2 e 3. Investigação Geotécnica Métodos Diretos, Semi diretos e Indiretos

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INVESTIGAÇÃO 
GEOLÓGICO-GEOTÉCNICA
Universidade Federal de Rio Grande - FURG
Escola de Engenharia – EE
Laboratório de Geotecnia e Concreto
Geologia de Engenharia
CONHECIMENTO DAS 
CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS
ORIENTAR O PROJETO SEGUNDO 
APTIDÕES NATURAIS DO LOCAL
EMPREENDIMENTO HARMÔNICO COM A 
NATUREZA DO TERRENO, ECONÔMICO E SEGURO
Introdução
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“Investigação do material abaixo da superfície terrestre ao longo
de uma determinada profundidade (profundidade de estudo).”
Esta profundidade é função do tipo de estudo realizado:
1. Jazidas para rodovias: 0,20 a 1,20 metros.
2. Fundações para edifícios: 10 a 30 metros.
3. Exploração de petróleo: pode ser mais de 1000 metros.
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Introdução
• Determinação da extensão, profundidade e espessura das camadas de subsolo até uma
determinada profundidade. Descrição do solo de cada camada, compacidade e
consistência, cor e outras características perceptíveis;
• Determinação da profundidade do nível do lençol freático, lençóis artesianos ou
suspensos;
• Informações sobre a profundidade da superfície rochosa e sua classificação, estado de
alteração e variações;
• Dados sobre propriedades mecânicas e hidráulicas dos solos e rochas 
compressibilidade, resistência ao cisalhamento, permeabilidade.
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Objetivos da Investigação Geotécnica
Finalidade e 
proporções da obra
Características do 
terreno
Experiências práticas e 
locais
Custo
Método e 
Amplitude
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Objetivos da Investigação Geotécnica
Investigações de Superfície:
• Sensoriamento remoto;
• Mapeamento.
Investigações de Subsuperfície:
• Método Direto;
• Método Semi-direto;
• Método Indireto.
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Investigações Geotécnicas
Propriedades do subsolo são obtidas de forma direta, através da
retirada de amostras do solo, ao longo de uma perfuração ou
medição direta das propriedades in situ.
• Poços
• Trincheiras
• Sondagens à Trado
• SPT
• Sondagens Mistas/Rotativas
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Métodos Diretos
Manual
Mecânico
POÇOS
Escavação vertical com dimensões
mínimas para permitir acesso do
observador, para descrição das
camadas de solos e rochas e coleta de
amostras. A abertura em rochas é feita
com furos de martelete e explosivos.
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Métodos Diretos - Poços
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Métodos Diretos - Poços
TRINCHEIRAS
Com menor profundidade
em relação aos poços,
permitem uma seção
contínua horizontal.
GALERIAS DE 
INSPEÇÃO
Seções horizontais em subsuperfície.
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Métodos Diretos – Trincheiras e Galerias
• Permitem a observação da estratificação das camadas do solo;
• Permitem a tomada de amostras indeformadas para caracterização do solo e
determinação dos parâmetros de resistência;
• Escavações manuais geralmente não escoradas;
• Até o encontro do nível d'água ou onde for estável.
NBR 9604/2015 – Abertura de poço e trincheira de inspeção em solo, com retirada de amostras deformadas e
indeformadas — Procedimento
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Métodos Diretos – Poços, Trincheiras e Galerias
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Métodos Diretos – Poços, Trincheiras e Galerias
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Métodos Diretos – Poços, Trincheiras e Galerias
SONDAGENS À TRADO
Concha metálica dupla ou espiral que ao perfurar o solo guarda em
seu interior o material escavado.
• Simples, rápido, econômico;
• Investigações preliminares;
• Coleta de amostras indeformadas, determinação do NA e
identificação dos horizontes do terreno.
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Métodos Diretos – Sondagens à Trado
NBR 9603:2015 – Sondagem a trado – Procedimento
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Métodos Diretos – Sondagens à Trado
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Métodos Diretos – Sondagens à Trado
SPT Standard Penetration Test;
É o mais famoso, mais econômico, simples e possui muita experiência em torno dele.
• Mais difundido método de prospecção geotécnica do Brasil;
• Resistência dinâmica;
• Sondagem de simples reconhecimento (análise tátil-visual e ensaios no
laboratório).
No Brasil, também estima-se a tensão admissível de solos granulares.
Solos coesivos: NSPT < 5 -> ensaios triaxiais
Energia de Cravação: mecânica OU manual
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Métodos Diretos - SPT
ABNT NBR 6484:2001 - Solo - Sondagens de simples
reconhecimentos com SPT - Método de ensaio
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"Toda a investigação do solo começa com o SPT e, dependendo do caso e das
responsabilidades da obra, é complementada com outros ensaios de campo,
como CPT, ensaio de palheta ou sondagem rotativa. A investigação também
deve ser estendida para o laboratório, com ensaios de permeabilidade,
resistência e compressibilidade. Esse tipo de análise custa, em média, entre
R$ 70 e R$ 400 por amostra.”
Preço: Mobilização em torno de R$ 350 e R$ 30 a 40/metro perfurado.
