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Juntas Apresentação Um aspecto muito importante dos maciços rochosos é que eles são fraturados, por exemplo, por juntas, além dos poros primários existentes nas rochas. Entretanto, devido às condições que controlam a mineração e à localização das obras de Engenharia Civil, vários tipos litológicos podem ocorrer em qualquer investigação. De início, dois problemas estão envolvidos: o estudo da direção e das propriedades das juntas; e o estudo das propriedades e da textura das rochas entre as juntas. Nesta Unidade de Aprendizagem, você irá compreender o que são juntas, suas principais características e como sua ocorrência no maciço pode denotar grande importância em estudos de Engenharia Aplicada. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Definir juntas e a sua importância prática.• Identificar juntas.• Analisar o estado de fragmentação de maciços rochosos por meio do estudo de juntas.• Desafio Em muitos projetos de Engenharia, há uma abordagem quanto à classificação geomecânica do maciço rochoso, composto pela rocha intacta (sem descontinuidades e alteração) e pelas descontinuidades em si. É necessário lembrar que o maciço rochoso pode ser definido como um conjunto de material rochoso separado por descontinuidades rochosas, principalmente por juntas, planos de acamamento, intrusões e diques. Segundo Bieniawski (1989), a classificação geomecânica do maciço rochoso é o processo de colocar um maciço rochoso em grupos ou classes com relações definidas. Esses sistemas fornecem uma base para a compreensão das características e do comportamento das rochas e se relacionam às experiências adquiridas nas condições de um local para outro. Nesse sentido, existe a classificação Rock Mass Rating (RMR). Ela qualifica o maciço para permitir o dimensionamento empírico e expedito de seu suporte estrutural. Essa classificação tem as seguintes características: • Pontua o valor do maciço entre 0 e 100 pontos. • Leva em consideração: a resistência à compressão simples por meio do Índice de Compressão Puntiforme, o número de fraturas por m³ (RQD - Rock Quality Designation), o espaçamento e as condições das fraturas, além de características como a abertura, a rugosidade, a persistência, a alteração da parede e o preenchimento da fratura, bem como a presença de água. A tabela a seguir mostra esses parâmetros e define notas para eles. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/38b55728-fab5-42c0-b5b6-961fb1059146/cafa8cd9-af42-4c11-83b5-ad8865712671.png Dependendo do tipo de objetivo que se tem (túneis, fundações ou taludes), pode-se acrescentar, ainda, uma pontuação que considera a orientação dos planos de descontinuidade. Por fim, após o somatório das notas, pode-se classificar o maciço como sendo: Classe I – Muito bom (81 a 100 pontos) Classe II – Bom (61 a 80 pontos) Classe III – Regular (41 a 60 pontos) Classe IV – Pobre (21 a 40 pontos) Classe V – Muito pobre (0 a 20 pontos) Assim, é necessário que você calcule o valor de RMR do maciço, sabendo que a abertura do túnel se dá no sentido inverso da inclinação das descontinuidades, cujo espaçamento médio é de 1m. Utilize a tabela de pontos e diga a qualidade do maciço. Infográfico Desde a pré-história, as rochas vêm sendo utilizadas pelo homem para a fabricação de armas, ferramentas e utensílios. Casas, fortificações, esculturas, construções de modo geral e até mesmo túneis foram construídos com esse material (GOODMAN, 1989). Nada disso seria possível se, nos maciços rochosos, não houvesse planos de fraqueza, como as juntas, fraturas e descontinuidades no geral. No Infográfico, você verá a importância das juntas em distintas áreas. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/2ac9cfc0-097b-46a1-a649-381e7ac9e6a7/1101aa37-e15b-4f36-8d13-905645ce7770.png Conteúdo do livro Sabe-se que o maciço rochoso é um meio descontínuo formado pela rocha e pelas descontinuidades que o atravessam. Dentre essas descontinuidades, estão as juntas, que podem apresentar-se em escalas megascópicas a microscópicas. As juntas são responsáveis não apenas por controlar as propriedades mecânicas dos maciços, mas também por permitir o desenvolvimento de aquíferos, depósitos minerais e até mesmo facilitar ou dificultar a extração de rochas. No capítulo Juntas, da obra Geologia Estrutural, você irá saber o que representa uma junta e sua importância prática. Verá também sobre suas principais características e formas de identificação. Por fim, avaliará acerca do estado de fragmentação de um maciço rochoso por meio da observação das juntas. Boa leitura. GEOLOGIA ESTRUTURAL Márcio Fernandes Leão Juntas Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Definir juntas e a sua importância prática. Identificar juntas. Analisar o estado de fragmentação de maciços rochosos por meio do estudo de juntas. Introdução Juntas