AULA 01 Introdução

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GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
 
UEG-ENG. CIVIL 
 
Prof. Dr. Antonio Lázaro F. Santos 
 
 
 
referências:Geologia de Engenharia: Conceitos, método e prática: Santos, A.R., 
ABGE,2002. 
Geologia de Engenharia 6ª , Oliveira, A.M. dos eBrito, S,N.A. de ABGE, 1998. 
Curso de Geologia Aplicada ao Meio Ambiente, Bitar, O.Y, ABGE, 1995. 
 
 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
• Geologia de Engenharia é a ciência dedicada a 
investigação, estudo e soluções dos problemas de 
engenharia e meio ambiente decorrentes da 
interação entre a Geologia e os trabalhos e 
atividades do homem, bem como à previsão e 
desenvolvimento de medidas preventivas ou 
reparadoras de acidentes geológicos. IAEG(1992). 
 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
UM RAMO DE APLICAÇÃO DO CONHECIMENTO GEOLÓGICO 
GEOLOGIA 
 APLICADA 
BÁSICA 
APROVEITAMENTO SÓCIO-ECONÔMICO DE 
RECURSOS NATURAIS 
EQUILÍBRIO NO USO DOS RECURSOS 
(GEOLOGIA DE ENGENHARIA) 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
• Geologia de Engenharia tem como referenciais conceituais: 
 
• A Geologia, como base científica. A Geologia estuda a composição da 
Terra e seus processos geodinâmicos internos e externos, para 
compreender sua história evolutiva. 
 
• A Engenharia, como aplicação, por meio das técnicas de modificação do 
meio ambiente pelo homem, para implantação de empreendimentos civis 
e mineiros. 
 
• A Geotecnia é o campo de acervo tecnológico constituído por: 
 
• Geologia de Engenharia 
• Mecânica das Rochas 
• Mecânica dos Solos 
 
• O termo geológico-geotécnico se refere a temas ou aspectos de natureza 
geológica considerados no âmbito da Geotecnia 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
BASE CIENTÍFICA:
 GEOLOGIA 
 conhecimento Geológico 
APLICAÇÃO: 
ENGENHARIA 
Transf. da natureza 
MECÂNICA 
DAS 
 ROCHAS 
GEOLOGIA 
 DE 
ENGENHARIA 
MECÂNICA 
DOS 
 SOLOS 
G E O T E C N I A 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
Base disciplinar de apoio 
• Ciências dos materiais 
• Mecânica dos solos 
• Mecânica das rochas 
• Geoquímica 
• Geofísica 
• Cartografia 
• Hidrologia 
• Ciências ambientais 
• Instrumentação 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
• Geologia de Engenharia se desenvolveu no Brasil a partir de 
desafios de implantação de grandes obras, como usinas 
hidrelétricas, cujos investimentos exigiam o conhecimento 
geológico nos projetos. 
 
• A exigência do conhecimento geológico se justificou pela 
ocorrência de acidentes com causas geológicas, como: 
 
 
 - Barragem de St.Francis (EUA, 1928); 
 - Barragem de Malpasset (França, 1959); 
 - Barragem de Vaiont (Itália, 1963). 
 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
 
• No Brasil, o 1º núcleo foi formado no IPT 
(1937); 
 
• Deslocamento do eixo da UHE Barra 
Bonita, no Rio Tietê; 
 
• Escorregamentos (Rodrigues, Nogami, 
1951); 
 
• Boçorocas (Pichler, 1953) 
 
CONCEITOS 
 
FUNDAMENTOS 
 
Natureza em Contínuo 
Movimento 
 
Toda natureza geológica está 
submetida a processos e toda 
intervenção humana interage com a 
dinâmica desses processos. 
 
Sentido do Equilíbrio 
 
Todos os movimentos inerentes aos 
processos naturais ou induzidos 
explicam-se pela busca de posições 
de maior equilíbrio 
 
Existência das Características 
Físicas 
 
Materiais com características 
intrínsecas diferentes responderão 
diferenciadamente a solicitações 
semelhantes 
FUNDAMENTOS CONCEITUAIS 
DA GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
 
AÇÕES E OBJETIVOS DA GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
 
FASES 
 
OBJETIVOS 
 
ENTENDIMENTO 
 
Diagnosticar, em sua natureza e 
em sua dinâmica, os fenômenos 
geológico-geotécnicos envolvidos 
nas inter-relações 
solicitação/meio físico geológico 
 
SOLUÇÃO 
 
Apoiar a Engenharia na 
formulação das soluções 
adequadas 
 
ACOMPANHAMENTO 
 
Acompanhar a implantação da 
solução escolhida, sugerindo 
ajustamentos técnicos 
eventualmente necessários 
 
MONITORAMENTO 
 
Conhecer o desempenho da 
solução implantada, propondo 
eventuais medidas corretivas 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
Campos de aplicação 
 • Barragens 
• Obras viárias 
• Obras subterrâneas 
• Fundações 
• Taludamento, desmonte, 
escavações 
• Cidades/urbanização 
• Exploração mineral 
• Agricultura 
• Portos 
• Hidrovias, canais 
• Disposição de resíduos 
• Riscos geológico 
• Impactos ambientais 
• Materiais de construção 
• Estabilidade de taludes 
• Estabilidade de Maciços 
 
 
• Erosão e assoreamento 
• Colapso e subsidência 
• Hidrogeotecnia 
• Métodos de Investigação de 
terrenos 
• Tecnologia de rochas 
• Instrumentação geológico-
geotécnica 
• Mapeamento geotécnico 
• Outros 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
Campos de aplicação 
 
a) Obtenção de materiais para construções em geral. 
 
