Apostila mecanica das rochas

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CAPITULO 1 - INTRODUÇÃO A MECÂNICA DAS ROCHAS 
 
Introdução: 
 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. 
 A coesão interna é a força que liga as partículas umas as outras (ligação entre os átomos). Este valor 
difere da coesão aparente, que é resultante do atrito entre as partículas quando submetidas às forças de 
cisalhamento. Exemplo de coesão nula é a areia, mas pode apresentar coesão aparente de 4,34 kg/cm². 
 A resistência a tração pode ser nula num solo. Mas entre o solo e a rocha pode existir uma tração uniaxial 
de 1MPa. 
 A rocha, como o solo, é um material bastante distinto de outros materiais da engenharia, por isso os 
projetos em rochas são bastante especiais. A mecânica das rochas se desenvolveu mais lentamente que a 
mecânica dos solos, pelo simples fato de a rocha ser considerada mais competente que o solo e gerar menor 
número de problemas com fundações ou estruturas. 
 A mecânica, de uma forma geral, estuda a resposta de um material a uma solicitação qualquer. 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. 
 
 
Histórico: 
 Desde a pré-história, as rochas e os maciços rochosos vêm sendo utilizados pelo homem para a 
fabricação de ferramentas, casas, fortificações e até mesmo túneis. 
Os templos e as pirâmides do Egito, como por exemplo, a Pirâmide de Queôps, construída com mais de 
dois milhões de blocos de calcário há 4700 anos. 
As principais barragens do Egito e do Iraque, que datam de 2900 A.C., são testemunhos das refinadas 
técnicas de seleção, corte e trabalho empregadas pelos homens na antiguidade. 
Apesar das centenas de anos de experiência, foi somente nestas últimas décadas que a mecânica de 
rochas passou a ser reconhecida como uma disciplina regular dos programas de engenharia, a partir de 1960. 
O anel interno deste diagrama representa o estudo de casos individuais, tais como a implantação no maciço 
rochoso de fundações, poços, furos de sondagem, cavernas e taludes. 
 
Campo de Aplicação: 
 As rochas são utilizadas pelo homem para fabricação de armas, ferramentas e utensílios. Este material é 
muito usado para construção de casas, túneis, fortificações, esculturas entre outros. 
 
As áreas de atuação são classificadas como: 
 
i) Atividades de superfície (<100m): fundações, barragens, estradas e minas à céu aberto. 
ii) Atividades em profundidade (>100m): minas subterrâneas, túneis, cavernas hidrelétricas, aproveitamento de 
energia geotérmica. 
iii) Atividades especiais: engenharia do petróleo, engenharia geotécnica, armazenamentos em cavernas(petróleo, 
água, resíduos radioativos, etc.). 
 
Os projetos de engenharia de rochas podem ser agrupados em sete categorias: 
 
(a) fundações: as rochas são um excelente material de fundação, mas podem ser fraturados e alterados. É 
necessário estabelecer a competência da rocha em relação a sua capacidade de suportar a carga para níveis 
toleráveis de deformação. 
(b) taludes: a mecânica das rochas pode identificar o risco de ruptura do talude rochoso, seja por tombamento, 
flexão, em cunha ou em plano; 
(c) túneis e poços: a estabilidade de túneis e poços depende da estrutura da rocha, estado de tensões, regime de 
fluxo subterrâneo e técnica de construção; 
(d) cavernas: o projeto de construção de grandes cavernas é influenciado pela presença e distribuição das 
fraturas do maciço rochoso; 
 (e) mineração: a mecânica das rochas influi sobre os métodos de mineração, com a finalidade de se obter uma 
 
1 
maior extração de minério, utilizando-se um mínimo de suporte artificial das galerias; 
(f) energia geotérmica: a produção de energia geotérmica é obtida pela percolação de água, injetada no furo, 
através das fraturas da rocha-reservatório naturalmente aquecida e a posterior recuperação por outro furo de 
sondagem. Este sistema depende da interação entre as fraturas do maciço, tensões in situ, condições de fluxo, 
temperatura e tempo; 
(g) armazenamento de rejeitos radioativos: o isolamento dos materiais radioativos em relação à biosfera requer 
o estudo das fraturas do maciço, capacidade de absorção das superfícies das fraturas, tensões in situ, condições 
de fluxo, temperatura e tempo. 
 
 
Figura 1: representação gráfica de projetos de mecânica da rochas 
 
 
CAPITULO 2 – DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES 
 
 Em função das características dos materiais, a análise do comportamento rochoso é geralmente 
complexa, exigindo o estudo das propriedades físicas e mecânicas das rochas. 
 
Rochas: são todos os materiais geológicos sólidos consolidados, constituídos por minerais, e que se apresentam 
em grande massa ou em fragmentos. Apresenta descontinuidade à escala ultramicroscópica da ordem de 10-8 
mm (em nível de átomos e redes cristalinas), microscópica da ordem de mm (por ex: microfissuras, 
microdobras, união entre os grãos, etc.) e macroscópica da ordem de mm-cm (amostra de mão), tais como: 
estratificação, xistosidade, dobras fraturas, etc. 
Rocha intacta: é a porção da massa rochosa, livre de descontinuidades, sobre a qual se verificam propriedades 
de resistência mecânica do material rochoso. 
 
2 
Rocha frágil: é aquela que apresenta ruptura frágil. Esta é definida a partir do ponto em que a capacidade de 
resistir às cargas diminui simultaneamente com aumentos de deformação. 
Rocha dúctil: um material é dito dúctil quando ele pode apresentar deformações permanentes sem perder sua 
capacidade de resistência. 
Coesão: refere-se à força que une as partículas das rochas. 
Rochas coerentes: gnaisses, granitos e basaltos (não decompostos). 
Rochas incoerentes: terra e areia. 
Dureza: é a resistência oferecida pela rocha à penetração de uma ferramenta mineira. 
Elasticidade: é a mudança de forma ou volume de uma rocha, quando submetida a forças externas, retornando, 
em seguida, às condições iniciais, quando retiradas as forças que causaram a deformação. 
Plasticidade: é a propriedade que tem a rocha de tomar qualquer forma, quando submetida a forças externas, e 
conservar esta forma, mesmo depois de removida a causa da deformação. 
densidade da rocha intacta: é a massa por unidade de volume da rocha, expressa em g/cm3, t/m3 etc. 
 
Obs.: - as rochas de baixa densidade se deformam e rompem com facilidade, requerendo um fator de energia 
relativamente baixo. 
 
 
 
 
As rochas densas precisam de uma maior quantidade de energia para obter uma fragmentação satisfatória. 
Resistência das rochas: as resistências estáticas à compressão e à tração como parâmetros indicativos da 
aptidão da rocha ao desmonte. 
Porosidade: é a razão entre o volume interno do espaço aberto (poros, interstícios ou vazios) e o volume total 
da rocha, isto é: 
Obs.: a porosidade provoca os seguintes efeitos nos desmonte de rochas: 
• Atenuação da onda de choque; 
• Redução da resistência dinâmica à compressão e, conseqüentemente, incremento da trituração e 
percentagem de finos. 
 
 
 
 
 
 
Módulo de Young: é a relação entre a tensão (ρ) e a deformação (ε) sofrida pela rocha, isto é: sendo a 
deformação uma relação entre dimensões ou entre ângulos, entende-se que é uma quantidade adimensional. 
O módulo de Young, também é conhecido como módulo de elasticidade; como nas rochas nem sempre se 
observa o comportamento elástico, tem sido uma tendência da designação o módulo de deformação para esta 
propriedade. 
Coeficiente de Poisson: é a relação entre a deformação lateral (ε t) e a deformação longitudinal (εl), sofrida 
pela rocha, isto é: 
 
Tensão: é uma grandeza física derivada de outra grandeza, a força. Não podemser medidas diretamente, mas 
estimadas pelos seus efeitos, a deformação. O termo tensão envolve dois conceitos: tensão em um plano e 
tensão em um ponto. O primeiro é matematicamente definido como o quociente entre força (grandeza vetorial) 
e área (grandeza escalar). 
 
V
MD =
)( VgVp
VpPorosidade
+
=
ε
σ
=E
L
L∆
=ε
ϑ
θ
ε
∆
=
L
T
ε
ε
ν =
ν
1
=m
EXEMPLOS: GNAISSE: 2,9 T/M3 
 GRANITO: 2,7 T/M3 
 QUARTZITO: 2,6 T/M3 
 
SENDO: VP= VOLUME DOS POROS; 
 VG= VOLUME DOS GRÃOS. 
 