ou fraturas são as estruturas mais encontradas na superfície da crosta terrestre, observáveis em qualquer afloramento e tipo de rocha. As juntas afetam a resistência das rochas ao estresse, por isso, estudá-las e analisá-las de maneira cuidadosa é muito importante, em especial quando forem realizadas obras como construção de túneis e barragens e outros trabalhos de engenharia. A distribuição das juntas também determina, em parte, o projeto de exploração de uma mina. Essas estruturas também constituem lugares geométricos que controlam a localização da minera- lização do desempenho econômico, portanto devem ser tomadas como uma variável importante na exploração de depósitos. Neste capítulo, você vai estudar sobre o conceito das juntas, sua defini- ção e a sua importância prática. Além disso, vai aprender a caracterizá-las e a analisar o estado de fragmentação dos maciços rochosos por meio do estudo dessas estruturas. 1 O que são juntas? Por defi nição, as juntas são superfícies ou planos de descontinuidade na ro- cha, ao longo dos quais perde-se a coesão, ou seja, a integridade do material. Outro termo comumente associado às juntas são as “falhas”. Quando um deslocamento mensurável ocorre ao longo de um plano de junta, ou seja, se a rocha de um lado dessa estrutura se moveu em relação à rocha do outro lado, a junta recebe o nome de falha. Um deslocamento mínimo de 0,5mm é um dos critérios para que uma junta seja chamada de falha. Ao contrário, se o deslocamento não ocorrer ou se for pequeno demais para ser visível, ela será chamada de diáclase. Os veios são juntas preenchidas com minerais secundários como quartzo, calcita, etc (TWISS; MOORES, 1992). Modos de ruptura Existe um tipo de classifi cação das fraturas de acordo com o modo de ruptura, as quais (Figura 1): modo I (o deslocamento dos blocos é normal em relação ao plano de junta); modo II (o deslocamento dos blocos é paralelo ao plano de junta e normal na frente da propagação da junta); modo III (o deslocamento dos blocos é paralelo ao plano de junta e à frente de propagação da junta). Enquanto o modo I é chamado de modo de tensão, os modos II e III cor- respondem ao cisalhamento (KULLBERG, 1995). Figura 1. Classificação das fraturas de acordo com o modo de abertura. A seta longa indica a direção e a direção de propagação da fratura, e as setas pequenas indicam a direção do movimento relativo dos blocos. Fonte: Adaptada de Rubilar (1999). Juntas2 Rocha é o material componente do maciço rochoso, constituído por minerais e que se apresenta em massas ou fragmentos. Possui descontinuidades em escala ultramicroscó- pica, microscópica e macroscópica. Maciço rochoso é um meio descontínuo formado pelo material da rocha e pelas descontinuidades (escalas megascópicas e regional)que o atravessam. Assim, a descontinuidade é o elemento (falha ou junta) que denota a não continuidade do maciço, diferindo, assim, da rocha, um meio mecanicamente contínuo. Além disso, a natureza, a localização e a orientação das descontinuidades afetam de forma profunda a maioria das propriedades dos maciços rochosos (deformabilidade, resistência, permeabilidade). Microfissuras Com relação às propriedades da rocha, o comportamento das redes de juntas ou fi ssuras é tão ou mais importante do que sua própria combinação mine- ralógica. As microfi ssuras são pequenas descontinuidades comuns a rochas resistentes que sofreram deformação interna. Em combinação com os poros, as fi ssuras provocam os seguintes resultados: resposta carga/deslocamento não linear, especialmente para tensões baixas, em razão do fechamento das descontinuidades; redução da resistência à tração, fazendo com que as propriedades do material fiquem dependentes da tensão; variação e dispersão nos resultados dos ensaios; introdução de um efeito de escala na previsão do comportamento do material. O efeito de uma única junta na massa de rocha é diminuir a resistência à tração quase a zero na direção perpendicular ao plano da junta e restringir a resistência ao cisalhamento na direção paralela ao plano da fratura. Se as juntas não estiverem distribuídas de forma randômica (quase sempre estão), cria-se uma grande anisotropia na resistência e em todas as outras propriedades da massa de rocha. A anisotropia, ou seja, a variação distinta espacial de uma propriedade qualquer, é comum a muitos tipos de rochas, mesmo que estas não tenham uma estrutura descontínua em razão da orientação dos grãos minerais ou ao histórico de tensão em certa direção. 