Aulas de Mecânica dos Solos e das Rochas

Prévia do material em texto

Nota de Aula – 1
Rocha: É um agregado sólido e natural de:
*Grãos Mineirais;
*Matéria orgânica;
*Material vítreo, ou
*Combinação dos três anteriores.
Tipos de rocha.
Sedimentares;
Magmáticas ou ígneas;
Metamórficas.
Rocha Sedimentares são produto da consolidação de sedimentos na superfície terrestre.
Rochas ígneas ou magmáticas são formada pela cristalização de magmas provenientes do interior da terra.
As rochas metamórficas são o produto de transformação de qualquer rocha expostas a um ambiente cujas as condições físicas (P E T) e químicas diferentes daquelas que onde a rocha se formou.
Minerais formadores de rochas.
Quartzo :
Feldspato; 
Piroxênios;
Biotita;
Muscovita
Hornblenda;
Olivina;
Calcita;
Dolomita;
Apatita;
Magnetita.
LIMITE DAS FRAÇÕES DE SOLO PELO TAMANHO DOS GRÃOS
FRAÇÃO LIMITE DEFINIDO PELA ABNT
Matacão de 25cm a 1m
Pedra de 7,6cm a 25cm
Pedregulho de 4,8mm a 7,6cm
Areia grossa de 2mm a 4,8mm
Areia média de 0,42mm a 2mm
Areia fina de 0,05mm a 0,42mm
Silte de 0,005mm a 0,05mm
Argila inferior a 0,005mm 
Representatividade das Rochas
Crosta Continental
Volumes
*95% de seu volume rochas cristalinas (1/2 ígneas e ½ metamórficas).
*5% restantes por rochas sedimentares.
Representatividade das Rochas
Crosta Continental
Áreas
75% de sua superfície é coberta por rochas sedimentares.
25% de rochas cristalinas ( ígneas + metamórficas).
Resumindo:
A crosta terrestre é uma fina camada de rochas sedimentares recobrindo uma enorme massa de rochas cristalinas ( ígneas + metamórficas).
Rochas Sedimentares
Formada na superfície da terra (Crosta) sob condições de baixa temperatura ( até 250º) e pressão.
Consiste no acumulo e diagênese de partículas de minerais, rochas e de organismo biológicos pré –existentes transportados através da água, gelo ou ar.
Podem também ser resultado da precipitação direta de compostos químicos em meios aquosos.
Intemperismo:
 para a formação do sedimento é necessário que a rocha dura se
transforme em material particulado para ser transportado por algum processo
sedimentar.
O intemperismo ou meteorização é o processo que permite a desintegração e
decomposição das rochas e dos minerais.
Tipos de Intemperismo:
A- Físico:
-Variações de temperatura e congelamento:aumentar e diminuir a temperarura sucessivamente faz com que a rocha sofra fadiga mecânica, desintegrando-se em blocos, o que facilita a ação de outros agentes de intemperismo. A água quando congela aumenta 10% seu volume. 
Ação física dos vegetais: muitas rochas podem se desagregar pelo crescimento de raízes de vegetais ao longo de suas fraturas. 
Cristalização de sais: água rica em solutos quando cristaliza em fraturas ou cavidades das rochas, exerce pressão sobre suas paredes que podem levar à desagregação da rocha. Ex.: regiões marinhas
B- Químico:
A água é o principal agente= solvente
Ao percolar entre rochas e solos ela pode se tornar ácida, enriquecer-se em sais ou em produtos orgânicos.
-Hidrólise: Há hidratação do mineral: ex: feldspato potássico transformando-se em gibbsita :
-Observe que neste caso 100% da sílica e do potássio são eliminados,sobrando um resíduo insolúvel, a gibbsita.
-Hidratação: a água em contato com os minerais podem ser aderidas à sua superfície ou entrando em sua estrutura cristalina, formando um novo mineral: Ex: transformação de anidritae gipsita:
-Solubilização: Alguns minerais são solúveis em água. Ex. calcário
.Regiões constituídas por calcários podem ter presença de cavernas ou dolinas.