CHAMA-SE N° DE POISSON (M) AO 
INVERSO DO COEFICIENTE DE POISSON: 
 
σ = F/A 
 
3 
A componente paralela ao plano de aplicação da força é denominada de tensão de cisalhamento, enquanto a 
normal ou perpendicular, tensão de distensão ou de compressão, dependendo do seu sentido. 
A tensão em um ponto é também denominada estado de tensão ou simplesmente tensão, é uma 
grandeza (tensorial) que permite a descrição do vetor tensão, em qualquer plano contendo o ponto considerado. 
A tensão natural que ocorre nas rochas é o resultado de uma complexa interação entre as ações de 
esforços gravitacionais (peso das camadas sobrejacentes), esforços tectônicos (atuação de placas litosféricas), 
variação de energia térmica e processos físico-químicos (recristalização de minerais, absorção de água e do 
lençol freático, etc). 
A tensão induzida decorre de perturbações das rochas causadas pelo homem, ou seja, é o estado de 
tensão decorrente da redistribuição de tensões preexistentes devido à perturbação dos maciços com a 
implantação de obras de engenharia. 
A tensão residual é por vezes utilizado para qualificar o estado de tensão remanescente no maciço 
rochoso ao término do mecanismo que lhe deu origem. O estado de tensão regional é empregado para 
caracterizar o estado de tensão em um domínio geológico relativamente amplo enquanto a tensão local refere-se 
a um domínio geológico mais restrito às obras de engenharia. A unidade normalmente utilizada para a tensão é o 
Mpa. 
Material rochoso: é o material constituinte dos blocos de rocha, delimitados pelas descontinuidades do maciço 
rochoso. Depreende-se daí, que o material rochoso inclui como propriedades físicas e mecânicas a densidade, 
porosidade, coesão, dureza, resistência mecânica, módulo de elasticidade e forma de ruptura. 
Maciço rochoso: a concepção de maciço rochoso confunde-se com a própria definição de rocha: é o material 
sólido da crosta. Nessa acepção, o maciço rochoso ou massa rochosa inclui, além do tipo litológico, todas as 
suas descontinuidades, tais como: sistemas de juntas, planos de acamamento, xistosidades e falhas. É um 
material constituído de rocha intacta e fraturas que o compartimentam. 
Portanto, a característica geotécnica do maciço é a caracterização e descrição geotécnica das fraturas. 
Deformação: são os movimentos de massas rochosas que causam mudança de forma, orientação, volume e/ou 
posição, devido à aplicação de forças tectônicas ou forças atectônicas (principalmente as gravitacionais). 
Resistência de um material é a capacidade de absorver a tensão sem sofrer deformação (ruptura, por exemplo, 
como nos ensaios de laboratório). 
Para se ter uma noção de grandeza da resistência veja a resistência dos seguintes materiais: 
• Rocha dura ou intacta (20 a 300 mp), 
• Rocha branda ou alterada (1,0 e 20 mp) 
 Quanto ao maciço, podemos dizer que a sua resistência é uma função da resistência da rocha intacta, da 
descontinuidade e dos maciços rochosos que se encontram entre um máximo e um mínimo. 
Homogeneidade ou heterogeneidade: das rochas e dos maciços está relacionadas à constância ou a variação 
espacial de suas propriedades mecânicas no volume considerado. 
Isotropia ou anisotropia: relativas à constância ou à variação de suas propriedades mecânicas de acordo com a 
direção dos grãos minerais ou a história de tensão, no volume considerado. 
 
Em síntese, pode-se dizer que os maciços rochosos são essencialmente heterogêneos, anisotrópicos e 
descontínuos, e sua complexidade resulta da evolução geológica a que foram submetidos. 
De qualquer maneira é a escala da porção do maciço analisada em um estudo qualquer que se define a 
condição do meio, conforme ilustra a figura 2. 
As características que traduzem a qualidade dos meios rochosos associam-se, fundamentalmente, à 
litologia, ao estado de alteração, à coerência e às descontinuidades. 
A definição de propriedades de resistência e deformabilidade dos maciços é um problema mesmo com a 
existência de ensaios in situ e complexa a caracterização do maciço rochoso devido ao seu alto custo e 
execução. 
 
 
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Figura 2: Escala do maciço 
 
 
CAPITULO 3 - DESCONTINUIDADES 
 
Descontinuidades: 
Segundo a Associação Internacional de Mecânica de Rochas (ISRM), é o termo geral para qualquer 
descontinuidade mecânica, em um maciço rochoso, que apresenta baixa ou nenhuma resistência à tração. Este é 
o termo coletivo para a maioria dos tipos de diáclases, juntas, planos de fraqueza do acamamento, planos de 
fraqueza da xistosidade, zonas de alteração ou de falhas. 
A figura ilustra estas definições através da representação físico-simbólica do efeito escala. 
 
 
Figura 3:Efeito escala no maciço rochoso 
 
Rochas duras: São rochas que apresentam resistência uniaxial à compressão de 100 – 250 mpa. 
Rochas brandas: São rochas que apresentam resistência uniaxial à compressão de 25 – 50 mpa. 
Solo ou alteração: Quando a resistência uniaxial à compressão do material é menor do que 1 mpa. 
Resistência á compressão simples: pode ser definida como sendo a resistência oferecida por uma amostra do 
material rochoso a um esforço de compressão uniaxial aplicado. 
 
5 
Rocha de alta rigidez: elevada resistência absorve alto nível de tensão e pequena deformação. Ruptura 
normalmente súbita, repentina e violenta ocasiona golpes de terreno. 
Golpes de terreno : são estouros de rocha em locais submetidos a altas concentrações de tensão. Rocha muito 
rígida possui pequena capacidade de deformação. 
Rocha pouco rígida: possui capacidade de absorver alto nível de tensões sem se deformar muito e reduzir a 
ruptura excessiva e mais lenta. Quando se deforma muito, perde a capacidade de absorver tensão. 
 
Descrição das descontinuidades: 
 As descontinuidades desempenham um importante papel no comportamento dos maciços rochosos. 
Com o intuito de padronizar o levantamento das descontinuidades a ISRM (1978) publicou uma sugestão de 
método para descrição de descontinuidades de maciços rochosos. São utilizados 10 parâmetros: 
 
1) Orientação: 
É a atitude da descontinuidade no espaço, podendo ser descrita pela direção do mergulho (azimute) e o 
mergulho da reta de maior declividade do plano da descontinuidade. A posição ocupada no espaço por uma 
estrutura geológica planar é definida pela sua direção e pelo ângulo de mergulho, ou seja, a inclinação do plano. 
A direção é definida pelo ângulo que a intersecção do plano da descontinuidade, com o plano horizontal, faz 
com a direção norte. 
O mergulho é o ângulo de inclinação do plano com o plano horizontal. A reta do mergulho é a reta de máxima 
inclinação no plano, perpendicular à direção. 
Figura 4: Orientação de uma descontinuidade 
 
A orientação controla as possibilidades de condições de instabilidade e um número de deformações excessivas. 
 
2) Espaçamento: 
É considerado como a distância perpendicular entre dois planos consecutivos de descontinuidades pertencentes 
a uma mesma família representando o espaçamento médio de uma família de juntas. 
O espaçamento entre descontinuidades adjacentes controla o tamanho dos blocos individuais de rocha intacta. 
Descontinuidades com espaçamentos maiores fazem que o maciço tenha baixa coesão. 
O espaçamento tem grande influênciana permeabilidade do maciço e nas características de percolação. 
 
Descrição espaçamento 
Extremamente próximos < 20mm 
Muito próximos 20 - 60mm 
Extremamente espaçados > 6000mm 
É obtido por meio de medidas efetuadas ao longo de uma direção determinada, que pode ser uma sondagem ou 
uma linha de levantamento sistemático de descontinuidades em afloramentos. 
 
 
3) Persistência: 
É a extensão do traço de uma descontinuidade como observado em um afloramento. 
A persistência ou continuidade de uma fratura é um parâmetro ligado ao tamanho e à forma geométrica da 
estrutura e, por isso, profundamente afetada pela orientação e dimensão da superfície rochosa. 
 
 
6 
 descrição persistência 
 muito baixa <1m 
 baixa 1- 3m 
 média 3 –10m 
 alta 10- 20m 
 muito alta >20m 
 
Uma descontinuidade cujas extremidades não se encontram nos afloramentos é denominada persistente. A 
persistência de uma fratura é condicionada, também, pela sua ordem de aparecimento em uma seqüência de 
eventos de fraturamento. As juntas mais recentes sempre apresentam a tendência ou de se originar a partir de 
outra superfície mais antiga, ou de se interromper nelas. 
No geral, são necessárias ao menos três famílias sistemáticas de juntas, razoavelmente contínuas, para a 
formação de blocos rochosos bem definidos. A figura ilustra aspectos da formação de blocos, em função da 
persistência dos sistemas de descontinuidades. 
 
Figura 5: Persistência em diferentes blocos 
 
4) Rugosidade: 
É a medida das irregularidades do relevo com relação ao plano médio da descontinuidade. Irregularidades em 
grande escala são chamadas de ondulações. A rugosidade e ondulação contribuem para a resistência ao 
cisalhamento. Ondulações em grande escala podem modificar o mergulho local. 
Em geral, as irregularidades no plano de uma descontinuidade se manifestam na escala da ordem de alguns 
metros, quando são caracterizadas como ondulações, ou em dimensões milimétrica a centimétrica, quando são 
identificadas como rugosidade ou aspereza. 
 
5) Resistência das paredes: 
Refere-se à resistência a compressão das paredes adjacentes a uma descontinuidade. Esta resistência deve ser 
menor que a da rocha intacta devido à alteração das paredes proporcionada pela presença das descontinuidades. 
O grau de alteração próximo a superfície das fraturas afetam a resistência da mesma e se as paredes estão em 
contato, teremos uma importante componente da resistência ao cisalhamento. 
 
6) Abertura: 
É a distância perpendicular entre as paredes adjacentes de uma descontinuidade, cujo espaço intermediário é 
preenchido por água ou ar. 
 
Abertura descrição 
< 0,1mm muito fechadas 
0,1- 0,25mm fechadas 
0,5- 2,5mm abertas 
>1m cavernosas 
 
 A abertura das descontinuidades é importante no estudo da percolação de água no interior dos maciços 
rochosos e caracteriza-se como o espaço, vazio ou preenchido por água, que separa suas paredes, distinguindo-
se nesse aspecto eventuais preenchimentos ou mineralizações que podem ocupar o plano da descontinuidade. 
A abertura atual de uma junta, todavia, não coincide necessariamente com sua abertura original, que pode 
ter sido modificada em estágios posteriores á sua formação, como ocorre no processo de erosão ou de 
 
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soerguimento dos maciços quando a fratura é trazida a níveis mais rasos. 
Os preenchimentos são importantes porque, dependendo de sua espessura, podem modificar ou controlar 
completamente a resistência ao cisalhamento. Onde as paredes opostas não se tocam e o preenchimento ocupa 
todo o espaço vazio entre as mesmas, a resistência, a deformabilidade e a permeabilidade do material que 
preenche o maciço rochoso. 
 