3Juntas Veios Os veios são fraturas preenchidas com minerais precipitados de fl uidos que circulam no interior. O material de preenchimento pode ser maciço ou fi broso. Quando maciço, o material cristaliza em cavidades abertas, em geral, observando cristais euédricos, bem formados e com faces nítidas. Esses veios são formados em níveis superfi ciais da crosta terrestre, em que baixas pressões litostáticas permitem a existência de juntas abertas. Em profundidades, juntas maiores e abertas podem existir apenas se a pressão do fl uido dentro da junta for alta o sufi ciente para manter as suas paredes separadas. Os veios preenchidos por cristais fibrosos se formam lentamente à medida que a fratura se abre, ocasionando, assim, deslocamentos assimétricos ao longo das juntas. As fibras crescem de acordo com a direção do alongamento do momento e, portanto, podem ser usadas para marcar a tensão infinitesimal. As fibras no interior dos veios podem ser retas ou sigmoidais. Entre os primeiros, as fibras podem crescer de forma perpendicular ou oblíqua às paredes das veias (Figura 2). Muitos veios contêm materiais que podem ser correlaciona- dos a períodos no tempo, como é o caso das inclusões fluidas. Dessa forma, há possibilidade de determinar as condições de pressão e temperatura que ocorreram durante a deformação. Figura 2. Veios preenchidos por minerais fibrosos. (a) Fibras perpendiculares às paredes do grão; (b) fibras oblíquas nas paredes do grão; (c) fibras sigmoidais. Fonte: Adaptada de Rubilar (1999). Juntas4 Os veios fibrosos são importantes na análise estrutural, pois permitem estabelecer o histórico da deformação. Os veios usados nesse tipo de análise estrutural são sintaxiais, antitaxiais, compostos e preenchidos com cristais estirados. Veios sintaxiais são formados quando o material de preenchimento tem a mesma composição que a rocha encaixante. Por exemplo, fibras de calcita formadas a partir de uma rocha calcária. Neste caso, os cristais formados crescem em continuidade óptica com os cristais de calcita da rocha encaixante. As fibras parecem limpas, à medida que o material mais recente é adicionado ao centro e que o grão se abre; são perpendiculares às bordas do grão e oblíquas no centro. A direção dos primeiros crescimentos é registrada pelas fibras nas margens do grão, enquanto os últimos crescimentos são registrados no centro do grão. Veios antitaxiais são preenchidos com fibras de um material de compo- sição diferente da rocha encaixante, por exemplo, fibras de calcita em um quartzito. As fibras aparecem, neste caso, crescendo de uma linha de sutura central em direção às bordas do grão. A linha de sutura central é marcada por inclusões na rocha, que, em geral, seguem o formato das paredes. As fibras parecem “sujas” pela adição de material da rocha encaixante. Eles são oblíquos às bordas do grão e perpendiculares à sua superfície de sutura no centro do grão. A direção dos primeiros crescimentos é registrada pelas fibras na superfície central, enquanto os aumentos finais são registrados pelas fibras nas bordas da veia. Veios compostos consistem em duas ou mais espécies minerais dispostas em áreas paralelas às paredes dos veios. Um dos minerais está relacionado à rocha e cresce em continuidade óptica com a borda do veio. Os cristais estirados são fibras que crescem em continuidade óptica com cristais nas bordas dos veios. O arranjo dos veios em échelon (Figura 3a), formado durante a deformação simples de cisalhamento de uma das faixas de rocha, aqui materializada por uma camada de arenito, fornece informações sobre a deformação progressiva que se acumula nela. A ponta do grão sempre cresce de forma perpendicular à direção da extensão infinitesimal máxima, a 45º da borda da zona de cisa- lhamento, mesmo quando o restante do grão tiver girado como resultado do movimento (Figura 3b). 5Juntas Figura 3. Estrias em échelon (escada). (a) Formação inci- piente como estrias retas; (b) veios girados sob um simples cisalhamento paralelo à estratificação de S0. Fonte: Adaptada de Rubilar (1999). 2 Caracterização das juntas As juntas podem ser classifi cadas do ponto de vista geométrico, e, portanto descritivo, ou do ponto de vista genético, em que há uma preocupação com a sua origem. Embora esta classifi cação seja desejável, em muitos casos, é de difícil aplicação no campo. Assim, é mais fácil e prático aplicar a termi- nologia geométrica por não conter interpretações genéticas, muitas vezes sem precisão. Sabemos que as juntas possuem papel relevante nos estudos de geologia estrutural regional e sua análise estatística e assumem grande importância prática no campo da geologia aplicada à construção de estradas, túneis e barragens, por exemplo (PARK, 1997). A Figura 4 apresenta alguns exemplos de juntas cujas características veremos em seguida. Juntas6 Figura 4. (a) Exemplo de juntas planares; (b) juntas preenchidas por mineralizações; (c) distintas famílias de juntas se interceptando; (d) exemplo do intemperismo físico na for- mação de juntas. Fonte: Adaptada de (a) LBM1948 (2013), (b) LBM1948 (2014), (c) Harington (2006), (d) Sandeen (2010). Classificação geométrica A classifi cação geométrica baseia-se na atitude das juntas em relação ao acamamento ou a outras