Aula Classificação de Maciço Rochoso

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CLASSIFICAÇÃO DE MACIÇO 
ROCHOSO
Naiara de Lima Silva
Mestrado em Geotecnia – NUGEO/ UFOP
Engenheira Ambiental - UESB
Email: nls.naiara@gmail.com
CLASSIFICAÇÕES GEOMECÂNICAS
Sistemas desenvolvidos com base em determinadas 
características dos maciços rochosos, previamente 
selecionados, de modo a definir diferentes classes do maciço 
com a finalidade de subsidiar decisões de engenharia.
– Sistemas simples
– Relativamente baratos e práticos
• Previsão do comportamento geomecânico do maciço rochoso 
e suas aptidões, face a uma utilização específica de 
engenharia.
• Caracterização realizada através de um conjunto de 
propriedades identificadas por observação direta e ensaios 
realizados in situ ou em amostras recolhidas em sondagens.
CLASSIFICAÇÕES GEOMECÂNICAS
PREVISÃO DO COMPORTAMENTO DO MACIÇO ROCHOSO
– Estimar auto-sustentação dos maciços;
– Sistemas de suporte adequados;
– Geometria das seções de escavação;
– Sequência de desmonte;
– Minimização da subjetividade nas descrições:
• “MACIÇO MUITO COMPETENTE”
• “BASTANTE FRAGMENTADO”
• “MODERADAMENTE DESCOMPOSTO”
Não necessariamente traduzem o quadro real compreendido pelos
técnicos envolvidos numa mesma obra, uma vez que cada uma pode
ter uma percepção diferente dos seus significados.
CLASSIFICAÇÕES GEOMECÂNICAS
• A classificação torna possível ainda, efetuar 
comparações do desempenho entre obras realizadas 
em maciços semelhantes:
– SISTEMA DE SUPORTE MAIS EFICIENTE;
– PROCESSO DE ESCAVAÇÃO MAIS EFETIVO
– DESEMPENHO AO LONGO DO TEMPO DAS 
CAVIDADES EM ROCHA EXPOSTA
– REALIMENTAÇÃO DAS CLASSIFICAÇÕES COM 
NOVOS CASOS
CLASSIFICAÇÕES GEOMECÂNICAS
• A classificação visa individualizar o maciço rochoso em
regiões com determinadas características mais ou
menos uniformes e cujos limites, em muitos casos,
coincidem com feições geológicas expressivas – falhas,
diques, zonas de cisalhamento.
• PARÂMETROS GEOMECÂNICOS:
• Resistência da rocha intacta;
• Resistência das descontinuidades;
• Orientação das descontinuidades desfavoráveis em relação à
escavação;
• Densidade de compartimentação do maciço (frequência de juntas);
• Influência da água subterrânea;
• Condições de tensão ao redor da escavação.
CLASSIFICAÇÕES
• A formulação das classificações geomecânicas remonta 
à década de 40.
• Inicialmente concebidas para escavações subterrâneas, 
foram estendidas para aplicação em taludes e 
fundações.
• Há inúmeras classificações geomecânicas na literatura, 
porém poucas são usualmente aplicadas.
• A mais aplicadas são:
– Bieniawski (Sistema RMR)
– Barton (Sistema Q).
Principais Classificações Geomecânicas
Índices característicos das principais Classificações 
Geomecânicas
CLASSIFICAÇÕES GEOMECÂNICAS
1) CLASSIFICAÇÃO DE BIENIAWSKI (Sistema RMR)
• Publicada em 1976, tendo por base uma vasta 
experiência colhida em obras subterrâneas.
• O Sistema RMR (“Rock Mass Rating”) é atualmente 
muito divulgada e tem sido sucessivamente refinada à 
medida que são incluídos os resultados de análises de 
um maior número de casos práticos.
• Atenção especial o caso das obras subterrâneas
• Nesta aula será apresentada a versão de 1989 (versão 
atualizada com 268 casos reais).
CLASSIFICAÇÕES GEOMECÂNICAS
1) CLASSIFICAÇÃO DE BIENIAWSKI (Sistema RMR)
• OBJETIVOS:
– Caracterizar os parâmetros condicionantes do 
comportamento dos maciços rochosos;
– Compartimentar uma formação rochosa em classes de 
maciços com qualidades distintas;
– Fornecer parâmetros para a compreensão das 
características de cada classe de maciço;
– Prover dados quantitativos para o projeto geomecânico;
– Servir como referência à comunicação de dados na
própria obra e entre obras distintas. 
CLASSIFICAÇÕES GEOMECÂNICAS
1) CLASSIFICAÇÃO DE BIENIAWSKI (Sistema RMR)
• O sistema utiliza a atribuição de pesos aos seis parâmetros
considerados mais significativos para o comportamento dos
maciços rochosos:
1. Resistência à compressão uniaxial da rocha intacta;
2. RQD (“Rock Quality Designation”);
3. Espaçamento das descontinuidades;
4. Condição das descontinuidades;
5. Influência da água;
6. Orientação das descontinuidades/escavação.
• O somatório dos pesos atribuídos a cada um dos parâmetros
constitui um índice, usualmente designado por RMR, ao qual
corresponde uma das cinco classes de qualidade de maciços.
PARÂMETROS ANALISADOS EM MACIÇOS 
ROCHOSOS
1) CLASSIFICAÇÃO DE BIENIAWSKI (Sistema RMR)
• Características que traduzem a qualidade dos meios rochosos
e parâmetros analisados na sua caracterização:
– Grau de Alteração  parâmetro suprimido, uma vez que seus
efeitos já se encontram embutidos nos valores de resistência à 
compressão simples.
