Aula 01 Comp. de Mecânica das Rochas

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COMP. DE MEC. DOS SOLOS E 
FUNDAÇÕES
Elementos de Mecânica das Rochas
AULA 01
COMP. DE MEC. DOS SOLOS E FUNDAÇÕES: EMENTA
1. Mecânica dos Solos e Fundações
2. Minerais formadores das rochas
3. Classificação e transformação das rochas
4. Efeitos tectônicos, maciços rochosos
5. Sondagens, galerias e poços
6. Resistência das rochas e propriedades tecnológicas
7. Injeções, ancoragens e tirantes em rochas
8. Mecânica dos Solos
9. Traçado de redes de fluxo
10.Distribuição das pressões
11.Empuxos de terra – Teoria de Rankine e Coulomb
12.Muros de contenção ou de Arrimo
13.Cortinas de Estacas-Pranchas e Escavadeiras
14.Pressões sobre galerias e tubulações enterradas
15.Barragens de terra
PRIMEIRA AVALIAÇÃO
(NP1)
SEGUNDA AVALIAÇÃO
(NP2)
SUBSTITUTIVA: TODO O CONTEÚDO MINISTRADO
EXAME FINAL: TODO O CONTEÚDO MINISTRADO
ROCHAS
ROCHA É UM AGREGADO SÓLIDO E NATURAL DE
Grãos Minerais Matéria Orgânica Material Vítreo
Combinação dos 
três anteriores
MINERAL
Um mineral é uma substância inorgânica e natural, com composição química e estrutura
definidas. Quando adquire formas geométricas próprias, correspondentes à sua
estrutura atômica, chama-se cristal.
MINERAL
Das suas propriedades físicas de
maior interesse para o
engenheiro, destacam-se a
densidade e a dureza.
MINERAL
Das suas propriedades físicas de
maior interesse para o
engenheiro, destacam-se a
densidade e a dureza.
Para a maioria dos minerais não-metálicos a
densidade varia entre 2,65 e 2,75; para minerais
de ferro, como a magnetita, o seu valor é 5,2.
MINERAIS FORMADORES DE ROCHA
Conquanto se conhecem cerca de 2.000 minerais, apenas uns 15 são suficientes para
serem considerados como formadores de rocha.
Tendo em vista a composição química dos minerais, grupamo-los em:
• Silicatos
• Óxidos
• Carbonatos
• Sulfatos
MINERAIS FORMADORES DE ROCHA
Conquanto se conhecem cerca de 2.000 minerais, apenas uns 15 são suficientes para
serem considerados como formadores de rocha.
Tendo em vista a composição química dos minerais, grupamo-los em:
• Silicatos
• Óxidos
• Carbonatos
• Sulfatos
Em química, um silicato é um composto consistindo de silício e
oxigênio (SixOy), um ou mais metais e possivelmente hidrogênio.
É usado também em referência à sílica ou a um dos ácidos
silícicos. Ex.: feldspato, mica, quartzo, serpentina, dorita, talco;
MINERAIS FORMADORES DE ROCHA
Conquanto se conhecem cerca de 2.000 minerais, apenas uns 15 são suficientes para
serem considerados como formadores de rocha.
Tendo em vista a composição química dos minerais, grupamo-los em:
• Silicatos
• Óxidos
• Carbonatos
• Sulfatos
Os óxidos constituem um dos grupos mais importantes de
minerais por formarem minérios dos quais podem ser extraídos
metais. Ex.: hematita, magnetita, limonita;
MINERAIS FORMADORES DE ROCHA
Conquanto se conhecem cerca de 2.000 minerais, apenas uns 15 são suficientes para
serem considerados como formadores de rocha.
Tendo em vista a composição química dos minerais, grupamo-los em:
• Silicatos
• Óxidos
• Carbonatos
• Sulfatos
Os carbonatos são sais inorgânicos ou seus respectivos minerais
que apresentam na sua composição química o íon carbonato
CO3
2.O termo carbonato é usado para referir-se a sais e a minerais
que contém o íon. Ex.: Calcita, dolomita;
Conquanto se conhecem cerca de 2.000 minerais, apenas uns 15 são suficientes para
serem considerados como formadores de rocha.
Tendo em vista a composição química dos minerais, grupamo-los em:
• Silicatos
• Óxidos
• Carbonatos
• Sulfatos
MINERAIS FORMADORES DE ROCHA
Os sulfatos formam-se geralmente em ambientes evaporíticos,
onde águas de alta salinidade são lentamente evaporadas,
permitindo a formação de sulfatos e de halóides na interface entre
a água e o sedimento. Ex.: Gipsita (gesso) e anidrita.