estruturas que são interceptadas por elas. As juntas classifi cam-se, geometricamente, nos seguintes grupos: 7Juntas Sistemáticas: formam conjuntos definidos. Cada conjunto ou ordem de juntas se dispõe em planta, como juntas paralelas a subparalelas, podendo não apresentar tal paralelismo em uma seção vertical. As superfícies das juntas sistemáticas podem ser planares, curviplanares ou suaves. De maneira geral, são ortogonais às superfícies superior e inferior das unidades litológicas em que ocorrem, interceptando outras juntas. Assistemáticas: em geral, são curvilíneas em planta. Terminam contra os planos de acamamento e não interceptam outras juntas. Dois ou mais conjuntos de juntas ou qualquer outro grupo de junta, dispostos segundo um arranjo característico, constituem um sistema de juntas. Classificação por acamamento As juntas também podem ser classifi cadas em relação ao acamamento (PASSCHIER;TROUW, 1996), são elas: Juntas direcionais: são aquelas que exibem direção paralela ou subpara- lela à direção de acamamento das rochas sedimentares, da xistosidade ou foliação de rochas metamórficas. Juntas de mergulho: são aquelas cuja direção é perpendicular à direção de acamamento de xistosidade ou foliação. As juntas de mergulho são, portanto, paralelas à direção de mergulho de acamamento, xistosidade ou foliação. Juntas de acamamento: são as que possuem a atitude paralela à atitude do acamamento das rochas sedimentares. Sua direção e seu mergulho são iguais à direção e ao mergulho do acamamento das rochas encaixantes. A direção corresponde à medida angular de um plano em relação ao Norte. Já o mergulho é a medida angular em relação a um plano horizontal na superfície no sentido descendente. Essas medidas são muito importantes para definir estruturas no espaço. Da maneira que essas estruturas possam estar dispostas, pode haver, por exemplo, um escorregamento. Juntas8 Classificação por estrutura regional As juntas podem ser classifi cadas em relação à estrutura regional (PASSCHIER; TROUW, 1996): Juntas longitudinais: são aquelas que possuem direção paralela à orienta- ção de eixos de dobras regionais e possuem, em geral, o mergulho elevado. Juntas transversais: possuem direção perpendicular acentuada aos eixos de dobramentos regionais que mostram, em geral, mergulhos também elevados. Em muitos locais tem sido constatado que essas juntas terminam frente a juntas sistemáticas. Juntas diagonais: de maneira geral, interceptam os eixos das dobras formando com estes um ângulo agudo, em que os mergulhos são fortes. As juntas diagonais dispõem-se de maneira mais ou menos simétrica às juntas longitudinais e transversais de uma região, formando conjuntos emparelhados. Com as juntas transversais, formam um ângulo agudo, e com as longitudinais, um ângulo obtuso. Classificação genética Uma vez que as juntas forem relacionadas, seja de forma geométrica ou des- critiva ou por estruturas regionais, o geólogo é tentado a pesquisar a origem e os esforços aplicados na geração dessas estruturas. No entanto, em muitos casos, é difícil ou mesmo impossível descobrir sua gênese. A tentativa se baseia na relação das juntas, fraturas e falhas aos eixos principais do elipsoide de deformação e de tensão, que descrevem de maneira sensível o estado de deformação e tensão, respectivamente, que atuam em um corpo. Toda- via, é raro reconhecer a posição dos eixos principais do elipsoide de tensão. Observando-se a natureza de fraturas e das juntas no campo, bem como sua atitude e os ângulos que os vários conjuntos e sistemas que se cortam fazem entre si, é possível inferir-se a posição do elipsoide de tensão (LEYSHON; LISLE, 1996). Isso é viável se forem comparadas as evidências de campo com os resultados de inúmeras experiências de laboratório sobre a deformação de rochas submetidas a condições de tensão distintas. Assim, podemos ter os seguintes tipos segundo a classifi cação genética das juntas: 9Juntas Juntas de tração: fraturas que se formam em ângulo reto, segundo a direção dos esforços trativos que tendem a separar as rochas. As juntas de tração oriundas do decréscimo de volume são as mais simples e co- nhecidas. Dentre elas, podemos mencionar as juntas de resfriamento, que se formam em derrames de lavas e em chaminés vulcânicas, além das juntas de dissecação ou ressecamento, que se instalam em sedimentos que secam de forma progressiva. Juntas de cisalhamento: originadas por esforços que tendem a promover o deslizamento de uma parte da massa rochosa em relação a outra parte adjacente. Quando a diminuição de volume (encolhimento) ocorre por qualquer um dos motivos mencionados para as juntas de tração, acontece um alívio de tensão por tração que se desenvolve em volta dos pontos de resfriamento, no caso de rochas ígneas, ou de seca- mento, nos sedimentos argilosos. Se as rochas que experimentam o fenômeno possuem uma