Figura 6: Superfícies de preenchimento 
 
7) Preenchimento: 
É o material que separa as paredes de uma descontinuidade e que usualmente é mais fraco que a rocha que lhe 
deu origem. Os materiais típicos de preenchimento são: areia, silte, argila, brecha e milonito. Também inclui 
minerais secundários e descontinuidade seladas, por exemplo: quartzo e veios de calcita. 
 
8) Percolação: 
Fluxo de água e umidade livre,visíveis em descontinuidades individuais ou no maciço rochoso como um todo. 
A percolação de água no maciço rochoso resulta principalmente do fluxo através de descontinuidades. 
 
9) Número de Famílias: 
É a quantidade de famílias que compõem um sistema de juntas. O maciço rochoso pode conter também 
descontinuidades individuais. 
 
 
 
Figura 7: Descontinuidades Abertas 
 
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10) Tamanho de Blocos: 
São as dimensões dos blocos de rocha que resultam da orientação das famílias de juntas que se interceptam e do 
espaçamento das famílias individuais. Descontinuidades individuais podem influenciar o tamanho e a forma dos 
blocos. 
 
CAPÍTULO 4 – CLASSIFICAÇÃO DOS MACIÇOS ROCHOSOS 
Introdução: 
 Durante as fases de estudo de viabilidade e projeto preliminar de uma obra, quando são disponíveis poucas 
informações detalhadas sobre o maciço rochoso, seu estado de tensões e características hidrológicas, o uso das 
classificações geomecânicas pode ser considerado benéfico. As classificações podem ser vistas como um check-
list para assegurar que todas as informações relevantes vão ser consideradas. Por outro lado, as classificações 
podem ser usadas para elaborar uma visão da composição e características do maciço e prover estimativas 
iniciais do suporte de escavações, além de prover estimativas de propriedades de resistência e deformabilidade 
para o maciço rochoso. 
 De forma geral, uma classificação geomecânica consiste em dar notas às diversas características do 
maciço. Os principais objetivos dos sistemas de classificação são: 
1) Identificar os principais parâmetros que influenciam o comportamento do maciço rochosos; 
2) Dividir uma formação rochosa particular em zonas de comportamento similar; 
3) Prover uma base para compreensão das características de cada maciço rochoso; 
4) Relatar experiência das condições de um maciço em um local com experiência encontrada em outros; 
5) Obter dados quantitativos e orientações para o projeto; 
6) Prover uma base comum para comunicação entre diversas áreas. 
 
 Os maciços rochosos podem ser descritos pelos seguintes adjetivos, para dar uma visão do tamanho do 
bloco e forma. 
Compacto: poucas juntas ou com espaçamentos muito grandes. 
Em blocos: aproximadamente equidimensionais. 
Tabular: uma das dimensões consideravelmente maior que as outras duas. 
Irregular: variação grande de tamanho e forma dos blocos. 
Fragmentado: densamente diaclasado até a forma de pequenos cubos. 
 
Figura 8: Maciços rochosos e diáclases 
 
 
 
 
 
 
 
9CAPITULO 5 - ROCHA INTACTA 
Classificação: 
Nesta classificação, a rocha é isenta de descontinuidades a escala megascópica e regional. Se a 
classificação for basicamente geológica dará uma idéia do material com que esta lidando. 
A rocha ígnea possuirá anisotropia pouco marcante, apenas existente em pequenas direções e resultante 
da orientação dos cristais. 
 A rocha metamórfica, como por exemplo, folhelhos, filitos ou xistos, a anisotropia será muito 
desenvolvida. 
Em se tratando de rochas sedimentares, como calcários, gesso e sal gema, deve-se associar logo a 
existência de cavidades no interior do maciço, devido à dissolução da rocha, pelas águas de infiltração e ou que 
percolam pelo seu interior. 
 A classificação geotécnica diz respeito resistência compressão simples e uma idéia da possível resposta 
mecânica da rocha, as solicitações, impostas pelas obras que se desenvolve no maciço. Nunca deve ser 
esquecido, que o material ensaiado em um pequeno corpo de prova, regra geral, não é representativo do maciço. 
As zonas de fraqueza do maciço, tais como, zonas de alteração, fraturas e outras descontinuidades estruturais, 
raras vezes estão representadas nessas pequenas amostras, devido pequena escala dos corpos de prova. Isto 
significa que os valores adquiridos nesses ensaios laboratoriais, são bem maiores que os do maciço onde a rocha 
foi colhida. Há então, que ser cuidadoso, quando se pretende aplicar os dados laboratoriais de resistência 
compressão, porque a sua aplicação poderá levar a um fator de segurança relativamente alto, quando na 
realidade, o maciço apresentará um fator de segurança que poderá estar próximo da rotura, devido às fraquezas 
existentes e que tem um papel desfavorável. 
Uma das classificações geológicas apresentadas, após exaustivo estudo das suas propriedades 
mecânicas, foi a de Handin (1966), que agrupou as rochas mais comuns em sete tipos litológicos. Tabela 1. 
 
 
Tabela 1: Classificação por Hadin, 1966 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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O sistema de classificação que tem maior importância é aquele que baseado em valores numéricos. 
Coates e Parsons (1966) classificaram a rocha intacta baseados na resistência compressão e parâmetros de 
deformabilidade. 
Dividiram a rocha em três categorias: branda (<35 mpa), resistente (35 a 173 mpa) e muito resistente 
(>173 mpa). 
Quanto deformabilidade e antes da rotura classificaram as rochas como: 
• Elásticas: se não apresentarem fluência a 50% da sua resistência a compressão simples; 
• Viscosas: se as rochas apresentarem fluência a 50% da resistência a compressão simples. 
 Quanto a rotura, os autores classificaram a rocha em: 
• Frágil: se a rotura é repentina, 
• Plásticas: se a rotura é por fluxo (25% da deformação total é permanente antes da rotura). 
Esta classificação é útil quando se classificam as rochas para perfuração, britagem, explosões 
subterrâneas ou fragmentação em pequena escala e em rochas maciças sem fraturas. Vários autores 
apresentaram outras classificações baseadas na resistência compressão simples. 
Entre esses autores, pode-se destacar a classificação de Deere e Miller (1966) que foi aceito mais ou 
menos bem universalmente e faz parte da Tabela 2. 
A classificação apresentada é determinada em amostras com uma razão altura/diâmetro maior que 2. 
Na classe a, se incluem os quartzitos, doleritos, gabros, diabásico, basaltos densos e rochas ígneas de 
grão fino. 
Na classe b, se incluem as rochas ígneas de grão grosseiro (granitos e granodioritos), rochas 
metamórficas muito resistentes, alguns arenitos muito resistentes, calcários e dolomitos. 
Na classe c, se incluem a maior parte dos folhelhos, arenitos de resistência média, calcários e rochas 
metamórficas com xistosidade bem evidenciada como xistos cloríticos, micáceos ou talcosos. 
 na classe_d, se incluem os carvões e siltitos. 
na classe e, se incluem os argilitos, folhelhos argilosos, rochas salinas ( sal gema, gesso e potássio), giz e 
rochas alteradas. 
 
 
Tabela 2: Classificação Deere e Miller, 1966 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CAPITULO 6 - INTEMPERISMO 
 
Grau de intemperismo das rochas: 
É a alteração da superfície rochosa como resultado da reação de gases atmosféricos e soluções aquosas. 
O processo de intemperismo leva a alterações físicas, químicas e biológica, e a uma redução da resistência da 
rocha. 
A amplitude do intemperismo depende dos seguintes aspectos: 
a) natureza da rocha matriz (mineralogia); 
b) condições térmicas, físicas e químicas; 
c) tempo de ação do processo. 
 
O intemperismo será exemplificado em dois tipos: 
i) intemperismo físico: 
 Envolve alterações mecânicas e ruptura da rocha e pode se manifestar através das seguintes ações: 
• Alivio de tensões no maciço rochoso - a redução das tensões pode gerar: o fraturamento do maciço; 
• Insolação - rocha exposta a altas temperaturas durante o dia sofre expansão térmica podendo gerar aumento 
significativo de tensões que eventualmente produzem o fraturamento; 
• Ciclos de umedecimento / secagem - influência dos minerais expansivos (argilas) da rocha; 
• Ação erosiva do vento e da água - no rio de janeiro, por exemplo, os maciços rochosos expostos a 
desplacamentos resultantes da percolação de água através das juntas; 
• Ação de escavações mecânicas. 
ii) intemperismo quimico: 
Envolve vários processos químicos, do tipo dissolução, lixiviação, oxidação, redução, hidratação e troca 
de íons, que atuam sobre os minerais constituintes das rochas. 
Estes processos dependem de: 
• Facilidade de acesso da água e ar no material rochoso; 
• Reatividade do maciço rochoso em relação à água; 
• Tempo; 
• Grau de agressividade da água. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
 
 
 
 
Figura 9:Processo de intemperismo 
 
 
 
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Alterabilidade: 
 Os minerais constituintes de rochas ígneas e metamórficas, formados em altas temperaturas ou altas 
pressões, tornam-se instáveis quando expostos à superfície. Estes minerais têm maior tendência à alteração. 
Aqueles relativamente estáveis, como o quartzo, ouro, platina e diamante, são transportados e sedimentam-se, 
podendo originar depósitos com valor econômico. 
 
