS GEOLÓGICAS
PERÍODOS GEOLÓGICOS
ÉPOCAS GEOLÓGICAS
EVENTOS 
MARCANTES
ÉON = várias eras
► PRÉ-CAMBRIANA 
PALEOZOICA 
Rochas com 
poucos fósseis 
Rochas com 
muitos fósseis 
Rochas revelam profundas mudanças 
climáticas 
(frio intenso → temperaturas mais amenas) 
Ambiente mais favorável à vida
Surgimento de novas espécies
EXPLOSÃO CAMBRIANA
► PALEOZOICA MESOZOICA 
Catástrofe (erupção vulcânica) causou a extinção de 
grande quantidade de seres vivos (90% das espécies) 
Surgimento do supercontinente PANGEA 
(posteriormente se fragmentaria, originando os 
continentes) 
Teoria da Deriva Continental
Alfred Weneger - A teoria de DERIVA
CONTINENTAL estabelecia que, há
aproximadamente 225 milhões de anos, todas as
massas continentais existentes estavam concentradas
em um supercontinente, que ele denominou de
PANGEA.
A pergunta fundamental que Wegener não conseguiu 
responder foi: “que tipo força conseguiria mover tão grandes 
massas a tão grandes distâncias?”
Semelhança no encaixe dos dois continentes
Somente após a morte de Weneger, e através da continuação de seus estudos, a
Teoria da Deriva Continental pôde ser comprovada.
A datação das rochas do assoalho oceânico permitiram aos pesquisadores concluir
que a crosta oceânica está em constante formação. Surgia então a Teoria da
Tectônica de Placas.
► MESOZOICA CENOZOICA 
Provável colisão de um grande asteroide com a Terra 
levou à extinção de muitas espécies (dinossauros) 
Nova Era Glacial (esfriamento da Terra) 
Cratera de 320 Km de diâmetro (península de 
Yucatán – México)
astroblema é o nome técnico de uma cratera antiga e já parcialmente desgastada
pela erosão, produzida pelo impacto de corpo celeste de grande dimensão
(asteróide ou cometa). O termo vem do latim, significando uma cicatriz (blema)
causada pela queda de um corpo celeste (astro). A cratera da Serra da Cangalha
tem um diâmetro de doze quilômetros e ainda apresenta seu núcleo central
soerguido.
Parque Estadual da Serra da Cangalha – Campos lindos
Colisão 
Grande quantidade de 
poeira na atmosfera (meses 
ou anos)
Luz solar impedida de atingir a 
superfície terrestre
Resfriamento do planeta e 
morte de muitas plantas
Falta de alimento para os 
herbívoros (alteração de toda uma 
teia alimentar)
PRINCIPAIS EVENTOS BIOLÓGICOS DURANTE O TEMPO GEOLÓGICO
PRÉ-CAMBRIANA
PALEOZOICA
MESOZOICA CENOZOICA
Vida na Terra Surgimento das 
algas
Dinossauros 
(surgimento e 
extinção) e aves
Macacos 
antropoides
Células 
procarióticas
Plantas vasculares Mamíferos Hominídeos e 
mamíferos de 
grande porte
Fotossíntese Peixes, anfíbios e 
répteis
Homem
Células 
eucarióticas
Insetos
Seres 
multicelulares
GEOLOGIA TEÓRICA OU NATURAL
FÍSICA: estudo dos tipos de materiais e seu modo de ocorrência bem como de
estudo de certas estruturas.
· Mineralogia – trata das propriedades cristalográficas (formas e estruturas) físicas e
químicas dos minerais, bem como da sua classificação;
· Petrografia – descrição dos caracteres intrínsecos da rocha, analisando sua origem
(composição química, minerais, arranjo dos grânulos minerais, estado de alteração,
etc.);
· Sedimentologia – é o estudo dos depósitos sedimentares e sua origem. As inúmeras
feições apresentadas nas rochas podem indicar os ambientes que existiam no local no
passado e assim entender os ambientes atuais;
· Estrutural – investiga os elementos estruturais presentes nas rochas e causados por
esforços;
· Geomorfologia – trabalha com a evolução das feições observadas na superfície da
Terra, identificando os principais agentes formadores dessas feições e caracterizando a
progressão da ação de agentes como o vento, gelo, água... que afetam bastante o relevo
terrestre.
