Mecânica das Rochas e Escavações

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ROCHAS À CÉU ABERTO E GEOLOGIA DE 
BARRAGENS E TÚNEIS
ESCAVAÇÕES
MECÂNICA DAS ROCHAS
 A mecânica das rochas tem como finalidade 
estudar as propriedades e o comportamento 
dos maciços rochosos submetidos a tensões 
ou variações das suas condições iniciais.
AS ROCHAS
 Rochas são materiais sólidos
consolidados, formados naturalmente
por agregados de matéria mineral ou
minérios, que se apresentam em
grandes massas ou fragmentos.
As principais propriedades
que distinguem uma rocha de
um solo são a coesão interna
e a resistência a tração.
Basalto
Granito
MACIÇO ROCHOSO
Unidade geológica considerada como um conjunto de blocos de 
rocha e as descontinuidades que os limitam.
Maciço Rochoso é do ponto de vista do seu
aproveitamento em engenharia um conjunto de
blocos de rocha justapostos e articulados.
O PROCESSO DE CORTE EM ROCHA 
DEVE SER INICIADO COM: 
- Limpeza do corte, com remoção de toda a 
camada de solo existente sobre a rocha.
O PROCESSO DE CORTE EM ROCHA 
DEVE SER INICIADO COM: 
- Remoção da camada de rocha decomposta 
existente sobre a rocha sã: usando um 
escarificador. 
O PROCESSO DE CORTE EM ROCHA 
DEVE SER INICIADO COM: 
 Quando a rocha compacta (ou rocha sã) é 
atingida: usar explosivos para reduzir as suas 
dimensões, tornando possível remove-la.
ESCAVAÇÃO
Podemos definir escavação como sendo o processo empregado
para romper a compacidade do solo, normalmente em seu estado
natural, através de ferramentas cortantes, desagregando-o e
tornando possível o seu manuseio.
TIPOS DE ESCAVAÇÕES
Escavação a céu aberto
Escavação subterrânea
ESCAVAÇÕES
Escavações que envolvem grandes volumes
Envolvem grandes
volumes de material,
tanto estéril como
minério e se processam
por períodos de tempo
muito longos.
ESCAVAÇÕES
Escavações que envolvem pequenos volumes
Com finalidade de 
abertura de espaços 
pode envolver volumes 
bem menores de 
material, sendo 
executada em tempos 
inferiores.
TIPOS DE ESCAVAÇÃO
Cidade Russa de Mirney- Mina de Diamante
As operações de escavação 
a céu aberto são um 
conjunto de tarefas,
tais como a abertura de 
valas e sapatas 
As minas a céu aberto são 
geralmente expandidas até 
que o recurso mineral seja 
esgotado.
ESCAVAÇÃO A CÉU ABERTO
TIPOS DE ESCAVAÇÃO
ESCAVAÇÃO SUBTERRÂNEA
As escavações subterrânea é 
um conjunto de tarefas
para confecção de tuneis e 
minas subterrâneas e etc.
TIPOS DE ESCAVAÇÃO
 Escavação Comum
Indicada para o chamado 
material de primeira 
categoria, como solo, 
material decomposto, 
aluviões, material 
heterogêneo com blocos 
isolados de até 1 m3, que 
podem ser removidos 
diretamente por 
equipamentos de porte 
variável previamente 
definidos em contrato 
quando necessário.
TIPOS DE ESCAVAÇÃO
 Escavação de rocha por Desagregação ou 
Mista
Utilizada em material 
intermediário ou de segunda 
categoria, tais como rochas mais 
ou menos rígidas, estratificadas, 
de diferentes graus de alteração, 
que devem ser desmontadas e 
desagregadas por equipamentos 
de diversos portes (tratores com 
escarificadores, rompedores, 
etc.)
TIPOS DE ESCAVAÇÃO
Para material de 
terceira categoria, 
qual seja rocha sã ou 
pouco alterada que 
não consegue ser 
escavada por 
métodos “a frio”
 Escavação por Explosivos
EFEITOS DA ESCAVAÇÃO
As escavações provocam 
descompressões no maciço rochoso 
envolvente, ocasionando assim um 
estado de tensões induzidas diferente 
das tensões preexistentes. 
