Aula Caracterização de Maciço Rochoso

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CARACTERIZAÇÃO DE MACIÇOS 
ROCHOSOS
Naiara de Lima Silva
Mestrado em Geotecnia – NUGEO/ UFOP
Engenheira Ambiental - UESB
Email: nls.naiara@gmail.com
INTRODUÇÃO
INTRODUÇÃO
INTRODUÇÃO
INTRODUÇÃO
“Na prática, um MACIÇO ROCHOSO íntegro e 
homogêneo raramente é encontrado.”
PRINCIPAL PREOCUPAÇÃO!!!
Feições geológicas que representam zonas de fraqueza
mecânica e vias de percolação no interior das massas
rochosas – DESCONTINUIDADES
• Descontinuidades: qualquer entidade geológica que 
interrompa a continuidade física de uma dada formação 
rochosa.  Caracterizam o maciço rochoso como meio
heterogêneo, anisotrópico e descontínuo.
CONCEITOS BÁSICOS
1) Descontinuidade Geomecânica
• Feições tabulares ou planares;
• Planos definidos de separação física da rocha (juntas, 
falhas, contatos litológicos bruscos);
• Estrato pouco consolidado no interior de uma sequência
sedimentar.
Reduzida qualidade mecânica, isto é, com 
propriedades de resistência e rigidez muito inferiores a 
da rocha encaixante.
CONCEITOS BÁSICOS
2) Isotropia
• Rochas maciças podem apresentar características físico-
mecânicas constantes em todas as direções.
– Ex.: Típico das Rochas Ígneas
As propriedades físicas do meio são as mesmas independente da direção.
CONCEITOS BÁSICOS
3) Anisotropia
• Nem todas as estruturas presentes em um maciço
comportam-se como descontinuidades geomecânicas.
– Foliações Metamórficas – representam uma anisotropia
estrutural, repetem-se de forma sistemática no maciço, 
expressando-se como o arranjo preferencial de minerais.
As propriedades físicas do meio mudam de acordo com a direção analisada.
CONCEITOS BÁSICOS
4) Efeito de Escala
• Na caracterização das descontinuidades, deve-se 
considerar o papel do efeito de escala:
– Relação existente entre o espaçamento médio das 
descontinuidades e as dimensões da obra a ser instalada.
Dimensões relativas de um 
túnel em duas condições de 
espaçamento de juntas:
a) Blocos Maiores que a 
abertura
b) Blocos Menores que
abertura
4) Efeito de Escala
4) Efeito de Escala
Padrão de descontinuidade do talude 
com uma altura de 30 metros e um 
ângulo de inclinação de 70° e com 
duas famílias de juntas.
Padrão de descontinuidade do talude 
com uma altura de 90 metros e um 
ângulo de inclinação de 50° e com 
duas famílias de juntas.
4) Efeito de Escala
Padrão de descontinuidade do talude de rocha de grande 
escala com uma altura de 500 metros e um ângulo de 
inclinação de 50° e com duas famílias de juntas.
4) Efeito de Escala
Questão de Escala: Pequena (micro) escala  “Rocha Intacta”
Realidade: material extremamente fissurado 
(descontínuo  intacto) em microescala!
CARACTERIZAÇÃO DE MACIÇOS 
ROCHOSOS
• As características que traduzem a qualidade dos meios
rochosos, do ponto de vista de seu aproveitamento em
Engenharia Civil, associam-se, fundamentalmente:
– LITOLOGIA
– ESTADO DE ALTERAÇÃO
– COERÊNCIA
– DESCONTINUIDADES
CARACTERIZAÇÃO DE MACIÇOS 
ROCHOSOS
1) Litologia:
• Diz respeito aos tipos de rochas.
– Petrografia: estuda as rochas por meio da mineralogia, cor, 
textura, granulometria, estruturas e outras feições importantes
que possibilitam individualizá-las.
• A identificação da litologia é sempre importante
– Relações entre litologias e características do meio rochoso que
condicionam seu comportamento quando aproveitado na
Engenharia.
 Ex.: Rochas Calcárias, Filitos, Quartizitos
CARACTERIZAÇÃO DE MACIÇOS ROCHOSOS
1) Litologia:
• Nem sempre a classificação litológica expressa a variabilidade que
a rocha apresenta em um mesmo local, sendo necessário
discriminar as variedades de um mesmo litotipo.
Arenito Caiuá
CARACTERIZAÇÃO DE MACIÇOS ROCHOSOS
2) Alteração
Conjunto de modificações físico-químicas a que as rochas
encontram-se submetidas, que conduz à degradação de suas
características mecânicas.
• Geologia de Engenharia - alteração intempérica muito
importante, favorecendo a diminuição da resistência
mecânica, aumento da deformabilidade e a modificação das 
propriedades de permoporosidade das rochas.
– BRASIL: clima tropical, ação intempérica predominantemente
química, afetando os maciços rochosos a profundidades
consideráveis.
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2) Alteração
• Para um mesmo tipo litológico, a rocha mostra-se menos
resistente e mais deformável, quanto mais avançada a 
alteração.
– Caracterização Tátil-Visual
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2) Alteração
CARACTERIZAÇÃO DE MACIÇOS ROCHOSOS
2) Alteração
• O conceito de alteração aplica-se bem em rochas
magmáticas e metamórficas.
• Em rochas sedimentares, a evolução dos processos
de alteração podem não resultar em diminuição de suas
características mecânicas.
– Ex.: Arenito limonitizado mais resistente que
arenito original
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3) Coerência
• Definida com base nas propriedades de tenacidade, dureza e 
friabilidade das rochas. 
• Apreciação de resistência que a rocha oferece ao impacto do 
martelo e ao risco com lâmina de aço.