Exemplos de alterabilidade dos vários tipos de rochas: 
i) rochas ígneas e metamórficas: 
 Os minerais apresentam diferentes graus de resistência ao intemperismo. Apresenta-se, a seguir, a ordem 
crescente dos minerais presentes ao intemperismo: 
Feldspato ca (olivinas) → feldspato na (piroxênios) → anfibólios → mica biotita → mica muscovita → 
quartzo 
 Por exemplo, os granitos, têm alto teor de quartzo, são menos suscetíveis ao intemperismo que os 
basaltos. Os doleritos apresentam altos teores de olivina, piroxênio e anfibólios, menos resistentes à alteração. 
ii) rochas sedimentares: 
 Os arenitos e os argilitos sofrem o intemperismo principalmente nos materiais cimentantes e de simples 
preenchimento de poros, podendo, em função do grau de alteração, reproduzir novamente o material original 
sedimentar, isto é, areia ou argila. Observa-se, portanto, que a alteração dos maciços rochosos é conseqüência da 
ação conjunta de processos de intemperismos físico e químico. 
 No Brasil, os solos residuais maduros e jovens constituem uma ocorrência muito comum. Os solos 
residuais do Rio de Janeiro, por exemplo, provém do intemperismo de granitos - gnaísse. Em geral, o processo 
de intemperização destas rochas graníticas se inicia através da entrada de água pelas fraturas do maciço rochoso. 
 Os feldspatos e outros minerais menos resistentes são atacados formando sais solúveis de Na, K, Fe, Mg 
e Sílica livre, os quais são lixiviados da região de intemperizaçao restando, portanto, as argilas e o quartzo. A 
rocha intemperizada se transforma em saprólito cujo aspecto se assemelha aoda rocha mãe, porém apresenta 
uma resistência de solo denso. 
 Na engenharia, o grau de intemperismo do maciço pode ser identificado e caracterizado através da análise 
da alteração mineral, medida de porosidade e resistência das diversas zonas (camadas) do perfil. A figura 
apresenta esquematicamente um perfil de alteração de rocha, onde são observadas as diversas zonas 
intemperizadas e sãs do maciço. 
 
 
Figura 10:Diagrama de alteração do maciço rochoso 
 
14 
 
 
 
Tabela 3: Perfis de alteração propostos por diversos autores 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
Tabela 4: perfil de intemperismo de rochas ígneas e metamórficas 
 
 
 
 
16 
Propriedades - índice das rochas: 
 A determinação das propriedades físicas é importante para a caracterização da rocha e representa uma 
grande compreensão do comportamento geotécnico do material. Algumas propriedades físicas podem ser usadas 
para descrever a rocha quantitativamente. Estas refletem na estrutura, composição, fábrica e comportamento 
mecânico, e estão descritas abaixo: 
• Densidade 
• Porosidade 
• Teor de umidade 
• Velocidade de propagação do som 
• Permeabilidade 
• Durabilidade 
• Resistência 
 
 Nas aplicações que envolvem escavações superficiais ou subterrâneas, são necessárias informações 
adicionais sobre o sistema de descontinuidade tanto ou mais que a natureza da rocha propriamente dita. A 
rocha, de modo similar ao solo, é composta por três fases: 
• Minerais sólidos; 
• Água e/ou ar; 
• Poros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela 5: Descrição quantitativa de descontinuidades 
 
17 
 
Tabela 6: Classificação geotécnica de alteração de rochas. 
 
 
 
18 
CAPITULO 7 - ESTABILIDADE DE TALUDES 
 
Introdução: 
 
Em obras como estradas, fundações e barragens em rocha, há necessidade de se estimar o grau de 
estabilidade dos taludes de rocha naturais e construídos pelo home. 
Um talude é uma superfície de fronteira entre o ar e a rocha, vertical ou inclinada, ou o corpo de uma 
obra de terra, como uma barragem ou um aterro. 
O conceito estabilidade de um talude é indeterminado, já que taludes feitos sobre ou de rochas ou solos 
não fornecem garantia de estabilidade por muitos anos. Condições climáticas, hidrológicas e tectônicas, 
atividades humanas na área imediata ou adjacente a estrutura, escavações subterrâneas ou obras de terra podem 
trazer, anos mais tarde, mudanças que afetam a estabilidade dos taludes naturais e escavados pelo homem. Não 
se pode desprezar a possibilidade de a rocha ou o solo tornar-se saturado por água ao longo do tempo. 
As condições de estabilidade, exigidas para os taludes da mineração, diferem daquelas de outros aludes 
de obras civis, basicamente, pela dinâmica da escavação, pelo porte dos mesmos, atingindo alturas de centenas 
de metros e extensão de quilômetros e, ainda, pelas condições peculiares da mineração, tais como fatores de 
segurança menores, aceitação de rupturas localizadas, convivência com vibrações causadas por desmonte por 
explosivos, rebaixamento do nível d’água buscando taludes mais íngremes, possibilidade de experimentação de 
ângulos de talude à medida do avanço da lavra, etc. 
Por outro lado, há também aspectos típicos de mineração que dificultam os estudos como, por exemplo, o 
fato de sempre se dispor de informações do corpo do minério. Enquanto que das encaixantes, representando o 
estéril que será cortado pelos taludes finais, praticamente não há dados. Além disso, ás vezes, a experimentação 
só é possível em materiais que não representam aqueles a serem expostos no talude final. 
Os condicionantes geológicos, na estabilidade de taludes de mineração, são fartamente mencionados, 
representados por água. Fraturas, falhas, zonas de cisalhamento, ondulações, foliação/acamamento, veios e 
intrusões, litologia e perfil de intemperismo. As fraturas, falhas e zonas de cisalhamento se evidenciam, 
condicionando as superfícies de ruptura, interferindo na distribuição e percolação da água subterrânea e 
afetando a propagação das ondas nos desmontes com explosivos. Há escorregamentos que ocorrem 
condicionados por um plano de fratura ou até três planos. 
As ondulações se constituem em fator favorável à estabilidade dos taludes da mineração aumentando a 
resistência ao cisalhamento das rochas. Entretanto, há casos em que as ondulações, ou dobras, são muito 
pronunciadas, resultando em ruptura da rocha por tração, junto às cristas das dobras. Estas rupturas são planas 
de fraqueza, que reduzem a estabilidade dos taludes. 
O efeito da água como agente estabilizador dos taludes é significativo, seja reduzindo a tensão efetiva, na 
forma de pressão neutra, seja pela percolação, ou ainda saturando os terrenos e aumentando o seu peso. 
 
 Figura 11: Desenho esquemático de escorregamento 
 
19 
 
CAPITULO 8: MOVIMENTOS DE MASSA 
Introdução: 
As condições geológicas, geomorfológicas e climáticas de uma região podem ser fatores predisponentes 
à ocorrência de movimentos de massa. A esses fatores, juntam-se outros chamados efetivos, que irão preparar e 
efetivar as ocorrências. 
A cidade de ouro preto enquadra-se bem neste contexto pelas suas características gerais. As formações 
rochosas existentes, metassedimentos com planos de descontinuidades bem marcantes (xistosidade, foliações, 
acamamentos) e pouco resistentes, condicionaram o desenvolvimento de um relevo acidentado, com vertentes 
íngremes, vales profundos e praticamente ausência de áreas mais planas. 
As condições climáticas, com períodos de chuvas intensas e prolongadas completam o quadro de 
predisposição ao desenvolvimento de processos desestabilizadores e erosivos, que irão se efetivar pelo 
desmatamento, a má ocupação do solo e os episódios chuvosos que ciclicamente atingem a cidade. 
Os movimentos de massa em áreas urbanas no Brasil ocorreram em várias cidades, com vítimas fatais e 
danos materiais da ordem de milhões de dólares, podendo-se citar, como os mais importantes acidentes 
ocorridos no Brasil, os seguintes: 
• Santos/SP em 1928, com 60 mortes e destruição da santa casa de santos; 
• Rio de Janeiro/RJ em 1956, com 43 mortes e destruição de 100 casas; 
• Caraguatatuba/SP em1966, com 100 mortes; 
• Serra das Araras/SP, em 1967, com 1200 mortes e destruição de dezenas de casas;, 
• Salvador/BA em 1971, com 104 mortes e destruição de 60 moradias; 
• Petrópolis/RJ em 1988, com 171 mortes e interdição de 1100 moradias; 
 
Agentes e causa: 
Entende-se por causa o modo de atuação de determinado agente ou, em outros termos, um agente pode 
se expressar por meio de uma ou mais causas. É o caso, por exemplo, do agente água, que pode influir na 
estabilidade de uma determinada, massa de material das mais diversas formas: no encharcamento do material. 
Tipos de agentes: 
- Predisponentes: trata-se de um conjunto de características intrínsecas, função apenas de condições naturais, 
nelas não atuando, sob qualquer forma, a ação do homem. 
Pode distinguir: complexo geológico (acidentes tectônicos, atitude das camadas), complexo morfológico (massa 
e forma do relevo), complexo climático-hidrológico (clima e regime e água subterrânea), gravidade, calor solar 
ou tipo de vegetação original. 
- Efetivos: conjunto de elementos responsável pelo deslocamento do movimento de massa incluindo-se a ação 
humana. Estes deslocamentos subdividem-se em: 
Preparatórios – pluviosidade, erosão pela água ou vento, congelamento e degelo, variação de temperatura, 
dissolução química, desflorestamento. 
Imediatos – chuva intensa, fusão de gelo e neve, erosão, terremotos, ondas, vento, ação do homem, etc. 
Tipos de causa: 
- causas internas: são as que levam ao colapso sem que se verifique qualquer mudança nas condições 
geométricas dos taludes e que resultam de uma diminuição interna ao material. 
- causas externas: provocam umaumento das tensões de cisalhamento sem que haja diminuição da resistência 
do material. 
- causas intermediárias: resultam de efeitos causados por agentes externos no interior do talude. 
1) Causas internas 
Efeito de oscilações térmicas: oscilações térmicas diárias ou sazonais provocam variações volumétricas em 
massas rochosas, podendo conduzir a destaque de blocos. Num bloco de material colocado sobre um plano 
horizontal, contrações e dilatações de origem térmica ocorrem simetricamente em relação ao seu eixo e 
distribuem também as tensões de cisalhamento na superfície de contato com o plano. 
Diminuição dos parâmetros de resistência por intemperismo: o processo de alteração por intemperismo leva a 
um enfraquecimento gradual do meio rochoso, ou terroso, no qual ocorre, pela remoção dos elementos solúveis 
constituintes dos próprios minerais, pela dissolução dos elementos com função da cimentação em solos ou 
rochas sedimentares, pelos desenvolvimentos de uma rede de microfraturas num meio rochoso que não as 
possuía. 
 