MINERAIS FORMADORES DE ROCHA
Conquanto se conhecem cerca de 2.000 minerais, apenas uns 15 são suficientes para
serem considerados como formadores de rocha.
Tendo em vista a composição química dos minerais, grupamo-los em:
• Silicatos
• Óxidos
• Carbonatos
• Sulfatos
• Minerais argílicos:
feldspato, mica, quartzo, serpentina, dorita, talco;
hematita, magnetita, limonita;
Calcita, dolomita;
Gipsita (gesso) e anidrita.
São complexos de silicatos de alumínio hidratados,
formadores de solos. Os minerais mais comuns, e que se
destacam por exibirem comportamentos peculiares são:
caulinita, ilita e montmorilonita; são de dimensões muito
reduzidas e somente são reconhecidos por ensaios aos
raios X. As argilas montmoriloníticas são muito expansivas
e, portanto, instáveis em presença da água.
MINERAIS FORMADORES DE ROCHA
Conquanto se conhecem cerca de 2.000 minerais, apenas uns 15 são suficientes para
serem considerados como formadores de rocha.
Tendo em vista a composição química dos minerais, grupamo-los em:
• Silicatos
• Óxidos
• Carbonatos
• Sulfatos
• Minerais argílicos: São complexos de silicatos de alumínio hidratados,
formadores de solos. Os minerais mais comuns, e que se
destacam por exibirem comportamentos peculiares são:
caulinita, ilita e montmorilonita; são de dimensões muito
reduzidas e somente são reconhecidos por ensaios aos
raios X. As argilas montmoriloníticas são muito expansivas
e, portanto, instáveis em presença da água.
CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS
QUANTO À PORCENTAGEM DE SÍLICA
• Ácidas (maior que 66%)
• Intermediárias (entre 66% e 52%)
• Básicas (menor que 52%)
QUANTO À GÊNESE
• Magmáticas ou Ígneas
• Sedimentares
• Metamórficas
Magma
Arrefecimento
Rocha 
Magmática
Afloramento
Erosão
Sedimentos
Rocha 
Sedimentar
Pressão e 
Temperatura
Rocha 
Metamórfica
Fusão
CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS
QUANTO À RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES - RCS
• Rocha Alterada (se RCS superior a 50 kg/cm²)
• Alteração de rocha (quando RCS entre 50 e 20 kg/cm²)
• Solo Residual (quando RCS for inferior a 20 kg/cm²)
σ
ε
EFEITOS TECTÔNICOS
Genericamente, os movimentos da crosta terrestre denominam-se diastrofismo
(tectonismo). Se resultam de esforços verticais, dizem-se epirogênicos e, se de esforços
tangenciais, orogênicos. Tais movimentos geram deformações que dependem das
propriedades mecânicas das rochas.
Os efeitos tectônicos dividem-se em dois grupos: DOBRAS E FALHAS
Tipos de Dobras:
EFEITOS TECTÔNICOS
Genericamente, os movimentos da crosta terrestre denominam-se diastrofismo
(tectonismo). Se resultam de esforços verticais, dizem-se epirogênicos e, se de esforços
tangenciais, orogênicos. Tais movimentos geram deformações que dependem das
propriedades mecânicas das rochas.
Os efeitos tectônicos dividem-se em dois grupos: DOBRAS E FALHAS
Tipos de Dobras:
MACIÇOS ROCHOSOS
O comportamento de um maciço rochoso em seu conjunto é condicionado pelas
seguintes propriedades fundamentais:
a) As propriedades tecnológicas de um maciço rochoso dependem mais das
descontinuidades do maciço do que da resistência em si mesma;
b) A resistência de um maciço é determinada pelos vínculos de interpretação dos
“blocos” que o constituem (bloco é a porção do maciço limitado pelo sistema de
fraturas do maciço; para uma mesma família de fraturas pode-se definir um
espaçamento médio entre elas)
c) A deformabilidade de um maciço rochoso resulta, predominantemente, dos
deslocamentos relativos dos blocos que o constitui.
EXERCÍCIOS
Uma amostra cilíndrica, retirada de um Maciço Rochoso, com diâmetro de 10 cm e
altura de 20 cm apresentou, ao ser submetida ao ensaio de RCS, uma força carga final
de 2.356 kg. Pede-se, determinar o grau de alteração dessa amostra.
Na mecânica das rochas, o espaçamento entre as descontinuidades (fraturas)tem um
papel importante para a permeabilidade o maciço rochoso. A condutividade hidráulica
de uma família de fraturas é inversamente proporcional ao espaçamento entre elas
(___).
Duma análise geoquímica realizada em seis rochas distintas apresentou o resultado
expresso na tabela abaixo. Com base nesta, calcifica-las segundo o seu grau de acidez.