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06/03/2018
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Unidade 1
Geologia na Engenharia
1.1 - Conceito de Geologia e sua importância nas diversas áreas de conhecimento.
1.2 - A geologia e sua aplicação na engenharia. 
Aula 1 – 26/02/2018
Prof. Msc. Júlio Cesar de C. Lourenço
Conceituação geral
É a ciência que estuda a Terra, sua composição, estrutura,
propriedades físicas, história e os processos que lhe dão forma.
Estuda os processos da dinâmica da terra e os produtos
gerados por estes processos. Para isso investiga-se mares,
oceanos, continentes, solos, rochas, sistemas ambientais em
geral.
Objeto de estudo amplo, incorre na subdivisão:
 dinâmica externa e interna - física; 
 evolução dos processos - histórica.
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Significado de Geologia
• Geologia vem do grego
– Geos = terra
– Logos = estudo ou conhecimento
• Geologia = Estudo da Terra
• Geologia Física
– Composição da Terra (materiais e processos)
• Geologia Histórica
– Evolução da Terra (mudanças ao longo do tempo)
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Especializações da Carreira de Geologia
Dependendo do perfil do profissional ele pode optar pelas seguintes
especializações dentro da Geologia:
Engenharia Geológica: Especialização que une Engenharia e Geologia,
fazendo levantamentos técnicos para a construção de represas, túneis,
minas e grandes obras em geral.
Geologia Ambiental: planejamento da ocupação da natureza, avaliação
de risco e de danos de projetos industriais ao meio ambiente; remediação
de contaminação.
Geologia Petrolífera: Exploração e explotação de poços de petróleo e
reservas de gás natural.
Hidrogeologia: Exploração e explotação de reservas subterrâneas de
água doce.
Geologia da Mineração: Exploração e explotação de minérios;
avaliação de produtividade de jazidas.
Geologia Forense: perícias técnicas, auxílio à polícia e Ministério
Público na resolução de crimes.
Geofísica: Estudo de fenômenos geológicos, elétricos, térmicos e
magnéticos que atuam em nosso planeta.
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Métodos de trabalho
Trabalho de campo:
▪ caderneta, martelo, bússola, lupa de bolso, canivete,
ponteira, talhadeira, mapa topográfico, fotografias aéreas,
estereoscópio, entre outros.
Trabalho de laboratório:
▪ interpretação de dados, preparação de rochas (química,
laminação) e fósseis, curadoria de coleções.
Importância do Estudo da Geologia
• Determinante em muitos aspectos da Engenharia Civil. 
Exemplos:
– Características externas das construções
– Escolha de materiais de construção
– Processos de extração de materiais
– Uso de rochas como material
– Projeto de estruturas
– Projeto e construção de túneis
– Localização de petróleo
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Obtenção de materiais para construções em geral
A procura de jazidas de materiais de construção como pedras,
saibros, argilas para exploração, é uma das fases importantes
do planejamento das obras civis de vulto.
Nas obras situadas nas grandes cidades e nas proximidades das
mesmas, o material de construção necessário poderá ser
adquirido de fornecedores (pedreiras, areais...) já instalados.
A maioria das grandes obras rodoviárias, ferroviárias,
hidráulicas, habitacionais etc. utiliza jazidas próprias.
Localização de materiais de construção
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A localização adequada das jazidas com materiais de boa
qualidade é um dos fatores que mais influem no custo e no
andamento das grandes obras civis.
Construção de aterro onde o material utilizado é um solo
argiloso extraído de jazida (assinalada com setas) próximo ao
local, com pequena distância de transporte do material.
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Tipos de jazidas e exploração de material 
- Pedreiras (Pedra): Utilizadas para confecção 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).
Jazidas em potencial podem ser verificadas em mapas
geológicos.
O sucesso da verificação depende da peculiaridade geológica
da região e detalhes dos mapas disponíveis.
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Processos adequados de extração de 
materiais
Classificação tecnológica de rochas – tipos 
e adequação como material de construção
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Características externas das 
construções
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...
► São elementos de transporte, com exceção
daqueles usados em mineração. São
exemplos os túneis ferroviários, rodoviários, de
metrôs, de transporte de fluídos (água). No
transporte de água, a finalidade pode ser
tanto para obtenção de energia, como de
abastecimento de populações.
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Projetos de túneis
► Os túneis são também frequentemente usados em barragens como
obras auxiliares, através dos quais as águas do rio são desviadas a
fim de permitirem a construção das estruturas da barragem no leito
do rio. Os túneis de desvio são, em certos casos, aproveitados
posteriormente como túneis de adução, isto é, transporte das águas
do reservatório até a casa das máquinas.
► Na maioria dos casos, o traçado, tamanho e forma da seção do túnel
são estabelecidos anteriormente ao reconhecimento geológico,
escolha esta governada primeiramente pelos interesses de tráfego e
transporte. Este deve ser o caso dos túneis urbanos, rodoviários e
ferroviários e, também, nos túneis de condução de água, nos quais
as condições hidráulicas determinam seu tamanho e forma. A
tendência para o traçado de um túnel é mantê-lo o mais reto
possível, não só por seu percurso menor, mas também pela
simplificação da construção e da sua locação topográfica.
► O encontro de algumas condições geológicas particularmente ruins,
durante o reconhecimento prévio, pode dar lugar a um novo traçado
do túnel.
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Localização de petróleo
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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.
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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.
Sondagens geotécnicas
O método mais comum para investigação geológica é o de
sondagem à percussão com ou sem circulação de água, ensaio
padrão de penetração (SPT) conforme norma da ABNT, que
fornece um perfil com a descrição das camadas do solo e a
resistência oferecida por elas à penetração. Pode fornecer, ainda, a
profundidade do nível de água estático.