20 
2) Causas externas 
Mudanças na geometria do sistema: uma das causas das condições de instabilidade consiste em modificar as 
condições geométricas da massa terrosa, ou rochosa, que esteja sendo analisada, acrescentando-lhe uma 
sobrecarga em sua porção superior, ou então, retirando parte de sua massa na porção inferior. 
Efeitos de vibrações: agentes, como terremotos, o bater das ondas, explosões, tráfego pesado, cravação de 
estacas e operação de máquinas pesadas, transmitem, invariavelmente, vibrações ao substrato. Máquinas 
pesadas induzem nos solos que lhes servem de fundação, vibrações de alta freqüência. Como a aceleração, fator 
principal da força nociva resultante das vibrações, é proporcional ao quadro da freqüência. 
Mudanças naturais na inclinação das encostas: as formas mais evidentes resultam de movimentos tectônicos que 
mobilizaram corpos de estruturas dobradas, conduzindo-os muitas vezes a fenômenos de desequilíbrio. As 
formas mais conhecidas são as cadeias montanhosas, como os Andes, Himalaia entre outros sendo um 
escorregamento translacional, também chamado gravitacional. 
3)Causas intermediárias: 
Elevação do nível piezométrico em massas “homogêneas”: considerando uma massa saturada de rocha 
intensamente fraturada, solo ou sedimento a água que ocupa os vazios se acha sob pressão a mecânica dos solos 
conduz a seguinte conclusão: 
 - O potencial de escorregamento se situa numa camada de areia ou silte, a resistência ao cisalhamento por 
unidade de área, será igual a: 
S = (p-γa.h).tgφ 
P - pressão num ponto p da superfície potencial de escorregamento; 
H - altura piezométrica no ponto; 
γa - peso específico da água; 
φ - ângulo de atrito na superfície de escorregamento 
 
Se o material possuir coesão por unidade de área teremos: 
S= c + (p-γa.h)tgφ 
 
Rebaixamento do lençol freático: a expressão se refere a abaixamentos de água numa razão de pelo menos 1m 
por dia, caso comum em reservatórios ou nas margens fluviais após uma enchente. Se o nível de uma massa de 
rebaixamento lento o lençol permanecerá horizontal e a resistência média será dado como: 
S= c + Σ(pi - γa.hi)tgφ 
Sendo (pi - γª.hi) a pressão efetiva em cada elemento de espessura unitária da superfície de ruptura. 
Se rebaixamento forma rápido, a descida da superfície piezométrica não acompanhará o nível de água livre. 
 
Classificação dos movimentos de massa: 
Em termos gerais os movimentos de massa podem ser classificados em quedas, tombamentos, 
escorregamentos, que podem ser translacionais ou rotacionais, espalhamentos, escoamentos e movimentos 
complexos. 
1) Queda de blocos: 
É um movimento definido por uma ação de queda livre a partir de uma elevação, com ausência de 
superfície de movimentação. Ocorre em taludes com forte inclinação ou escarpas onde blocos de tamanhos 
variados se desprendem do maciço por intemperismo e caem pela ação da gravidade. 
Movimentos das mais variadas proporções incluem-se nesta categoria, desde a queda de um bloco 
isolado até o colapso de enormes complexos rochosos. A velocidade do movimento é alta. 
2) Queda de detritos: 
É a movimentação de reduzidas massas de fragmentos terrosos ou rochosos, inconsolidados, ou pouco 
consolidados, em movimentos de pequena magnitude. 
Dentro dessa classe pode-se enquadrar o fenômeno da desagregabilidade de massas rochosas. Trata-se 
de um processo de proporções limitadas, que não atinge o noticiário dos jornais por não ter efeito catastrófico, 
mas que produz contínuos efeitos nocivos a obras de drenagem de rodovias e ferrovias, bem como à sua própria 
manutenção. Consiste no destaque contínuo de fragmentos rochosos provocados por fenômenos de secagem e 
saturação sucessivas em rochas de baixa resistência expostas ao longo de cortes artificiais. 
 
 
 
21 
 
 
Foto 1: Queda de Blocos e Detritos 
 
 
3) Tombamentos: 
 O tombamento é um tipo de ruptura em taludes em maciços rochosos com camadas ou descontinuidades de 
foliação regularmente espaçadas. Ocorre quando as camadas estão inclinadas para dentro do talude. O 
tombamento é comum em quartzitos, ardósias e xistos, em taludes de minas e em taludes naturais, mas ocorre 
também em finas camadas de sedimentos mergulhando fortemente, em descontinuidades colunares de origem 
vulcânica e em granitos com descontinuidades regulares. 
Foto 2: Tombamentos ao longo de uma ferrovia 
 
4) Escorregamentos: 
Escorregamentos são movimentos rápidos, de duração relativamente curta, de massas de terreno 
geralmente bem definidas quanto ao seu volume, cujo centro de gravidade se desloca para baixo e para fora do 
talude. 
Diferentes tipos de escorregamentos podem ser identificados em função de sua geometria e da natureza 
do material que se torna instável, podendo ser subdivididos em translacionais e rotacionais. 
 
- Escorregamentos rotacionais: procede-se à separação de uma certa massa de material do terreno, delimitada de 
um lado pelo talude e de outro lado por uma superfície contínua de ruptura, efetuando-se então a análise de 
 
22 
estabilidade dessa cunha. Assume-se uma forma simplificada de superfície em arco de circunferência (ou 
cilíndrica). Escorregamentos rotacionais puros ocorrem em materiais homogêneos, tipo em barragens de terra, 
aterros em geral, em pequenas escavações de materiais naturais. São movimentos catastróficos, causados pelo 
deslizamento súbito do solo residual que recobre a rocha, ao longo de uma superfície qualquer de ruptura. 
 
- Escorregamentos translacionais: os escorregamentos translacionais podem ocorrer em taludes mais abatidos e 
são geralmente extensos, podendo atingir centenas ou milhares de metros. A ruptura é por cisalhamento e a 
massa se desloca sobre uma superfície relativamente plana, muitas vezes condicionada por superfícies de 
fraqueza, desfavoráveis à estabilidade, originadas de descontinuidades, tipo fraturas, falhas, acamamento, 
foliações, xistosidades. 
 
- Escorregamentos translacionais de rochas: trata-se de movimentos de massas rochosas ao longo de 
descontinuidades, ou planos de fraqueza, preexistentes. As superfícies de movimentação são geralmente um 
reflexo da estrutura geológica do terreno e podem consistir em planos de estratificação, xistosidade, 
gnaissificação, acamamento, diaclasamento, falhas, juntas de alívio de tensões, fendas preenchidas por materiais 
de alteração, contatos entre camadas, casos de ruptura planar. Tais escorregamentos, geralmente denominados 
deslizamentos, são típicos de regiões montanhosas e apresentam devido à elevada aceleração que o movimento 
pode adquirir efeitos catastróficos. 
 
- Escorregamentos translacionais de solos: trata-se de movimentos ao longo de superfície plana, em geral 
preexistente e condicionada aalguma feição estrutural do substrato. O movimento é de curta duração, 
velocidade elevada, grande poder de destruição. Pelo aumento do teor de água, escorregamentos translacionais 
de solo podem adquirir o aspecto de corridas. Podem, por outro lado, passar a atuar como rastejos, após sua 
movimentação e acumulação no pé da encosta. 
 
5) Escoamentos: 
 Os escoamentos, numa definição ampla, são representados por deformações, ou movimentos contínuos, 
estando ou não presente uma superfície definida ao longo da qual a movimentação ocorre. O conceito de 
escoamento não está associado ao fator velocidade, englobando movimentos lentos (rastejos) e movimentos 
rápidos (corridas). 
 
- Rastejos: são movimentos lentos e contínuos de material de encostas com limites indefinidos. A movimentação 
é provocada pela ação da gravidade, intervindo, nos efeitos devido às variações de temperatura e umidade. Em 
superfície, o rastejo se evidencia, muitas vezes, por mudança na verticalidade de árvores, postes, etc. 
 
- Corridas: são formas rápidas de escoamento, de caráter essencialmente hidrodinâmico, ocasionadas pela perda 
de atrito interno, em virtude da destruição da estrutura, em presença de excesso de água. 
 
- Corrida de terra: ocorrem geralmente sob determinadas condições topográficas, adaptando-se às condições de 
relevo. São geralmente provocadas por encharcamento do solo por pesadas chuvas ou longos períodos de chuva 
de menor intensidade. A velocidade de deslocamento pode ser elevada, resultando daí o risco de destruição. 
Foto 3: Escorregamento em encosta 
 
23 
6) Avalanche de detritos: 
Representa uma das formas mais catastróficas de movimentos de massas. Envolve geralmente massas 
constituídas por mistura de solo e rocha provenientes da acumulação de corpos em condições de estabilidade 
precária Ou, então, provenientes da mobilização das camadas superficiais de um típico perfil de alteração do 
manto. São movimentos bruscos que se iniciam na forma de escorregamento, mas que se tornam acelerados 
devido à elevada inclinação da encosta na qual ocorrem. 
 