homogeneidade relativamente perfeita e se o resfriamento ou o secamento se processam de maneira uniforme, os pontos de resfriamento ou secamento distribuem-se, de modo mais ou menos uniforme. As distâncias entre esses pontos são, portanto, iguais, e as tensões trativas que se instalam são também idênticas. Em casos ideais, formam-se juntas hexagonais perfeitas. Em planta, têm-se contornos hexagonais, que constituem a base ou o topo de colunas hexagonais, quando consideradas no aspecto tridimensional. Esse tipo de junta é conhecida como junta colunar e é observada em derrames basálticos como os do Brasil e outras rochas vulcânicas, como apresentado na Figura 5. Figura 5. Exemplo de basaltos colunares em juntas hexagonais que compõem o Caminho do Gigante (Giant’s Causeway), na Islândia. Fonte: Chmee2 (2010, documento on-line). Juntas10 Em litologias submetidas ao escoamento, em relação a outras rochas, algumas podem ser menos suscetíveis ao escoamento. Em consequência, o fluxo lateral em uma rocha, paralelo à direção mínima de tensão, pode acarretar em rochas mais quebradiças, envolvidas, com tensões trativas que originam juntas de tração normais à direção do fluxo. A consequência é o efeito conhecido por boudinage, observado especialmente em migmatitos. Nesses casos, é possível identificar a presença das seguintes juntas (PRICE; COSGROVE, 1990): Juntas plumosas: são juntas geradas por tração e observadas também em corpos de prova submetidos à tração em laboratório. Em exemplos geológicos, constatam-se que as pequenas juntas plumosas, associadas a juntas maiores retilíneas, exibem ramificações que se entrelaçam nas paredes opostas das juntas retilíneas. Juntas de extensão: são as juntas perpendiculares aos eixos de dobra- mento. Originam-se em razão do estiramento que ocorre nas rochas de forma paralela aos eixos das dobras. Na descrição, são iguais às juntas transversais. A gênese é similar às fraturas que se desenvolvem paralelamente aos lados de corpos de prova submetidos à compressão. Juntas de alívio ou de relaxamento: são aquelas que se formam de forma paralela aos planos axiais das dobras. São geradas de modo semelhante às fraturas que se instalam perpendicularmente ao eixo de compressão, em corpos de prova, quando se remove a carga compressiva. Juntas de cisalhamento: mostram-se fechadas quando não atacadas pela meteorização. Muitas vezes, são relacionadas às falhas regionais, quando, então, podem exibir grande extensão ao longo de sua direção. Quando dois conjuntos de juntas se interceptam com um ângulo elevado formando um sistema conjugado, simetricamente dispostos em relação aos eixos principais de deformação, elas são consideradas juntas de cisalhamento. Por fim, temos o desplacamento (ver Figuras 4a e c), que é quando as juntas ocorrem no sentido horizontal. São juntas e fraturas subparalelas à superfície topográfica observadas em corpos ígneos, principalmente graníticos e não estão relacionados ao processo de escoamento ou a outra feição estrutural primária. As juntas de desplacamento são mais notáveis nas zonas superficiais do corpo granítico, paralelas à topografia, e tendem a se horizontalizar em profundidade. Ocorrem bem fechadas, com espaçamento de poucos centímetros, próximas da superfície, tornando-se mais espaçadas com a profundidade e indistinguíveis a profundidades de dezenas de metros. Observa-se que, uma ou outra junta, pode ser seguida de forma lateral passando-se a outra, ou simplesmente ter- 11Juntas minando de maneira brusca contra juntas verticais profundas não relacionadas à topografia. Esse fato evidencia que o desplacamento se formou em seguida às juntas verticais ou subverticais (GHOSH, 1993). 3 Estado de fragmentação dos maciços rochosos por meio da análise de juntas As diáclases são de grande importância prática, pois determinam as propriedades geomecânicas e a porosidade da origem tectônica de uma massa rochosa de umamaneira ampla. Elas têm signifi cado imediato na mineração e no trabalho a céu aberto, nas pedreiras, nos projetos de obras de engenharia, na circulação de água subterrânea, nos reservatórios de hidrocarbonetos e na circulação de fl uidos hidrotérmicos e nos depósitos minerais (DAVIS, 1984). As diáclases são as estruturas tectônicas mais comuns na superfície da Terra, apresentam-se em uma ampla variedade de rochas e em ambientes tectônicos (MATTAUER, 1973). Elas afetam profundamente a fisiografia da superfície do planeta, por exemplo, por meio do controle sobre o layout das costas e sobre o design das redes de drenagem. Apesar de estarem presentes em todos os tipos de rochas, existem várias razões pelas quais sua análise é difícil. Sua idade, em geral, não é conhecida, pois elas são facilmente reativadas como falhas, não representam uma magnitude de tensão quantificável ou importante; no entanto, existem vários mecanis- mos possíveis que