– Descontinuidades  considerado em três parâmetros: RQD; 
espaçamento médio das juntas e padrão das descontinuidades -
abertura, persistência, rugosidade, alteração das paredes e 
enchimento.
– Orientação das descontinuidades  analisado em função da 
natureza da obra.
1) CLASSIFICAÇÃO DE BIENIAWSKI (Sistema RMR)
1. Resistência à compressão uniaxial da rocha intacta
• A resistência à compressão simples ou uniaxial é
determinada num corpo de prova de rocha submetido a uma
tensão normal (σ) nas bases igual à razão da força normal N
pela área da base A.
Resistência
Branda - C < 35 Mpa 
Resistente - 35 > C < 137 MPa
Muito resistente - C > 137 MPa
1) CLASSIFICAÇÃO DE BIENIAWSKI (Sistema RMR)
2. RQD (“Rock Quality Designation”);
1) CLASSIFICAÇÃO DE BIENIAWSKI (Sistema RMR)
2. RQD (“Rock Quality Designation”);
1) CLASSIFICAÇÃO DE BIENIAWSKI (Sistema RMR)
1) CLASSIFICAÇÃO DE BIENIAWSKI (Sistema RMR)
CLASSIFICAÇÕES GEOMECÂNICAS
1) CLASSIFICAÇÃO DE BIENIAWSKI (Sistema RMR)
• Durante a classificação procura-se representar condições
típicas médias de cada parâmetro, sendo que as variações
devem ser obtidas por interpolação a partir de valores
cotados nas tabelas.
• Bieniawski (1989)  fornece gráficos com a variação
contínua de cada parâmetro para facilitar a interpolação de
valores intermediários.
1) CLASSIFICAÇÃO DE BIENIAWSKI (Sistema RMR)
1) CLASSIFICAÇÃO DE BIENIAWSKI (Sistema RMR)
1) CLASSIFICAÇÃO DE BIENIAWSKI (Sistema RMR)
CLASSIFICAÇÕES GEOMECÂNICAS
1) CLASSIFICAÇÃO DE BIENIAWSKI (Sistema RMR)
CORRELAÇÕES
• O valor do índice RMR dá indicações do tempo médio
de auto-sustentação para vãos não revestidos em
túneis.
– Auto-sustentação - períodos de tempo durante os quais 
deverá ser colocado o suporte sob pena de ocorrer o 
colapso previsível da abertura.
• Permite inferir características da seção de escavação e
métodos de suporte recomendados.
1) CLASSIFICAÇÃO DE BIENIAWSKI (Sistema RMR)
CLASSIFICAÇÕES GEOMECÂNICAS
2) CLASSIFICAÇÃO DE BARTON (Sistema Q)
• A partir da observação de mais de 200 casos de escavações 
subterrâneas, Barton, Lien e Lund, do Norwegian
Geotechnical Institute, propuseram, em 1974, uma 
classificação geotécnica para maciços rochosos.
• O índice de qualidade Q baseado na análise de 6 fatores 
considerados relevantes para a caracterização do 
comportamento dos maciços rochosos.
• O valor numérico do índice Q apresenta um largo campo de 
variação, entre 10-3 e 103, e é determinado pela expressão:
2) CLASSIFICAÇÃO DE BARTON (Sistema Q)
• RQD = Designação da qualidade da rocha (Rock Quality
Designation);
• Jn = Índice de influência do nº de famílias das descontinuidas;
• Jr = Índice de influência da rugosidade das fraturas;
• Ja = Índice de influência do grau de alteração das fraturas;
• Jw = Índice de influência da água subterrânea;
• SRF (Stress Reduction Factor) = Considera o estado de 
tensões no entorno da cavidade.• RQD/Jn – avalia o tamanho dos blocos.
• Jr/Ja – avalia a resistência ao cisalhamento entre os blocos.
• Jw/SRF – avalia as tensões.
2) CLASSIFICAÇÃO DE BARTON (Sistema Q)
2) CLASSIFICAÇÃO DE BARTON (Sistema Q)
2) CLASSIFICAÇÃO DE BARTON (Sistema Q)
Os índices Jr e Ja das 
paredes das descontinuidades 
deve ser aplicado à condição 
mais desfavorável – maior 
probabilidade de ruptura.
2) CLASSIFICAÇÃO DE BARTON (Sistema Q)
2) CLASSIFICAÇÃO DE BARTON (Sistema Q)
2) CLASSIFICAÇÃO DE BARTON (Sistema Q)
Reflete o 
potencial de 
relaxação do 
maciço ao redor 
da escavação.
2) CLASSIFICAÇÃO DE BARTON (Sistema Q)
Com base no sistema de classificação Q 
são propostas recomendações quanto 
ao tipo de suporte necessário à 
estabilidade de maciços rochosos na 
construção de túneis.
2) CLASSIFICAÇÃO DE BARTON (Sistema Q)
CLASSIFICAÇÕES GEOMECÂNICAS
Correlação entre RMR e Q:
• Um total de 111 casos da Escandinávia, África do Sul, 
Europa, Austrália, EUA e Canadá foram analisados 
resultando na seguinte equação:
Comparações entre Q e RMR:
• O RMR enfatiza a orientação das descontinuidades e 
considera a resistência da rocha diretamente nos seus 
parâmetros ao contrário do sistema Q.
• O Q leva em consideração as tensões da rocha ao contrário 
do RMR. RMR é claramente mais simples.