Diagênese
Nome dado ao conjunto de transformações que o depósito sedimentar sofre após sua deposição.Consiste em:
- Compactação,
- Dissoluções e precipitações.
- Aquecimento,
- Desidratação,
-Mudanças nas condições de eH, pH,
 Litificação, ou a transformação do depósito sedimentar inconsolidado em rocha.
Dissolução e Compactação
Minerais são parcialmente dissolvidos pela percolação da água.Se não houver aumento da pressão litostática: minerais exibem terminações denteadas e sulcos
.
Cristais de feldspato mostrando sinais de dissolução pela ação da água.
Dissolução e Compactação
A dissolução sob pressão, afeta a morfologia do contato entre os grãos, 
Contatos pontuais 
Contatos Planares 
Contatos Côncavo-convexos 
Contatos Suturados (d)
Interpenetração dos grãos.
 tipos mais comuns de cimentos em rochas sedimentares são os compostos por minerais como quartzo, calcita, pirita e argilominerais..
Rochas Metamórficas
_ São formadas a partir de rochas pré-existentes (=protólitos) em estado sólido.Condições de pressão e temperatura variável, bem maiores do que as das rochas sedimentares. As temperaturas podem chegar a atingir 800º C, porém sem fusão total dos minerais.
Quando uma rocha é submetida ao metamorfismo os minerais são substituídos por outros estáveis às novas condições= reações metamórficas.
As reações metamórficas ocorrem em estado sólida e podem envolver:
modificar a granulação da rocha -> não muda a mineralogia
Constituintes dos Magmas
Magmas tem composição silicática = composição da crosta e do manto.
Composição dos magmas e rochas ígneas bastante diversificado, porém dois tipos se destacam:
granitos (crosta continental),
basaltos (crosta oceânica)
Sondagem à percussão
É o ensaio mais executado na maioria dos países, no Brasil foi normatizado pela ABNT pela NBR 6484 “Solo - Sondagens de simples reconhecimento com SPT – Método de ensaio” (SPT- Standard Penetration Test), cujo os procedimentos seguem as seguintes diretrizes:
De acordo com as características do terreno e tipo de obra é determinada a quantidade e a posição dos pontos a serem sondados. Em cada ponto monta-se um tripé com um conjunto de roldanas e cordas, sendo a amostra à zero metro coletada. Na base do furo, apóia-se o amostrador padrão acoplado a hastes de perfuração. Marca-se na haste, com giz, um segmento de 45 cm dividido em trechos iguais de 15 cm. Ergue-se o peso batente de 65 kg até a altura de 75 cm e deixa-se cair em queda livre sobre a haste.
Tal procedimento é repetido até que o amostrador penetre 45 cm do solo. A soma do número de golpes necessários para a penetração do amostrador nos últimos 30 cm é o que dará o índice de resistência do solo na profundidade ensaiada.
Nas operações subsequentes de perfuração, intercaladas às operações de amostragem, deve-se utilizar o trado cavadeira ou o helicoidal até se atingir o nível d’água ou até que o avanço seja inferior a 5 c
O ensaio após 10 minutos de operação. Nestes casos e passa-se ao método de perfuração por circulação de água (lavagem). Na perfuração por lavagem utiliza-se um trépano como ferramenta de escavação e a remoção do material é feita pela bomba d’água motorizada.
o será interrompido quando já tiver atingido o critério técnico adequado para aquela obra ou atingir o impenetrável.
As amostras coletadas a cada metro são acondicionadas, etiquetadas e enviadas ao laboratório para análise táctil-visual do material por geólogo especializado. 
As amostras extraídas recebem classificação quanto às granulometrias dominantes, cor, presença de minerais especiais,restos vegetais e outras informações relevantes encontradas. A indicação da consistência ou compacidade e da origem geológica da formação, complementa a caracterização do solo.
No relatório final constará a planta do local da obra com a posição das sondagens e o perfil individual de cada sondagem e/ou seções do subsolo; indicando a resistência do solo a cada metro perfurado, o tipo e a espessura do material e as posições dos níveis d’água, quando encontrados durante a perfuração.