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4) Descontinuidades
• Condicionam de maneira muito forte, o comportamento dos
maciços rochosos, podendo controlar toda sua estabilidade.
Comportamento Mecânico = Resistência + Deformabilidade
Resistência: diz respeito às tensões máximas que o material é capaz 
de suportar sob um dado tipo de solicitação (tração direta, tração 
induzida, compressão uniaxial, compressão confinada, cisalhamento 
etc.) sem ser levado a perder sua integridade/continuidade.
Deformabilidade: diz respeito a como e quanto o material muda de 
forma sob ação de cargas específicas dadas, nos variados tipos de 
solicitação.
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4) Descontinuidades
• Modelo Estrutural do Maciço: Representa a distribuição
espacial das descontinuidades e suas características
geométricas, permitindo reconhecer as mais importantes no 
condicionamento do comportamento do maciço.
– SISTEMAS DE FAMÍLIAS
– ORIENTAÇÃO ESPACIAL
– ESPAÇAMENTOS
– PERSISTÊNCIAS
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4) Descontinuidades
4.1 Orientação Espacial:
• Direção – Interseção da 
estrutura (plano) com um 
plano horizontal 
imaginário.
• Mergulho – Ângulo entre 
a estrutura (plano) com um 
plano horizontal 
imaginário.
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4) Descontinuidades
4.1 Orientação Espacial: As descontinuidades de um maciço
rohoso distribuem-se espacialmente segundo orientações
preferenciais, agrupando-se em sistemas ou famílias.
 Família - Descontinuidades 
com mesma orientação e 
origem
 Sistema - Conjunto de 
Famílias
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4) Descontinuidades
4.1 Orientação Espacial: A atitude das descontinuidades em relação
a uma estrutura de engenharia ou à superfície de encostas rochosas
naturais pode condicionar sua estabilidade ou favorecer a ocorrência
de deslocamentos excessivos.
(a) Descontinuidades 
mergulhando para o 
interior do talude;
Fundação estável
(b) Descontinuidades 
mergulhando para fora 
da face do talude -
Fundação instável.
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4) Descontinuidades
4.1 Orientação Espacial:
A interseção de descontinuidades numa rocha muito resistente produziu o colapso de 
blocos da fundação das casas construídas junto à crista da escarpa.
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4) Descontinuidades
4.2 Persistência (continuidade): Extensão em área de uma
descontinuidade.
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4) Descontinuidades
4.2 Persistência (continuidade):Extensão em área de uma
descontinuidade.
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4) Descontinuidades
4.2 Persistência (continuidade):
Compartimentação do Maciço Rochoso
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4) Descontinuidades
4.3 Espaçamento: Distância entre descontinuidades adjacentes
de uma mesma família – quantidade de descontinuidades por
unidade de medida.
CARACTERIZAÇÃO DE MACIÇOS ROCHOSOS
4) Descontinuidades
4.3 Espaçamento:
• Interfere significativamente no comportamento do meio rochoso, 
em relação a deformabilidade, resistência ao cisalhamento e 
permeabilidade;
• À medida que se aproxima da superfície do terreno, é comum se 
verificar diminuição do espaçamento das descontinuidades, 
resultado da descompressão causada pela erosão e ação do 
intemperismo.
↓ Espaçamento  ↑ Deformações e ↑ Permeabilidade
Cotas de fundação e Exploração de pedreiras
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4) Descontinuidades
4.4 Rugosidade: corresponde a 
ondulações nas superfícies das 
descontinuidades. Influencia
especialmente a resistência ao
cisalhamento.
CARACTERIZAÇÃO DE MACIÇOS ROCHOSOS
4) Descontinuidades
4.5 Abertura e Enchimento:
• Abertura: distância entre as paredes de uma descontinuidade. 
Importante no estudo de percolação de água no interior dos maciços.
• Enchimento: material que preenche o espaço entre as paredes da 
descontinuidade e que poderá ser muito diversificado, como por 
exemplo: calcite, quartzo, argila, silte, etc.
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4) Descontinuidades
4.5 Abertura e Enchimento:
• Enchimento  pode modificar ou controlar a resistência ao
cisalhamento e a condutividade hidráulica das descontinuidades.
• Em regiões tropicais o enchimento consiste na decomposição
intempérica da própria rocha vizinha à fratura.
– Diferença de comportamento em termos de resistência e 
deformabilidade: material pétreo (mais resistente e menos 
deformável) e material argiloso mole (elevada deformabilidade e 
baixa resistência).
– Diferença de comportamento, em termos hidráulicos  material 
poroso e material impermeável.
CARACTERIZAÇÃO DE MACIÇOS ROCHOSOS
Descrição dos Maciços Rochosos
1) Descrição em Testemunhos:
• É fundamental os testemunhos de sondagem traduzirem, tanto
quanto possível, as características in situ do meio rochoso.
• Desgastes, decorrentes do processo de perfuração e
procedimentos inerentes à execução da sondagem  danos
nas amostras comprometendo as observações.
• Caráter Pontual das Observações em Amostras – apesar de
ser uma amostra contínua do maciço, seu diâmetro é reduzido,
e o resultado final da descrição obriga extrapolações para todo
maciço.
CARACTERIZAÇÃO DE MACIÇOS ROCHOSOS
Descrição dos Maciços Rochosos
1) Descrição em Afloramentos:
• Os afloramentos, áreas expostas do meio rochoso, naturais ou
provenientes de escavações, proporcionam condições mais
favoráveis para sua caracterização.
• Nem sempre se dispõe de afloramentos naturais, com grau de
exposição necessária para as observações – Estudo do maciço
nas fases adiantadas do projeto.
• Em afloramentos o nível de observações se dá de forma muito
mais completa – distribuição das estruturas e persistência.