explicam sua origem. Vamos entender como podem ser classificadas as diáclases? Classificação das diáclases Existem principalmente dois tipos de diáclases: sistemáticas: ocorrem em sistemas paralelos bem definidos e têm su- perfícies planas, além de se cruzarem em ângulo reto com o plano de estratificação; não sistemáticas: têm superfícies irregulares e não cortam as diáclases sistemáticas, além de, em geral, serem terminadas contra planos de estratificação. Juntas12 As diáclases sistemáticas paralelas são agrupadas em um sistema de diáclases (em inglês, set). Dois ou mais sistemas de diáclases constituem uma rede de diáclases (em inglês system), conforme pode se observar na Figura 6. Figura 6. Rede de diáclases formada por dois sistemas de di- áclases (1) e (2). O sistema 1 possui uma frequência mais alta do que o sistema 2. Fonte: Adaptada de Rubilar (1999). Classifi cação de acordo com a extensão — As diáclases também podem ser classifi cadas de acordo com sua extensão. Por exemplo, grandes diáclases são defi nidas como aquelas que atravessam várias unidades litológicas e podem ser mapeadas por várias dezenas ou centenas de metros. As principais diácla- ses são aquelas que têm uma ordem de magnitude menor do que as grandes diáclases, mas ainda têm uma aparência muito defi nida. As diáclases menores são, como o nome indica, de menor importância. Classifi cação de acordo com a frequência do diaclasamento — Com relação à importância relativa ou à frequência da diaclasamento, distinguem-se as diáclases principal e secundária: diáclase principal — sistema de diáclases que apresenta maior frequ- ência e extensão; diáclase secundária — sistema menos importante em termos de fre- quência e extensão. 13Juntas Classifi cação de acordo com a intensidade — Podemos ainda defi nir a intensidade do diaclasamento (RUBILAR, 1999). Entende-se a intensidade da diáclase de uma rede de diáclases como a área total da superfície coberta por um número n de diáclases sistemáticas na unidade de volume. Utilizemos como exemplo um cilindro de comprimento L, que atravessa um sistema de diáclases j com n diáclases, cada um com a área A (Figura 7). A intensidade do diaclasamento I do sistema j é dada pela seguinte fórmula: onde: nA = superfície total L × A = volume total, que é igual à frequência F do diaclasamento do sistema Assim, chega-se ao seguinte cálculo: onde Fj é o número de diáclases por centímetro. Figura 7. Cilindro de comprimento L cruzando perpendicular- mente um sistema de diáclases. A interseção do cilindro com cada lâmina determina uma área A. Fonte: Adaptada de Rubilar (1999). Juntas14 Isso significa que, na prática, a intensidade do diaclasamento é medida pela frequência das diáclases, em que a frequência é o número de diáclases cruzadas por uma linha perpendicular a cada sistema de diáclases. É medida em número de juntas por centímetro (n/cm) ou em número de diáclases por metro linear (n/m). Para determinar a intensidade total de diaclasamento de uma rede de diáclases, basta adicionar a frequência individual de cada um dos sistemas que compõem a rede. Considerando uma rede de diáclases com sistemas de m diáclases, a intensidade total será a seguinte: Classifi cação da idade dos sistemas de diáclases — É possível também identifi car a idade relativa de diferentes sistemas de diáclases (WILSON, 1982). Três critérios são utilizados para determinar a idade relativa entre dois sistemas de diáclases (Figura 8), os quais: terminação em forma de garfo de um sistema de juntas mais recente em relação a um sistema mais antigo (Figura 8a); preenchimento de um dos sistemas por minerais de origem hidrotermal, como quartzo, clorito, calcita, etc., e o outro não (Figura 8b); neste caso, o sistema mais novo corresponde ao que não possui mineralização; desvio de curso de uma diáclase mais nova quando esta atingir uma mais antiga, adotando uma posição perpendicular a ela (Figura 8c). Isso ocorre porque, nas imediações de uma diáclase, o campo de tensão é modificado de tal maneira que a orientação da tensão é paralela à antiga diáclase. 15Juntas Figura 8. Idade relativa de diferentes sistemas de diáclases. (a) Rescisão do sistema J3 contra o sistema J2. (b) Dois sistemas de diáclases, um anterior mineralizado (1) e outro não mineralizado (2). (c) Dois sistemas que interceptam, (1) é anterior a (2). Fonte: Adaptada de Rubilar (1999). Juntas em maciço rochoso A quantidade de juntas em um maciço rochoso pode inclusive defi nir regiões propensas a aquíferos. A água nessas rochas preenche as juntas, como, por exemplo, nos aquíferos fraturados, que são granitos, gnaisses, xistos, ardósias, gabros, diabásios, etc. Os vazios são compostos por estruturas tectônicas, tais como juntas, diáclases, falhas, fi ssuras e foliação. Esse tipo de aquífero é verifi cado em rochas ígneas e metamórfi cas. A capacidade de armazenamento de