6. Propriedades de resistênca e deformabilidade de maciços rochosos

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Profª.	
  M.Sc.	
  Alice	
  Ferreira	
  Souza	
  
Foto:	
  	
  Seblen	
  Mantovani	
  
o  Os problemas de engenharia em mecânica das rochas 
envolvem duas questões básicas: 
o  Resistência ao colapso para um determinado estado de 
tensão: as tensões atuantes no maciço rochoso atingirão os 
níveis máximos toleráveis, provocando, conseqüentemente, 
ruptura local ou total do material? 
o  Deslocamentos admissíveis: irão os deslocamentos do 
maciço rochoso, sob o carregamento aplicado, produzir 
deformações muito grandes na estrutura a ponto de provocar 
danos ou até sua destruição? 
Foto:	
  	
  Seblen	
  Mantovani	
  
o  O maciço rochoso deve ser reconhecido como um material 
descontínuo, que pode ter propriedades diferentes em pontos e 
direções diferentes. 
o  Não é um material fabricado, mas um material que foi 
freqüentemente submetido a ações mecânicas, térmicas e 
químicas ao longo de milhões de anos. 
Foto:	
  	
  Alice	
  Souza	
  
o  Para se prever o comportamento da rocha como um 
material de engenharia, algumas propriedades da rocha intacta 
(sã), das descontinuidades e do maciço rochoso devem ser 
determinadas. 
o  Estas propriedades podem variar muito conforme a área de 
interesse da engenharia. 
o  Dois enfoques bem diferentes podem ser apresentados 
para especificar estas propriedades: 
ü  medição direta das propriedades fundamentais: mais 
importante na análise teórica. 
ü  propriedades-índice como uma comparação indicativa da 
qualidade da rocha: mais fácil e menos dispendioso de 
executar. 
 
o  Supondo-se que possam ser estimadas as tensões 
preexistentes (iniciais) no maciço rochoso e que se possa 
prever como estas tensões serão modificadas pela construção 
e operação das obras de engenharia, como se pode determinar 
o comportamento do maciço (se a rocha vai romper, fissurar, 
empenar, escoar, etc.)? 
o  Utilizam-se um critério de ruptura – equações que agrupam 
as combinações limite dos componentes de tensão, separando 
as condições aceitáveis das condições inadmissíveis. 
 
Foto:	
  	
  Alice	
  Souza	
  
o  Quando uma rocha 
perde a capacidade de 
desempenhar seu papel 
diante de determinada 
solicitação, diz que ela 
rompeu, ou seja, perdeu 
t o t a l m e n t e a s u a 
integridade. 
o  Por exemplo, aquela 
resultante da implantação 
d e u m a o b r a d e 
engenharia. 
Foto:	
  	
  Adriana	
  Lima	
  
o  A diversidade dos tipos de carregamento é tão grande que 
não existe um modo de ruptura único para o maciço rochosos. 
Os principais mecanismos de ruptura são: 
ü  RU P T U R A P O R F L E X Ã O : e s t a re l a c i o n a d a a o 
desenvolvimento e à propagação de fraturas de tração em uma 
rocha submetida à flexão. Comum em aberturas no maciço 
rochoso, como no teto de minas subterrâneas. 
ü  RUPTURA POR CISALHAMENTO: esta relacionada a 
formação de uma superfície de ruptura em que as tensões de 
corte excedem a resistência ao cisalhamento, provocando o 
deslizamento do maciço rochoso e produzindo uma superfície 
lisa com grande quantidade de partículas esmagadas pelo 
deslizamento. É comum em taludes de rochas menos 
resistentes ou extremamente fraturadas. 
o  RUPTURA POR TRAÇÃO: ocorre em taludes rochosos em 
que há superposição de camadas, em taludes com pequenas 
fraturas não interligadas e naqueles em que há presença de 
juntas de alívio de tensão. Furos de sondagem também sofrem 
ruptura por tração. A superfície se caracteriza por ser bastante 
rugosa e com arestas “vivas”. 
o  RUPTURA POR COMPRESSÃO: é um processo de ruptura 
bastante complexo, pois pode incluir a formação de 
microfraturas de tração. A propagação e a coalescência das 
microfissuras originam uma superfície de deslizamento 
caracterizada por cisalhamento. 
o  Geralmente, o que se tem é a combinação de dois ou mais 
modos descritos anteriormente, dificultando os ensaios e a 
simulação da resistência em laboratório. 
o  Os ensaios de resistência de rochas em laboratório são: 
ü  compressão: simples ou triaxial; 
ü  cisalhamento: direto (resistência ao longo de superfícies de 
anisotropia ou para rochas brandas); e 
ü  tração: direto ou indireto.