7) Movimentos complexos de massas: 
Resultam de uma combinação das formas vistas anteriormente e se caracterizam por movimentos 
múltiplos ou complexos e pela ação de vários agentes simultâneos ou sucessivos. Esta classe abrange todos os 
fenômenos de movimentação nos quais, durante sua manifestação, ocorra uma mudança de características 
morfológicas, mecânicas ou causais. É o caso das intensas formas de erosão conhecidas sob o nome de 
boçorocas ou voçorocas. 
 
Classificação de Varnes: 
Dentre os diversos sistemas que buscam correlacionar os diferentes tipos de movimentos massa, a 
classificação de Varnes (1978) é a mais utilizada internacionalmente. Esta classificação está representada na 
tabela 6. 
Tabela 7: Classificação do s Movimentos deMmassas por Varnes (1978) 
 
Fatores que controlam os movimentos de massa: 
 Segundo Fernandes e Amaral (1996), várias feições geológicas e geomorfológicas podem atuar como 
fatores condicionantes de escorregamentos, determinando a localização espacial e temporal dos movimentos de 
massa nas condições de campo. De acordo com esses autores, destacam-se as seguintes feições: 
• Fraturas (tectônicas e atectônicas) – representam importantes descontinuidades, tanto em termos mecânicos 
quanto hidráulicos. 
• Falhas – tem um papel destacado no condicionamento dos movimentos de massa. Como as juntas afetam a 
dinâmica hidrológica, favorecem o intemperismo. 
• Foliação e bandeamento composicional – a orientação da foliação influencia diretamente a estabilidade das 
encostas em áreas onde afloram rochas metamórficas. A foliação e/ou bandeamento mergulham para fora da 
encosta em cortes de estrada. 
• Descontinuidades em solos – várias descontinuidades podem estar presentes dentro do saprólito e do solo 
residual. Estas incluem, principalmente, feições estruturais reliquiares do substrato rochoso (fraturas, falhas, 
foliações, bandeamentos etc). 
• Morfologia da encosta - a morfologia de uma encosta, em perfil e em planta, pode condicionar tanto de 
forma direta ou indireta, a geração de movimento de massa. A atuação direta é dada pela tendência de 
Tipo de movimento Tipo de material 
 Rocha Solo (engenharia) 
 Grosseiro Fino 
Quedas De rocha De detritos De terra 
Tombamento De rocha De detritos De terra 
Escorregamento Rotacional Poucas 
unidades 
Abatimento 
de rocha 
De blocos 
rochosos 
 
Abatimento 
de detritos 
De blocos de 
detritos 
 
Abatimento 
de terra 
De blocos de 
terra 
 Translacional Muitas 
unidades 
 
Expansões laterais 
Corridas/escoamentos De rocha 
(rastejo 
profundo) 
De detritos De terra 
 (rastejo de solo) 
 
24 
correlação entre a declividade e a freqüência dos movimentos, embora mapeamentos de campo revelem que 
o maior número de escorregamentos ocorre nas encostas mais íngremes. 
• Depósitos de encostas – tais depósitos estão diretamente relacionados às zonas de convergência na 
morfologia descrita anteriormente. 
 
Mecanismos de Ruptura em Taludes: 
A estabilidade de um talude em rocha é condicionada pela presença de planos de fraqueza ou 
descontinuidades no maciço rochoso. A resistência e a deformação são características do maciço rochoso 
extremamente dependente da persistência, do espaçamento, da orientação e das propriedades geomecânicas 
destes planos. 
O primeiro passo a ser dado em uma análise de estabilidade é determinar a relação entre as diversas 
famílias de descontinuidades e o potencial cinético de instabilidade dessas estruturas, por meio do uso de 
projeção estereográfica. O segundo passo é determinar a resistência ao cisalhamento nos planos de 
descontinuidade ou quais os blocos de rocha que podem movimentar-se, através de ensaios in situ ou de 
laboratório. Finalmente, o terceiro é determinar as condições de fluxo de água das descontinuidades ou em 
maciços intensamente fraturados, por meio de poços ou avaliação de campo, de maneira a caracterizar as 
pressões de água que atuam em blocos potencialmente instáveis. 
 
Análise cinemática aplicada: a análise cinemática consiste na identificação dos mecanismos de ruptura, feita a 
partir do estudo da atitude das descontinuidades e do talude, com o emprego de técnicas de projeção 
estereográfica. A ruptura de um talude em rocha pode ocorrer de muitas formas, e na maioria dos casos, é 
dominada pela presença de descontinuidades preexistentes. 
A ruptura circular ocorre em maciços rochosos extremamente fraturados, em solos ou em maciços 
muito alterados, segundo uma superfície em forma de concha. 
A ruptura planar ocorre quando a descontinuidade tem a direção aproximadamente paralela à face do 
talude e mergulho menor que a face do talude permitindo o material acima da descontinuidade deslizar. 
A ruptura em cunha é gerada a partir de duas descontinuidades distintas, cuja interseção propicia o 
rompimento de parte do talude. As condições e orientações das diferentes famílias de descontinuidades 
determinam o evento. 
A ruptura por tombamento é um tipo de ruptura em taludes envolvendo rotação de colunas, agindo 
umas sobre as outras. Em maciços rochosos essas colunas são formadas por planos de acamamento regulares, 
clivagem ou descontinuidades, paralelas à crista do talude e mergulhando para dentro do maciço rochoso, 
contrastando com a ruptura por deslizamento, na qual as descontinuidades mergulham no mesmo sentido que o 
talude. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 
Figura 12: Mecanismos de Ruptura 
 
 
Classes de tombamento: 
- Tombamento por flexão: ocorre onde colunas contínuas de rocha, separadas por descontinuidades bem 
desenvolvidas e mergulhando verticalmente, dobram para frente e se quebram em flexão. Deslizamento, 
solapamento ouerosão do pé do talude provocam o início da ruptura que progride para trás, com fendas de 
tração largas e profundas. A porção inferior do talude é coberta com blocos desorientados e desordenados. O 
tombamento por flexão ocorre mais notadamente em ardósias, filitos e xistos. 
 
Figura 13: Tombamento por flexão 
 
 
26 
- Tombamento de blocos: ocorre onde colunas individuais de rochas são divididas por descontinuidades 
espaçadas. O pé do talude, com colunas curtas, recebe cargas do tombamento das colunas compridas acima. A 
base do maciço será constituída de degraus, geralmente subindo de uma camada para a outra. Camadas espessas 
de rochas sedimentares como arenito e calcário, assim como descontinuidades de origem vulcânica em forma de 
colunas exibem rupturas de tombamento de blocos. 
 
Figura 14: Tombamento por blocos 
 
- Tombamento por flexão: é caracterizado por flexão contínua de longas colunas em função de movimentos 
acumulados ao longo de numerosas descontinuidades cruzadas. O movimento de deslizamento ocorre ao longo 
de várias superfícies de descontinuidades no pé do talude, enquanto deslizamento e tombamento ocorrem de 
forma associada no resto do maciço. Camadas de arenito e xisto, e camadas finas de calcário, exibem 
tombamento de bloco por flexão. 
 
 
Figura 15: Tombamento por flexão 
 
- Tombamento secundário: pode ser provocado por outro fenômeno independente, em casos onde o tombamento 
dificilmente ocorreria. 
A figura abaixo apresenta vários exemplos de tombamento secundário, como na figura (a) que apresenta 
um deslizamento na parte superior do talude, provocando o tombamento secundário no pé do talude. A figura 
(b) mostra tombamentos na base do talude, onde as camadas mergulham verticalmente, induzidas pelo arraste. 
A figura (c) exemplifica o deslizamento de camadas inferiores provocando o tombamento das camadas 
superiores. Na figura (d) tem-se o tombamento e colapso das colunas de rochas sobrepostas provocado pelo 
intemperismo do material inferior e em (e) tem-se tombamento devido à presença de fendas de tração em 
material coesivo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
27 
 
 
Figura 16: Exemplos de tombamentos 
 
 
 
 
 
CAPITULO 9 – RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DE DESCONTINUIDADES 
 
Introdução: 
 Por resistência ao cisalhamento entende-se a resistência que os corpos rochosos têm para se romperem 
segundo a direção das tensões cisalhantes, ou seja, na direção tangencial. O fator mais importante para a 
determinação desta resistência é a geometria da rocha. Em seguida, pode-se citar a resistência ao cisalhamento 
das superfícies com potencial de ruptura. 
 A determinação do valor da resistência ao cisalhamento é um ponto crítico no projeto de estabilidade da 
mina. Uma pequena variação no valor determinado pode provocar mudanças consideráveis nesta estabilidade 
(altura e inclinação do talude). Vários fatores podem provocar mudanças no valor da resistência, como a 
rugosidade das superfícies, intemperismo e presença de água. 
 