água dessas rochas depende da sua porosidade e de sua permeabilidade que, por sua vez, dependem das características das descontinuidades, tais como sua quantidade, abertura e intercomunicação. Juntas16 A presença das juntas no maciço rochoso é de extrema valia na análise da qualidade das rochas. Uma das maneiras de classificação geomecânica de um maciço é por meio da classificação rock mass classification (RMR). Essa classe pontua o maciço por meio do somatório de notas que pode variar de 0 a 100 pontos. Vários parâmetros importantes devem ser considerados para descrever o maciço rochoso com precisão e garantir a sua estabilidade. Os vários parâmetros importantes usados para descrição e classificação do maciço rochoso são os seguintes: (1) Resistência do material rochoso intacto (resistência à compressão, resistência à compressão puntiforme e módulo de elasticidade). (2) Designação da qualidade da rocha (RQD) que tem relação direta com o grau de faturamento por m3 do maciço, ou, em amostras de rochas, trechos maiores do que 10cm de comprimento. (3) Condições das juntas de rocha como orientação, abertura, superfície ou rugo- sidade, preenchimento e alteração das paredes. (4) Espaçamento das juntas. (5) Presença de água e condições das juntas sob essa influência. O item 1 é obtido diretamente por meio de ensaios de laboratório. Os itens 2 a 5 são obtidos por meio de observação direta das juntas das rochas. Nesse ponto, a Figura 9 mostra o exemplo de um bloco diagrama em que é possível observar as principais características das juntas. Persistência Família 2 Preenchimento Espaçamento Família 1 RugosidadeRugosidade Afastamento Presença de �uido Abertura Direção e caimento N Figura 9. Maciços rochosos e descontinuidades. Fonte: Adaptada de Bieniawski (1989) 17Juntas O papel das juntas no meio natural pode induzir, condicionar ou propiciar a ocorrência de determinado fenômeno. Um grande número de juntas presentes no maciço pode facilitar a sua fragmentação; entretanto, imaginemos que realizaremo uma escavaçãosubterrânea e iremos atravessar uma região muito fraturada. Para isso, será preciso conhecer o estado do maciço para verificar se haverá um problema de instabilização. A presença das juntas permite que fluidos percolem e possibilitem a precipitação de minerais em determinadas regiões. Nesse sentido, pode-se verificar a concentração de um minério em uma região fraturada do maciço. As juntas também são responsáveis por condicionar o relevo, são agentes facilitadores do intemperismo. Isso significa que contribuem para o ciclo das rochas, transformando-as em materiais geológicos mais evoluídos, como os solos. Esses são apenas alguns exemplos de uma grande infinidade de particularidades que podem ser encontradas ao lidar com um meio natural. BIENIAWSKI, Z. T. Engineering rock mass classifications: a complete manual for engineers and geologists in mining, civil, and petroleum engineering. New York: Wiley, 1989. CHMEE2. Giant's Causeway. 2010. Disponível em: https://commons.wikimedia.org/wiki/ File:Giant%27s_Causeway_(14).JPG. Acesso em: 30 mar. 2020. DAVIS, G. H. Structural geology of rocks and regions. New York: Wiley, 1984. GHOSH, S. K. Structural geology: fundamentals and modern developments. Oxford: Pergamon, 1993. HARINGTON, G. D. 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No entanto, a rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links. PARK, R. G. Foundations of structural geology. 3rd ed. Glasgow: Chapman & Hall, 1997. PASSCHIER, C. W.; TROUW, R. A. J. Microtectonics. New York: Springer, 1996. PRICE, N. J.; COSGROVE, J, W. Analysis of geological structures. Cambridge: Cambridge University, 1990. RUBILAR, N. H. Geología estructural. Santiago (Chile): Ril Editores, 1999. SANDEEN, J. Mechanical weathering. 2010. Disponível em: https://commons.wikimedia. org/wiki/File:Mechanical_weathering.png. Acesso em: 30 mar. 2020.TWISS, R. J.; MO- ORES, E. M. Structural geology. New York: Freeman, 1992. WILSON, G. Introduction to small-scale geological structures. Boston: Allen & Unwin, 1982. 19Juntas Dica do professor O projeto de qualquer estrutura a ser implantada, seja localizada na superfície ou no espaço subterrâneo, deve incluir um minucioso estudo das estruturas geológicas do local da construção. A descrição da qualidade de um maciço, especialmente de um maciço rochoso, inclui a análise das características das descontinuidades presentes nesses locais. Nesta Dica do Professor, serão elencadas as principais características das juntas, aqui tratadas como descontinuidades, e de suma importância na caracterização dos maciços rochosos. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/a5fea72b8bab047dd1f71ea9be6dc96a Exercícios 1) As fraturas são descontinuidades formadas em resposta a esforços internos ou externos atuantes no corpo fraturado. Indicam perda da coesão (esforços superam a coesão da rocha). Dentre os conceitos que definem as fraturas, é possível mencionar que: A) caracterizam o campo da deformação dúctil, ou seja, porções rasas da crosta terrestre (em torno de 10 a 15km). B) são de origem exclusivamente tectônica, ou seja, oriunda dos fenômenos geológicos que atuam nos maciços rochosos. C) são divididas em falhas e juntas, distintas entre si pela presença e pela ausência de movimento, respectivamente. D) o fraturamento ocorre ao longo de planos pré-definidos e gera três tipos principais: fraturas de tração, de cisalhamento e estilolíticas. E) os veios são fraturas preenchidas exclusivamente por minerais de grande interesse econômico e comercial. 2) Segundo Goodman (1989), existem três caminhos pelos quais as rochas sofrem deformações. O primeiro está relacionado ao fluxo, quando as deformações são mais ou menos distribuídas no cisalhamento dúctil. O segundo refere-se aos dobramentos, flexionando as camadas, havendo encurtamento acentuado e deformação interna moderada. Por último, ocorrem as descontinuidades entre blocos adjacentes, ao longo de discretas superfícies ou zonas com pouca ou intensa deformação e/ou deslocamento entre os blocos. Tais descontinuidades são chamadas de fraturas. A partir do contexto, pode-se afirmar que: A) a junta é uma fratura extensional natural. B) a família é um conjunto de juntas ortogonais. C) o dique é uma fratura regional preenchida. D) diáclases são duas famílias de juntas paralelas. Carlos Henrique Realce Carlos Henrique Realce E) falhas são juntas onde não houve movimento. 3) Sabe-se que as juntas, ou melhor dizendo, as suas características, conforme ocorrem no maciço rochoso, podem influenciar o comportamento mecânico dele. Considerando as características das juntas, como, por exemplo, a abertura, o espaçamento e a continuidade (persistência), pode-se dizer que, se um maciço sofre esforço além do que é capaz de suportar (ação antrópica) ou intemperismo (processo natural), essas características irão "reagir" da seguinte forma: A) A abertura irá diminuir, o espaçamento irá aumentar e a continuidade irá diminuir. B) A abertura irá aumentar, o espaçamento irá diminuir e a continuidade irá diminuir. C) A abertura irá aumentar, o espaçamento irá aumentar e a continuidade irá aumentar. D) A abertura irá aumentar, o espaçamento irá diminuir e a continuidade irá aumentar. E) A abertura irá diminuir, o espaçamento irá diminuir e a continuidade irá aumentar. 4) Em maciços rochosos, dependendo do esforço que eles sofrem, muitos tipos de juntas podem ser desenvolvidos. Quando, em uma situação, é possível vislumbrar o esforço exercido entre duas faces de uma descontinuidade, pode-se dizer que as juntas são: A) de alívio. B) de cisalhamento. C) diagonais. D) transversais. E) de tração. 5) As juntas podem não apenas representar preocupação quanto à resistência de um maciço rochoso, mas também podem favorecer, por exemplo, a formação de aquíferos, os quais podem ser definidos como sendo do tipo fissural. Dentre as rochas que formam esses aquíferos, podemos citar os: A) folhelhos. B) calcários. Carlos Henrique Realce Carlos Henrique Realce C) dolomitos. D) arenitos. E) granitos. Carlos Henrique Realce Na prática O conceito da estabilidade de um maciço é indeterminado, já que taludes desenvolvidos sobre, ou em, rochas, ou mesmo de solos, não fornecem garantia de estabilidade por muitos anos. A qualidade da massa rochosa tem impactos significativos na estabilidade de obras de Engenharia. Sabe-se que o maciço rochoso consiste em material rochoso contínuo, bem como descontinuidades/fraturas (por exemplo, falhas, juntas). Tais descontinuidades são regiões de fraqueza e, consequentemente, podem levar a problemas cruciais de instabilidade. Este Na Prática traz o papel das descontinuidades na estabilidade dos maciços rochosos, bem como os elementos que devem ser considerarados paraa execução de qualquer tipo de análise de estabilidade. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! Saiba + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Caracterização geológico-geotécnica de uma jazida de rocha localizada em Santa Maria/RS Este artigo apresenta o papel das juntas na estabilidade em cavas rochosas. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Modelagem da interação água/rocha nos aquíferos fraturados da região de Itabuna/BA Neste artigo, é apresentada a importante relação entre as juntas e a disponibilidade de aquíferos. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Classificação RMR (Minicurso Geomecânica Subterrânea) Neste vídeo, você verá o uso da classificação RMR para maciços rochosos. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. http://200.132.146.161/index.php/siepe/article/view/39873 http://ppegeo.igc.usp.br/index.php/anigeo/article/view/13173/12765������� https://www.youtube.com/embed/itCQwK2H1Jc