 A procura de ocorrências naturais (jazidas) de materiais de construção 
como rochas, saibros, argilas para exploração, constituem uma das fases 
importantes do planejamento das obras civis . 
 
 - Identificação de jazidas naturais para exploração de material- 
 
- Pedreiras (Pedra): Utilizadas para preparação de concretos, 
pavimentação, revestimentos de fachadas de edifícios ,etc.; 
 
-Jazidas de Cascalhos e Areia: Utilizados para revestimento de leitos de 
estradas, construção de aterros de terra, concretos, obras de drenagem, 
etc.; 
 
- Jazidas de Argila: para impermeabilização de obras de terra, para 
cerâmica em geral (fabricação de tijolos). 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
Campos de aplicação 
 
 Vista da construção de aterro,onde o material utilizado é um solo argiloso, 
extraído de jazida ( indicado pelas setas). 
 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
Campos de aplicação 
 
b) Construção de estradas, corte em geral e minas a céu aberto. 
Perfil com diferente horizontes de 
solos-Rodovia Castelo Branco-SP 
Perfil com diferente 
horizontes de solos-Rodovia 
Castelo Branco-SP 
Matação (Bloco de rocha) 
em solo. 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
Campos de aplicação 
 
 OBS: Os problemas de fundações de aterros para estradas surgem, 
em geral, na construção de aterros sobre argilas moles ou terrenos 
pantanosos, quando então é de se prever o aparecimento de grandes 
recalques ou, até mesmo, a ruptura da fundação. 
A) Escorregamento superficial de solo 
sobre uma rocha gnaisse. 
B) Diferença de instabilidade num 
mesmo vale. 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
Campos de aplicação 
 
c) Fundações de Edifícios. 
 
 - A escolha do tipo de fundação é responsabilidade do engenheiro 
projetista e é feita baseada nas informações geológicas, as quais 
devem fornecer dados sobre o terreno de fundação. 
 
 
- O método mais comum para investigação geológica da fundação de 
edifícios é o 
de sondagem à percussão com circulação de água, acompanhado pelo 
ensaio normalizado de penetração (SPT) ou sondagem de simples 
reconhecimento do solo (Normas ABNT). Este método fornece um 
perfil com a descrição das camadas do solo e a resistência 
oferecida por elas à penetração de um amostrador normalizado. 
 
 
- Pode fornecer, ainda, a profundidade do nível de água estático. 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
Condições geológicas desfavoráveis para fundações superficiais (sapata) 
 
 
- Camadas com matações 
 
 
- Anisotropia orientadas junto de taludes 
 
Profundidade de assentamento , é < 2 x menor dimensão da 
fundação. 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
Condições geológicas desfavoráveis para fundações superficiais (sapata) 
 
- Espessa camada turfosa 
 
 
- Espessa camada argilosa 
 
 
- Camadas com matações- Anisotropia orientadas junto de taludes 
 
Profundidade de assentamento , é < 2 x menor dimensão da 
fundação. 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
Condições geológicas desfavoráveis para fundações superficiais 
(sapata) 
 
 
- Espessa camada arenosas 
movediças 
 
 
- Cavernas calcárias 
 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
 d) Túneis e escavações subterrâneas. 
 
 O objetivo dos túneis é permitir uma passagem direta através de 
certos obstáculos, que podem ser elevações, rios, canais, áreas 
densamente povoadas, 
etc... 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
 Túneis e escavações subterrâneas. 
 
 
 Algumas condições desfavofáveis para construção de tuneis 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
 Túneis e escavações subterrâneas. 
 
 
 Algumas condições desfavofáveis para construção de tuneis 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
 Túneis e escavações subterrâneas. 
 
 
 Algumas condições desfavofáveis para construção de tuneis 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
Método 
• Geralmente as pesquisas seguem o método das múltiplas 
hipóteses de trabalho (Chamberlain, 1897), no qual o 
profissional agindo independentemente de qualquer teoria 
estabelecida, explora hipóteses explicativas concorrentes, até 
que uma explicação geral aceitável seja deduzida. 
 