Resistência ao cisalhamento de descontinuidades planares: 
 Sendo as descontinuidades presentes como planos de acamamento e unidos (sem deslocamento entre as 
partes separadas por este plano de descontinuidade), a descontinuidade é absolutamente plana, sem rugosidades 
ou ondulações. As partes separadas estão sujeitas a uma tensão normal (σ), e a tensão cisalhante necessária para 
causar o deslocamento pode ser medida. 
 Cada teste de resistência ao cisalhamento permite a criação de uma curva típica. Em deslocamentos 
muito pequenos, a amostra comporta-se de forma elástica, e as resistências ao cisalhamento aumentam 
linearmente com o deslocamento. Quando estas resistências ao cisalhamento são superadas, a curva se torna não 
linear, alcançando um pico onde a tensão de cisalhamento é máxima. Em seguida, esta tensão cai abruptamente 
a um nível constante denominado resistência ao cisalhamento residual. 
 Se o valor máximo da resistência ao cisalhamento diferir muito das tensões normais, a curva torna-se 
linear, com inclinação igual ao ângulo de atrito, interceptando o eixo da resistência ao cisalhamento no valor da 
coesão. 
(a) 
(b) 
(D) (©) 
(e) 
 
28 
O valor máximo da resistência ao cisalhamento é dado por: 
τ = cp + σ.tgφp 
Onde: 
τ = resistência ao cisalhamento de pico; cp = coesão; 
σ = tensão normal efetiva; φp = ângulo de atrito de pico 
Para o valor de resistência ao cisalhamento residual (cp = 0), 
 
τ = σ.tgφr 
φr = ângulo de atrito residual (φr < φp ). 
 
- Influência da água nas descontinuidades planares (ou na resistência ao cisalhamento) 
A presença de água na interface dos planos da descontinuidade faz com que a resistência ao 
cisalhamento se reduza devido a uma diminuição na tensão normal, provocada pela água.a nova equação é dada 
por: 
τ = cp + (σ - u).tgφp 
Onde 
u = pressão d’água. 
A influência da água nas descontinuidades planares depende da natureza do material do preenchimento. 
 
Testando a resistência ao cisalhamento de descontinuidades na rocha: 
 A obtenção de valores da resistência ao cisalhamento, para uso em projeto, requer ensaios podendo ser 
realizados em sofisticados laboratórios ou in situ, sendo reproduzidas de forma tão precisa quanto possível. A 
escolha destes testes leva em conta a natureza do problema, o tempo e o dinheiro disponíveis. Todavia, em 
projetos de taludes críticos, tais como aqueles próximos à instalação principal de uma planta, nenhum esforço ou 
gasto pode ser dispensado para obtenção de valores seguros para a resistência ao cisalhamento para 
descontinuidades críticas encontradas no maciço. 
Por outro lado, cálculos preliminares da estabilidade realizados durante os estudos do fechamento de 
uma cava da mina são geralmente restringidos em termos de acesso ao maciço e também à disponibilidade de 
tempo e dinheiro, daí testes elaborados e caros não são justificáveis. 
 
Estimativa da resistência à compressão em descontinuidades e do ângulo de atrito: 
 Quando for impossível se realizar algum tipo de teste, as características da resistência ao cisalhamento 
das superfícies da rocha podem ser aproximadas através do uso de equações específicas. Estas equações 
necessitam de valores estimados ou calculados para a resistência à compressão, para o ângulo de atrito e para a 
média do ângulo de rugosidade da superfície. 
 
Determinação do ângulo de atrito: 
 O ângulo de atrito básico poderia ser determinado em ensaios diretos de cisalhamento em superfícies de 
rochas macias preparadas por meio de uma limpeza e corte com serra adiamantada. Os valores da resistência ao 
cisalhamento residual obtidos de testes de cisalhamento em que a amostra foi submetida à considerável 
deslocamento e podem ser usados para obter o valor do φ. 
 Testes de inclinação em que o ângulo de inclinação necessário para causar deslizamentos é medido para 
a determinação do ângulo básico de atrito em influência de superfícies de rugosidade em escala muito pequena. 
 
Resistência ao cisalhamento de descontinuidades preenchidas: 
 Um problema comum encontrado em projeto de talude de rocha é o de descontinuidades preenchidas 
com algum material leve. Este preenchimento pode ser por material detrito ou ganga de movimentos de 
cisalhamentos anteriores, típico de falhas, ou pode ser material depositado na abertura de juntas como resultado 
dos movimentos de água através do maciço rochoso. 
Em outro caso, a presença de uma espessura significativa de preenchimento com material leve e fraco 
pode ser a principal influência na estabilização do maciço rochoso. Quando uma descontinuidade principal com 
espessura significativa de preenchimento é encontrada no maciço rochoso onde será escavado um talude, é 
prudente considerar que a ruptura por cisalhamento ocorrerá através do material do preenchimento. 
Conseqüentemente,em análises preliminares, a influência da rugosidade pode ser ignorada e a 
resistência ao cisalhamento da descontinuidade pode ser considerada como a do material do preenchimento. 
 
29 
Ainda é relevante o fato de que o preenchimento influencia a permeabilidade da rocha. Por exemplo, a 
permeabilidade da argila e materiais de preenchimento similares pode ser de magnitude três a quatro vezes 
menores que a permeabilidade do maciço rochoso, podendo assim aumentar a demanda de água dentro do 
maciço. A pressão de água se contrapõe à tensão normal aplicada, diminuindo a mesma e a ruptura pode ser 
iniciada ao longo da descontinuidade. 
 
 
CAPITULO 10 – ESCAVAÇÕES 
Introdução: 
 Escavação é o processo empregado para romper a compacidade do solo ou rocha, por meio de 
ferramentas e processos convenientes, tornando possível a sua remoção. Uma escavação pode ser realizada com 
dois diferentes objetivos, quais sejam obtenção de bens minerais e abertura de espaços para fins diversos. 
No primeiro caso, as escavações normalmente envolvem grandes volumes de material, tanto estéril como 
minério e se processam por períodos de tempo muito longos. 
Já a escavação com finalidade de abertura de espaços pode envolver volumes bem menores de material, 
sendo executada em tempos inferiores. 
Como exemplo, pode-se citar o desenvolvimento de canais de irrigação e de navegação, escavações para 
implantação de barragens, centrais hidrelétricas e nucleares, abertura em corte e/ou aterro ou túneis para 
rodovias, ferrovias, metrôs, ou ainda implantação de fundações de edifícios, pontes e viadutos, portos e 
aeroportos, reservatórios de água e outras obras civis em geral. 
 As operações de escavação propriamente ditas são normalmente complementadas pelo carregamento do 
material escavado, transporte e descarga. 
Como exemplo de grandes escavações em minerações brasileiras, pode-se citar a mina do Cauê, da Vale, 
em minas gerais, em operação a céu aberto desde 1942, onde já se havia escavado até 1996 cerca de 890 
milhões de toneladas de hematitas e itabiritos, além de mais 390 milhões de toneladas de estéril, convivendo-se 
com um talude contínuo (sem bermas) de 310 m de altura e talude total de 455 m. 
As principais minas de ouro da mineração morro velho, quais sejam a mina Velha a céu aberto e 
subterrânea e a mina Grande, subterrânea, ambas em minas gerais, tiveram a lavra iniciada em 1834. A 
explotação atingiu uma profundidade de 2.453 m (cota de 1.443,5 m, abaixo do nível do mar) e uma extensão 
total de galerias estimada em 100 km, com produção total de 333 de ouro até 1996. 
 Outro exemplo interessante é o do garimpo de serra pelada, de onde foram oficialmente obtidas 41 t de 
ouro numa escavação totalmente manual, onde chegaram a trabalhar até 85 mil homens. 
 A usina hidrelétrica de Paulo Afonso IV possui uma escavação para a casa de força subterrânea de 54 m 
de altura por 222 m de comprimento e 25 m de largura, num volume de 230 mil m3 e um volume total de 
escavações subterrâneas de 510 mil m3. 
Podem ainda ser citados os túneis da ferrovia do aço, cujo projeto inicial previa um total de cerca de 100 
túneis com aproximadamente 100 km, dos quais a maioria já foi aberta. A parte em operação até 1996 possui 
cerca de 50 km de túneis, o maior dos quais com 8 km de extensão. 
 Embora as escavações sejam em geral muito criticadas por ambientalistas pela degradação que representam 
ao meio, estes exemplos mostram a sua importância na vida do homem moderno. Isto ocorre tanto na grande 
mineração, para obtenção de matéria-prima para a indústria metalúrgica e outros bens minerais imprescindíveis, 
como em pequenas escavações para extração de matéria prima na construção de moradias (areia, brita, argila 
para indústria de telhas, tijolos e cerâmicas, etc.). 
 
Tipos de Escavação: 
 
 Tradicionalmente, as escavações são divididas em dois tipos: 
• escavação a céu aberto; 
• escavação subterrânea. 
 
 Existem ainda diferentes tipos de escavação conforme a categoria do material: 
• 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; 
• 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, 
 
30 
etc.) Ou mesmo com emprego descontínuo de explosivos de baixa potência para posterior carregamento e 
remoção; 
• escavação de rocha por explosivos: para material de terceira categoria, qual seja rocha sã ou pouco alterada 
que não consegue ser escavada por métodos “a frio”. 
 A seleção do método de escavação requer estudos prévios sobre a natureza, qualidade e quantidade do 
material a remover, seu arranjo espacial, seu comportamento quando removido, o que por sua vez é função de 
fatores geológicos e geotécnicos. E ainda sobre os possíveis efeitos sobre o terreno e estruturas adjacentes. 
Depende, ainda, dos propósitos da escavação, dos prazos previstos, da presença de água, da distância aos locais 
de disposição de estéreis, bem como dos equipamentos de lavra, transporte e apoio disponíveis. 
 
Condicionantes geológicos: 
1) Efeitos das escavações 
 As escavações provocam descompressões no maciço rochoso envolvente, ocasionando assim um estado de 
tensões induzidas diferente das tensões preexistentes. Essas modificações no estado de tensão ao redor das 
escavações, que são função de suas dimensões e geometria, bem como do método de abertura e cuidados na 
execução, podem provocar deformações elásticas ou plásticas e deslocamentos que se refletem principalmente 
em suas descontinuidades. Os deslocamentos sofridos eventualmente causam o rompimento do maciço rochoso. 
Em escavações a céu aberto, isso pode significar o escorregamento de taludes, seja de uma pequena porção de 
um banco até a movimentação de grandes massas. 
 Já para escavações subterrâneas, pode haver desde pequenos desplacamentos superficiais até 
desabamento de tetos ou paredes ou ainda rompimento de pisos e, eventualmente. Colapso total da escavação, 
em função da forma e seção da escavação. 
 