Em resumo: estuda a maneira como as formas da superfície da Terra são criadas e
destruídas.
HISTÓRICA: estudo da evolução dos acontecimentos e fenômenos
ocorridos no passado.
· Paleontologia – estuda a vida pré-histórica, tratando do estudo de
fósseis de animais e plantas micro e macroscópicos, sendo conhecidos
através de seus restos ou vestígios encontrados nas rochas. Os fósseis
são importantes indicadores das condições de vida existentes no
passado geológico, preservados por meios naturais na crosta terrestre;
· Estratigrafia – trata do estudo da seqüência das camadas (condições
de sua formação e a correlação entre os diferentes estratos ou camadas).
Ao contrário do idealizado por Júlio Verner, o interior mais
profundo da terra é inacessível, em razão da limitação tecnológica diante
das altas temperaturas e pressões. O furo de sondagem mais profundo
feito até hoje, na Russia, atingiu apenas 12 Km comparado com o s 6.370
km de raio médio da terra.
O conhecimento sobre a estrutura interna da terra surgiu com a
sismologia , a partir do estudo da propagação de ondas elásticas geradas
por terremotos
Estrutura Interna da Terra
A geologia, no sentido amplo, é definida como o ramo da ciência que
estuda a origem, formação, história física, evolução, composição mineralógica e
estrutura da terra, através da pesquisa e conhecimento dos minerais e das rochas
que compõem a crosta terrestre e das forças e processos que atuam sobre elas.
A terra é constituída por três camadas distintas de materiais:
• Crosta Terrestre;
• Manto Terrestre:
• Núcleo
Estrutura Interna da Terra
Estrutura Geral da Terra
Estrutura Geral da Terra
• Crosta Terrestre;
• Manto Terrestre:
• Núcleo
A terra é constituída por três camadas
distintas de materiais:
A cada 33 metros (em média) de profundidade a temperatura
aumenta 1ºC.
 A crosta continental é a camada onde se situam os
Continentes. Em sua composição predominam rochas
com alto teor de sílica (SiO2).
 A crosta oceânica é a parte da Litosfera terrestre cuja
camada superficial é formada pelo assoalho oceânico. Os
teores de Cálcio, Ferro e Magnésio
A crosta terrestre não é estática, movimentando-se de forma lenta e continua.
Esses movimentos são causados por forças internas (no manto) que contrapõem às
forças externas devido à energia do sol e ciclo hidrológico.
Possui placas tectônicas ou litosféricas que se movimentam de forma lenta e
contínua sobre o manto. Tais movimentações ocorrem por causa das pressões que o
manto exerce sobre a crosta, o que acarreta em deformações na crosta.
Também sofre o rompimento de suas camadas rochosas resultantes da pressão do
manto, provocando o vulcanismo, que se dá principalmente em regiões onde existe
o encontro de placas tectônicas; e os terremotos que são vibrações induzidas pelos
movimentos das placas litosféricas.
Placas tectônicas são os enormes blocos rochosos que
compõem a superfície terrestre.
O planeta Terra é formado por 12 placas tectônicas:
Placa do Pacífico, Placa da Antártica, Placa Sul-
americana, Placa Norte-Americana, Placa Africana, Placa
Eurasiana, Placa Indo-Australiana, Placa de Nazca.....
Dinâmica da movimentação dos continentes
O Núcleo emite calor em direção á superfície, criando as correntes
de convecção no manto.
Estas correntes de calor possuem tanta energia que seu movimento
lateral move as placas tectônicas.
As placas tectônicas podem ter 3 tipos de limitesprincipais:
Limites Divergentes – As placas se separam uma da outra formando 
a expansão do assoalho oceânico
Limites convergentes – As placas se chocam uma com a 
outra. Podem ser de três tipos:
- Continental x Oceânica
Formando uma cadeia de montanha e vulcões em uma das placas e uma
fossa submarina na outra placa. (processo de subducção)
- Continental x Continental
Formando uma grande cadeia de montanhas e 
intensos terremotos.
Limites convergentes 
- Oceânica x Oceânica
A placa mais densa sofre subducção e o magma gerado
ascende formando arcos de ilhas.
Limites convergentes 
Limite tangencial entre a placa do Pacífico e a Placa 
Norte-Americana: Falha de San Andreas.
Tsunami
- Grande concentração de vulcões nesta região.
São zonas fixas de formação contínua de magma que
independem da movimento das placas.