GE Metodologia de análise fenomenológica (IPT): 
 
1. Tipo de fenômeno 
2. Dinâmica de seu desenvolvimento 
3. Previsão de seu comportamento 
 
 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
 
Método 
 
GE metodologia de caracterização de Maciços 
 
1. Identificação do problema existente ou esperado 
2. Inventário das informações existentes 
3. Levantamento preliminar de campo 
4. Investigação geológico-geotécnica 
5. Realização de ensaios de campo e de laboratório 
6. Formulação do Modelo de Compartimentação 
7. Instrumentação 
8. Tratamento 
9. Monitoramento 
 
 
GE na Década de 60 
tecnologia para 
construção de grande obras 
Prospecção geológica 
• Ensaios in situ; 
• Controle de escavações; 
• Mapeamento detalhado de fundações; 
• Controle de materiais naturais de construção; 
• Injeções de calda de cimento; 
• Instrumentação 
 
Mecânica de rochas 
 
• Ensaios hidrostáticos em galeria sob pressão; 
• Ensaios de deformabilidade em galerias com utilização de macacos 
hidráulicos; 
• Ensaios de cisalhamento direto in situ 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
• Abrangendo as atividades: 
 
1. Definir condições de geomorfologia, estrutura, estratigrafia, litologia e 
propriedades hidráulicas das formações geológicas. 
 
2. Avaliar o comportamento mecânico e hidráulico dos maciços rochosos e terrosos. 
 
 
 Vista do deslizamento da Ilha Grande-RJ 
 
A- formação do lajedo exposto pelo 
deslizamento; 
 
 
 
B- encosta muito íngreme onde 
vários deslizamentos já haviam 
ocorrido no passado; 
 
 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
C- Na parte superior da foto, observa-se os lajedos expostos antigos, cobertos por 
vegetação rasteira, mais recente que mostram claramente a existência de antigos 
deslizamentos; 
 
 D- Trabalhos de contenção deveriam ter sido feitos para evitar a tragédia que acabou 
ocorrendo. Na foto, é possível ver onde irão ocorrer os próximos deslizamentos 
que, poderão ocorrer em muito breve, já que uma boa parte do solo que 
sustentava a encosta não mais existe. 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
 Trata-se de local situado em região 
com grandes restrições 
ambientais amparadas em 
legislação federal, estadual e 
municipal, sendo coberta pela 
mata atlântica e próxima a 
manguezais, na qual atuam 
diversos órgãos ambientais. 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
 Alta permeabilidade da rocha, havendo 
possibilidade de contaminação de águas 
naturais superficiais e profundas. 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
• Retaludamento do solo e sistema de 
drenagem; 
• Estabilização de blocos de rocha; 
• Impermeabilização da fundação e 
paredes da cava. 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
 O maciço rochoso não apresenta 
problemas quanto à capacidade de 
suporte. No entanto, existência de 
fraturas intercomunicantes. 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
ESTUDO DE CASO: METRÔ DE SÃO PAULO 
 Motivos do acidente: 
 
 
-o modelo geológico do local não foi 
levado em consideração; 
 
- o projeto previa a construção em 
terreno seco, mas a investigação 
identificou a presença de água; 
 
- o aprofundamento de uma rampa, não 
prevista no projeto, aumentou a 
exposição das paredes dos túneis; 
 
- a inversão no sentido da escavação 
pode ter colaborado para a 
instabilidade do túnel; 
- 
Acidente , metrô de S.P 
 Motivos 
 
- o comportamento estranho da obra 
exigia avaliações de estabilidade, e não 
há documentos que comprovem esta 
ação; 
 
- a falta de pinos e suportes suficientes 
nas paredes laterais e no teto da 
escavação; 
 
- a deficiência na fiscalização dos 
trabalhos; 
 
- as detonações no dia 12 de janeiro, 
que produziram vibrações na estutura; 
 
- a inexistência de uma gestão de risco 
fez com que a possibilidade de 
desabamento não fosse identificada; 
 
- a falta de um plano de emergência 
para a retirada de pessoas do local. 
 
 
Acidente , metrô de S.P 
 EXERCÍCIOS 
 
1- O imóvel está situado em terreno de alta declividade? 
 
2- Existe algum córrego ou, vale descendo a encosta, nas proximidades? 
 
3- Já houve escorregamentos recentes na região, em áreas similares a sua? 
 
4- Existem rochas roladas, matacões ou blocos que possam indicar um 
transporte por gravidade? 
 
5- Existe algum corte efetuado no solo que possa aumentar o ângulo natural da 
declividade? 
 
6- Existem áreas com lajedos com grande declividade, sem ou com pouca 
cobertura de solos, acima da sua residência ou na região? 
 
7- É possível notar que em certas áreas da encosta, existe uma vegetação mais 
nova, diferente da vegetação mais antiga circundante? 
 EXERCÍCIOS 
 
 
8- Existem, nas encostas próximas a sua casa, um bom número de árvores que 
estejam inclinadas em direção morro abaixo? 
 
9- Existe um estudo de risco da sua área feito pela Prefeitura ou órgão 
competente demonstrando o baixo risco de desmoronamentos e deslizamentos? 
 
10- Existem obras de contenção específicas acima e abaixo de seu imóvel? 
 
11- Existem obras para evitar a infiltração da água nos solos acima e abaixo de 
seu imóvel? 
 
12- Existem sistemas de controle de águas superficiais? 
 
13- Existem árvores com raízes profundas nas proximidades que possam dar 
maior estabilidade ao solo?