Quando a fundação é rochosa, ou parcialmente rochosa, usa-se
outro método de sondagem, a sondagem rotativa com broca de
diamante e extração de testemunho de sondagem. A rocha
amostrada é descrita e avaliada quanto à resistência.
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Em casas ou construções que aplicam baixa tensão sobre o solo,
muitas vezes não são realizadas sondagens.Vale, neste caso, a
experiência do Engenheiro responsável, ou mesmo construtor, para
estabelecer até onde deve ir a escavação para ser colocada a
fundação classificada como “superficial”. A experiência é reforçada
pelo conhecimento dos solos da região.
Para fundações de barragens ou outras obras que exijam estudos
especiais usam-se todos os métodos de investigação geológica.
Neste caso, os mapas geotécnicos podem fornecer valiosas
informações.
Projetos de estruturas (2)
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Condições geológicas desfavoráveis para fundações superficiais 
(sapatas). 
Patologia de fundações
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Estradas, cortes em geral, minas a céu aberto.
Para que sejam asseguradas condições de conforto, segurança
e economia na construção de uma rodovia, além das
condicionantes geométricas de traçado, há que se proceder as
investigações de natureza geológica e geotécnica da região a
atravessar, as quais constituem os fundamentos dos estudos de
drenagem e de estabilidade dos cortes e túneis, aterros e seus
terrenos de suporte, fundações de obras de arte e
dimensionamento dos pavimentos.
► 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 geologia local pode ser fator determinante para a
inviabilização (econômica) de determinados traçados
inicialmente idealizados para determinada estrada.
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Exemplos de estruturas geológicas 
em estradas
Taludes em camadas
inclinadas facilitam
escorregamentos
Taludes em camadas
horizontais são mais
favoráveis que inclinados
Taludes com rocha maciça
(granito por exemplo)
admitem cortes verticais
são os casos mais favoráveis
A figura à esquerda ilustra um escorregamento superficial de solo
sobre a ocorrência de uma rocha; e a da direita, a diferença de
estabilidade num mesmo vale.
SOLO
GNAISSE
SUPERFÍCIE 
ROCHOSA
LADO 
INSTÁVEL
LADO 
ESTÁVEL
MICAXISTO 
OU FILITO
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Obtenção de água subterrânea.
► O interior da Terra, composto de diferentes rochas, funciona
como um vasto reservatório subterrâneo para a acumulação e
circulação das águas que nele se infiltram. As rochas que formam
o subsolo da Terra, raras vezes, são totalmente sólidas e maciças.
Elas contêm numerosos vazios chamados também de interstícios,
que variam dentro de uma larga faixa de dimensões e formas.
Apesar desses interstícios poderem atingir dimensões de uma
caverna em algumas rochas, deve-se notar que a maioria tem
dimensões muito pequenas. São geralmente, interligados,
permitindo o deslocamento das águas infiltradas.
► Em consequência da infiltração, a água precipitada sobre a
superfície da terra penetra no subsolo e através da ação da
gravidade sofre um movimento descendente até atingir uma zona
onde os vazios, poros e fraturas se encontram totalmente
preenchidos d’água. Esta zona é chamada zona saturada. Essa
zona é separada por uma linha conhecida como nível freático ou
lençol freático.
► A utilização da água existente no subsolo é feita através de poços
caseiros e profundos, conforme a profundidade alcançada.
Ciclo Hidrológico da Água - Infiltração e 
formação de lençol freático (L.F.)
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► Grande número das obras de Engenharia encontram 
problemas relativos às águas subterrâneas. A ação 
e a influência dessas águas têm causado numerosos 
imprevistos e acidentes. Os casos mais comuns desse 
tipo de problema são verificados em cortes de 
estradas, escavações de valas e canais, fundações para 
barragens, pontes, edifícios, etc. De acordo com o 
tipo de obra, executa-se um tipo de drenagem ou 
rebaixamento do lençol freático. 
► A construção de edifícios, barragens, túneis, etc., 
normalmente requer escavações abaixo do lençol 
freático. Tais escavações podem exigir tanto uma 
drenagem, como um rebaixamento do lençol freático. 
São vários os métodos para eliminar a água existente 
no subsolo. 
Barragens de terra e aterros em geral.
► As barragens são estruturas construídas em vales e destinadas a fechá-los
transversalmente, proporcionando assim um represamento de água.
► A água acumulada por uma barragem é utilizada para as três seguintes
finalidades principais: abastecimento de cidades, suprimento à irrigação e
produção de energia elétrica. Estas são portanto barragens de acumulação.
► As que se destinam ao desvio dos cursos d’água denominan-se barragens de
derivação.
► A escolha do local para implantação de uma barragem é feita segundo um
planejamento geral em que interferem as condições geológicas e geotécnica
da região e ainda fatores hidráulicos, hidrelétricos e político-econômicos.
► O estudo de uma barragem e, em particular, da sua fundação, requer
preliminarmente as seguintes investigações:
► Topográficas: Cumpre, previamente, um levantamento topográfico da região
onde deverá ser construída a barragem, delineando-se assim a sua bacia de
acumulação.
► Hidrológicas: Tais investigações, de grande importância, visam a conhecer o
regime de águas da região.
► Geológicas: O conhecimento das condições geológicas da região é de
importância fundamental. Basta observar que das causas de acidentes de
barragens nos Estados Unidos, pelo menos 40% são, direta ou indiretamente,
de ordem geológica. O trabalho do engenheiro deve, portanto, ser secundado
pelo de um experiente geólogo de barragens. A prospecção geológica refere-se
em particular ao estudo das rochas, com especial atenção quanto aos seus
eventuais fendilhamentos.