 As escavações provocam 
descompressões no maciço rochoso
envolvente, ocasionando assim um 
estado de tensões induzidas 
diferente das tensões preexistentes. 
EFEITOS DA ESCAVAÇÃO
Os deslocamentos 
sofridos eventualmente 
causam o rompimento 
do maciço rochoso. Em 
escavações a céu 
aberto, isso pode sig-
nificar o 
escorregamento de 
taludes, seja de uma 
pequena porção de um 
banco até a 
movimentação de 
grandes massas.
EFEITOS DA ESCAVAÇÃO
EFEITOS DA ESCAVAÇÃO
Essas modificações no estado de tensão ao 
redor das escavações podem provocar 
deformações elásticas ou plásticas e 
deslocamentos que se refletem principalmente 
em suas descontinuidades. 
EFEITOS DA ESCAVAÇÃO
Os deslocamentos 
sofridos 
eventualmente 
causam o rompimento 
do maciço rochoso. 
ESCAVABILIDADE
 As características da rocha, como resistência a tração e 
compressão e tenacidade, são importantes nos estudos de 
Escavabilidade. 
 É a maior ou menor facilidade do maciço em ser escavado. 
ESCAVABILIDADE
CARACTERISTICAS INFLUÊNTES NA ESCAVABILIDADE
TENACIDADE
Tenacidade é a energia mecânica, ou seja, o impacto 
necessário para levar um material à ruptura. 
ESCAVABILIDADE
CARACTERISTICAS INFLUÊNTES NA ESCAVABILIDADE
DENSIDADE
Densidades 
elevadas 
requerem 
maior energia 
para serem 
escavados
ESCAVABILIDADE
DUREZA DA ROCHA ESCALA MOHS
(POR MINERAIS)
RESISTÊNCIA A 
COMPRESSÃO (Mpa)
Muito Dura 7 >200
Dura 6 –7 120 –200
Medianamente Dura 4,5 –6 60 –120
Razoavelmente Macia 3 -4,5 30 –60
Macia 2 –3 10 –30
Extremamente Macia 1 –2 <10
ESCAVABILIDADE
EMPOLAMENTO 
É o aumento de volume que sofrem solos e materiais rochosos ao passarem do 
estado intacto ao estado fragmentado ou desagregado. 
ESTRUTURAS GEOLÓGICAS
Algumas características estruturais do maciço rochoso são de grande 
importância, principalmente para o desmonte de rocha por explosivos. 
ESTRUTURAS GEOLÓGICAS 
MINERAÇÃO A CÉU ABERTO
ALTURA DE TALUDES: Vai depender do grau de fraturamento da rocha
ROCHA MAIS FRATURADA A ALTURA DO 
TALUDE É MENOR
ROCHA MENOS FRATURADA A 
ALTURA DO TALUDE É MAIOR
A geologia muitas vezes é determinada:
ESTRUTURAS GEOLÓGICAS
MINERAÇÃO A CÉU ABERTO
DESMONTES: Vai depender da qualidade da rocha para a utilização de maior ou menor 
quantidade de massa explosiva
MAIOR QUANTIDADE DE MASSA 
EXPLOSIVA
MENOR QUANTIDADE DE MASSA 
EXPLOSIVA
ESTRUTURAS GEOLÓGICAS
MINERAÇÃO A CÉU ABERTO
MALHAS EXPLOSIVAS AUMENTA A MALHA SE A ROCHA 
FOR MAIS FRATURADA
DIMINUE A MALHA SE A ROCHA FOR 
MENOS FRATURADA
ESTRUTURAS GEOLÓGICAS
MINERAÇÃO SUBTERRÂNEA 
GEOMETRIA DA ESCAVAÇÃO: Vai depender do 
tamanho e a forma da rocha para ocorrer a 
escavação
ESTRUTURAS GEOLÓGICAS
MINERAÇÃO SUBTERRÂNEA
ESCAVAÇÃO: É o processo empregado para romper a compacidade do 
solo ou rocha para obtenção de bens minerais e abertura para fins 
diversos