Resumindo...
Por isso os engenheiros civis devem levar em consideração ao projetar 
estruturas:
 Riscos Sísmicos – local da construção (tectônicos)
 Conhecer como os sismos agem nas estruturas
 Tipos de Prevenção – economia X qualidade
 Norma Brasileira
Portanto é necessário que a engenharia sísmica capacite os engenheiros 
estruturais no que diz respeito aos projetos de estruturas sismo-resistentes.
SISMOS NÃO MATAM PESSOAS, MAS 
AS ESTRUTURAS SIM !
Sismos e Engenharia
Sismos e Engenharia
Sismos e Engenharia
Sismos e Engenharia
Os Sismos impõem deslocamentos à 
base das estruturas. O movimento apresenta 
uma aceleração que varia de direção, sentido 
e magnitude ao longo do tempo.
Sismos e Engenharia
Sismos e Engenharia
Sismos e Engenharia
Sismos e Engenharia
CURIOSIDADE
Um pequeno 
detalhe construtivo que 
faz uma grande diferença 
na resistência à ação 
cíclica aos sismos. 
Estribos fechados com 
angulo de 90º tendem a 
abrir logo que o concreto 
do recobrimento é 
expulso. A solução é 
utilizar o fechamento do 
estribo em ângulo de 135º.
Sismos e Engenharia
Sismos e Engenharia
Estes são sismos associados à ação humana quer direta ou indiretamente. Podem-se dever à
extração de minerais, água dos aqüíferos ou de combustíveis fósseis, devido à pressão da água das
albufeiras das barragens, grandes explosões ou a queda de grandes edifícios. Apesar de causarem
vibrações na Terra, estes não podem ser considerados sismos no sentido lato, uma vez que geralmente dão
origem a registros ou sismogramas diferentes dos terremotos de origem natural.
Alguns terramotos ocasionais têm sido associados à construção de grandes barragens e do
enchimento das albufeiras por estas criadas, por exemplo na Barragem de Kariba no Zâmbia (África). O
maior sismo induzido por esta causa ocorreu a 10 de Dezembro de 1967, na região de Koyna a oeste de
Madrasta, na Índia. Teve uma magnitude de 6.3 na escala de Richter. Também têm a sua origem na
extracção de gás natural de depósitos subterrâneos.
Podem também ser provocados pela detonação de explosivos muito fortes, tais como explosões
nucleares, que podem causar uma vibração de baixa magnitude. Assim, a bomba nuclear de 50
megatoneladas chamada Bomba tsar detonada pela URSS em 1961 criou um sismo comparável aos de
magnitude 7, produzindo vibrações tão fortes que foram registadas nos antípodas. Para dar efeito ao
Tratado de Não Proliferação de Armas Nucleares, a Agência Internacional de Energia Atómica usa as
ferramentas da sismologia para detectar actividades ilícitas tais como os testes de armamento nuclear.
Com este sistema é possível determinar exactamente onde ocorreu uma explosão.
As regiões a leste do Japão guardam as marcas provocadas por um terremoto ocorrido
em 1923. O tremor, de 7,9 graus de magnitude na escala Richter, era considerado o
maior do país até a última sexta-feira.
Mas as lembranças de um antigo atracadouro de barcos, tal como ficou depois da
destruição na década de 1920, vão além da fenda nas estruturas de concreto, das
edificações destruídas e dos postes inclinados.
A partir da tragédia que matou mais de 140 mil pessoas, o Japão aprendeu a lidar com
os constantes tremores de terra e modernizou as técnicas de engenharia de construções e
o comportamento das gerações seguintes. Se não fosse por isso, o terremoto e o tsunami
que atingiram a costa nordeste seriam ainda mais devastadores
Construções no Japão
Sismos e Engenharia
 É preciso desenvolver a nossa engenharia sísmica
capacitando os engenheiros estruturais no projeto de
estruturas sismo-resistentes.
 Não há dúvida que o Nordeste Brasileiro apresenta fontes
sismogênicas de médio porte, típicas de regiões intra-placas,
que exigem políticas públicas e legislação de projeto e
construção de estruturas que levem em conta esta realidade.
 Políticas Públicas: Esclarecimentos e treinamento da
população nas áreas de maior risco.
 Legislação: Obrigatoriedade do uso da norma de sismo no
projeto de Hospitais, Escolas, Quartéis…