2) Escavabilidade: 
 Escavabilidade é a maior ou menor facilidade do maciço em ser escavado. A tabela abaixo apresenta uma 
classificação dos materiais quanto à escavabilidade. 
 As características não tradicionais da rocha, como dureza e tenacidade, são importantes nos estudos de 
escavabilidade, além daquelas que condicionam a perfurabilidade. 
 
Tabela 8: Classificação dos materiais quanto à escavabilidade. 
 
 
31 
A dureza da rocha e a sua resistência á penetração por diferentes artefatos afiados é um conceito 
relativo, um pouco distinto da dureza do mineral. A tabela seguinte apresenta uma classificação para diferentes 
durezas de rocha, comparando-as com a dureza Mohs para minerais e com a resistência à compressão uniaxial. 
 
 
Tabela 9: Classificação das rochas por dureza 
 
 A tenacidade é a característica da rocha que representa a maior ou menor resistência à separação em 
pedaços, ao ser golpeada por um martelo. Entretanto, distorções podem ocorrer nesse conceito, pela presença de 
fraturas que interferem no rompimento ou em função da direção do golpe. 
 A resistência à tração e à compressão são também características diretamente proporcionais á maior 
dificuldade da escavação. A figura seguinte apresenta uma relação entre métodos tanto de escavação como de 
perfuração versus a resistência à compressão uniaxial para diferentes rochas comuns no Brasil, associadas á suaclassificação. 
 
 
Figura 17: Análise de resistência à compressão uniaxial 
 
 
 
32 
 A densidade da rocha influi também nas condições de escavação. Solos e rochas mais densos requerem 
maior energia para serem escavados e mobilizados. O empolamento ou expansão volumétrica é o aumento de 
volume que sofrem solos e materiais, rochosos ao passarem do estado intacto ao estado fragmentado ou 
desagregado. Esse aumento varia de 12 a 15%, em areias e cascalhos, para 20 a 2.5 % em argilas, atingindo 34% 
em calcários e 45% em rochas mais duras e compactas. Esse empolamento implica numa redução na densidade 
do material desmontado. 
 
3) Estruturas geológicas 
Algumas características estruturais do maciço rochoso são de grande importância, principalmente para o 
desmonte de rocha por explosivos. A geologia muitas vezes determina a altura das bancadas em escavações a 
céu aberto, quer pela estabilidade das faces, quer pela própria adequação das malhas de perfuração e tipo de 
explosivo. Determina ainda a orientação da bancada, preferencialmente paralela aos planos do principal sistema 
de juntas, acamamento, xistosidade e outras estruturas. Normalmente, as juntas representam regiões de fraqueza 
que podem permitir um corte melhor numa dada direção. 
 Para escavações subterrâneas, a geometria do projeto não pode normalmente ser alterada pela presença 
de juntas ou acamamentos. A importância de descontinuidades e planos de fraqueza é, entretanto, significativa 
tanto sob o ponto de vista operacional na execução da escavação propriamente dita (plano de fogo, por 
exemplo), como na forma final da cavidade aberta (contorno), e ainda na definição da necessidade de eventuais 
tratamentos. Uma direção predominante de fraqueza num maciço rochoso condiciona a forma final obtida numa 
escavação em decorrência de sobre escavações ou overbreak que provoca, conforme mostra a figura abaixo. 
 
 
Figura 18: Modelos de escavações 
 
 
CAPITULO 11 - EQUIPAMENTOS E MÉTODOS DE ESCAVAÇÃO 
 
Escavações a céu aberto: 
 Escavações em solo a céu aberto podem envolver pequenos serviços executados por homens munidos de 
pás e picaretas. Escavações maiores requerem equipamentos de maior porte e atividades específicas. 
 Cerca de 30% da crosta terrestre é formada por solos, folhelhos, argilitos e outras rochas que podem ser 
escavados sem o uso de explosivos. 
 
Decapeamento: 
 O decapeamento consiste na remoção do solo e rocha alterada da superfície para se chegar à rocha sã. 
Muitas vezes, a camada superficial de solo com resíduos vegetais é estocada à parte, para posterior 
recobrimento das escavações. 
 
33 
 Escavações convencionais são normalmente desenvolvidas em bancadas de altura variável. Além dos 
equipamentos utilizados no decapeamento, três equipamentos são os mais usuais para escavações a céu aberto, 
sendo também utilizados para carregamento de rocha após seu desmonte por explosivos. 
 
 
 
Figura 19: Equipamentos usados para decapeamento 
 
Dragagem: 
 A dragagem é usada para a remoção de materiais que estão abaixo do nível d’água. Para tanto, são 
utilizados os seguintes métodos: 
- Dragagem por sucção: usada tanto para a execução ou aprofundamento de canais de irrigação, drenagem ou 
navegação, como para extração de materiais para aterro ou uso civil (areia, argila, silte, cascalho). 
- Dragagem por draglines ou clamshells: método cíclico com utilização de equipamentos com caçambas de 
diferentes capacidades, que efetuam a escavação em níveis inferiores à praça em que se apóiam. Outros tipos 
comuns de dragas são as dragas de alcatruzes, as de roda de caçambas, etc. 
 A lavra por tira (stripping mining) é um método utilizado principalmente para mineração de camadas pouco 
profundas. Sub horizontais e com grande extensão e volume. É muito usado no mundo todo na lavra de carvão e 
bauxita 
 
Figura 20: Tipos de equipamento de dragagem 
 
 
 
34 
Escavações subterrâneas: 
 Escavações subterrâneas em material pouco consolidado geralmente requerem algum tipo de sustentação, 
que pode ser feita por diferentes métodos; sua aplicação normalmente representa um custo significativo na 
execução da obra. Assim, escavações subterrâneas necessitam de uma investigação geológico-geotécnica 
preliminar o mais detalhada possível para evitar-se situações imprevistas, que podem alterar grandemente tanto 
o custo quanto o cronograma da obra, justificando investigações detalhadas e exposição á água, ar e gases e, 
ainda, sem necessidade de suporte, seria o mais indicado para escavação a um menor custo. 
Obras civis: 
Cada tipo de obra civil possui diferentes características geométricas, com seções e comprimentos muito 
variáveis, executadas em diferentes condições geológicas. Em função de tais condições, os equipamentos são 
muitas vezes específicos, bem como o próprio método de ataque, que por vezes é feito em seção plena (para 
seções médias a pequenas), ou em duas ou mais fases executivas (normalmente, abertura inicial da abóbada e 
posterior rebaixo). 
Os diferentes tipos de seção são função do uso futuro do túnel. Para transporte de água, as seções devem 
ser normalmente circulares. Geralmente, túneis ferroviários possuem seção em forma de ferradura. Seções 
circulares, muitas vezes, são utilizadas em material pouco consolidado para aumentar a estabilidade e facilitar o 
revestimento. Normalmente, as abóbadas de túneis são arredondadas, também com esses objetivos. 
 
CAPITULO 12: MINERAÇÃO SUBTERRANEA: 
 
Uma mineração subterrânea exige a construção de uma série de galerias e escavações próximas e 
semelhantes em geometria, geologia e sistema de execução e fatores de segurança inferiores aos de obras civis. 
Além de galerias e travessas sub horizontais, escavam-se também poços (ou shafts) verticais para transporte de 
homens, minério/estéril ou equipamentos, ou ainda inclinados tais como chutes descendentes, passagens ou 
ainda chaminés para minério e/ou estéril, ou ainda raises ascendentes e winzes descendentes para interligação de 
níveis diferentes. 
 A figura abaixo mostra um esquema de mina subterrânea. 
Figura 21: Desenho esquemático de mina subterrânea 
 
Equipamentos de carregamento e transporte: 
• Carregadeiras tipo overshot: são equipamentos que coletam o material desmontado e o descarregam, 
geralmente em vagonetas. 
• Rastelos (slushers): são equipamentos que arrastam o minério a distâncias de 15 a 120 m. Sendo acionados 
por ar comprimido ou eletricidade; 
• Pás carregadeiras rebaixadas: são equipamentos similares carregadeiras convencionais, porém com perfil 
mais baixo para trabalhar em túneis e galerias de pequena altura. 
 
35 
• Carregadeiras de carvão: equipamentos com dois braços articulados, semelhantes a garras que puxam o 
material e o direcionam para transportadores sobre correntes. 
• Vagões e vagonetas ferroviários: movem-se sobre trilhos, podendo ser empurrados por homens, puxados por 
locomotivas elétricas (eventualmente por baterias recarregáveis), ou ainda tracionados por correntes e 
engrenagens; 
• Transporte por correia transportadoras. 
 
Figura 22: Desenho esquemático com localização de equipamentos para mina subterrânea 
 
 
CAPITULO 13: INVESTIGAÇÕES MECÂNICAS 
 Os processos de investigação mecânica utilizados atualmente nos estudos de geologia de engenharia no 
Brasil são praticamente os mesmos desde a época do grande surto de desenvolvimento de nossa infra-estrutura, 
ocorrido nas décadas de 60 e 70. 
 Os principais métodos de investigação mecânica de campo utilizados para reconhecimento geológico-
geotécnico são: 
• sondagem a varejão (sv); 
• sondagem a trado (st); 
• poço ou trincheira de inspeção (pi/ti); 
• sondagem a percussão (sp); 
• sondagem rotativa (sr); 
• perfuração com rotopercussão (rp); 
• galeria de investigação (gi).