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Programação de sondagens de simples reconhecimento dos solos para 
fundações de edifícios
Área de projeção da construção (m²) Número mínimo de furos
< 200 2
200 a 600 3
600 a 800 4
800 a 1000 5
1000 a 1200 6
1200 a 1600 7
1600 a 2000 8
2000 a 2400 9
> 2400 A critério
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ABNT NBR 8036/1983 - Programação de sondagens de simples reconhecimento dos solos para fundações 
de edifícios - Procedimento
LOCAÇÃO DOS FUROS
Devem cobrir toda a área carregada. A distância entre furos não deve ser superior
a 30 m. Considerar regiões de maior carga.
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PROFUNDIDADE DOS FUROS
Considerar a profundidade provável das fundações e do bulbo de
tensões gerado pelas fundações previstas e as condições geológicas.
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EXECUÇÃO DA SONDAGEM DE SIMPLES RECONHECIMENTO
• Limpeza do terreno, abertura de sulcos para desvios da água da
chuva e construção da plataforma (se necessário);
• Marcação dos furos (piqueteamento);
• Trado concha até onde possível  trado helicoidal até o nível
freáticoou até o impenetrável por tradagem (avanço inferior a
5 cm em 10 min)
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• Avanço com circulação de água (lavagem):
utiliza o trépano como ferramenta de
escavação. Sistema de injeção de água deve
ser mantido a 30 cm do fundo do furo;
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• São registradas as transições das camadas
pela observação do material tradado ou
trazido a superfície pela água da lavagem;
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• Registro do nível do lençol freático (no momento e após 24
horas);
• A sondagem deve encerrar nos seguintes casos:
- profundidade especificada;
- impenetrabilidade;
- sondagem rotativa;
• Fechamento do furo.
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EXECUÇÃO DO SPT
• Deve ser executado a cada metro a partir de 1 m de profundidade;
• Penetração do amostrador padrão através do impacto de um
martelo de 65 kg caindo de uma altura de 75 cm. O martelo deve
possuir haste-guia e ser dotado de um coxim de madeira. O
martelo deve ser erguido manualmente por corda e polia.
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• Martelo (65 kg);
• Altura de queda: 75 cm;
• Amostrador padrão.
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• Apoiado o amostrador verticalmente no fundo do furo, o martelo
é suavemente apoiado sobre a composição  a penetração
equivalente corresponderá a zero golpes;
• Não tendo ocorrido penetração igual ou maior que 45 cm 
inicia-se a cravação do amostrador pela queda do martelo por 45
cm, anotando-se o número de golpes necessários para a cravação
de cada 15 cm
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• O índice de resistência à penetração (NSPT) consiste no número de
golpes necessários para a cravação dos 30 cm finais do
amostrador;
• A cravação do amostrador é interrompida e o ensaio de
penetração suspenso quando se obtiver penetração inferior a 5 cm
após 10 golpes consecutivos ou quando o número de golpes
ultrapassar 50 em um mesmo ensaio impenetrável ao SPT
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APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS
• Croqui do terreno com a localização dos furos;
• Perfis individuais de cada furo;
• Perfis longitudinais ao longo do alinhamento dos furos.
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INFORMAÇÕES INDISPENSÁVEIS:
- Cotas em relação a um referencial;
- Posições de amostragem;
- Indicação do nível de água (durante a sondagem e após 24 horas);
- Revestimento;
- Indicação do NSPT ao longo da profundidade;
- Descrição das camadas;
- Motivo de paralisação.
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NSPT
Soma do número de golpes necessários à penetração dos 30
cm finais do amostrador. Em alguns casos é apresentado de
forma diferenciada:
• Quando o amostrador penetra somente com o peso do martelo 
zero golpes;
• Quando no primeiro golpe penetra mais que os 45 do amostrador 
Ex.: 1/58;
• Solo muito rijo ou compacto: não se consegue cravar todo o
amostrador Ex.: 30/15
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Métodos Diretos - SPT
CORRELAÇÃO BÁSICA DO NSPT (NBR 7250/82)
NSPT COMPACIDADE
0 a 4 Muito fofa
5 a 8 Fofa
9 a 18 Compacidade média
18 a 40 Compacta
> 40 Muito compacta
NSPT CONSISTÊNCIA
0 a 2 Muito mole
3 a 5 Mole
6 a 10 Consistência médida
11 a 19 Rija
> 19 Dura
• Compacidade: areias a siltes arenosos;
• Consistência: argilas a siltes argilosos.
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Solo Consistência Comportamento qualitativo SPT Pressão admissível (kg/cm²)
A
R
G
IL
A
Muito mole Escorre entre os dedos facilmente - -
Mole
Deforma com pressão pequena dos 
dedos
<4 < 1,0
Média
Deforma com pressão média dos 
dedos
4 a 8 1,0 a 2,0
Rija
Deforma com pressão considerável 
dos dedos
8 a 15 2,0 a 3,5
Dura
A pressão máxima dos dedos deixa 
apenas uma ligeira marca
> 15 > 3,5
A
R
EI
A
Fofa
A compacidade é de verificação 
qualitativa. Mais difícil do que a 
consistência das argilas
< 5 1, a 1,5*
Pouco compacta 5 a 10 1,0 a 3,0*
Compacta 10 a 25 2,5 a 5,0*
Muito compacta > 25 > 5,0*
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Métodos Diretos - SPT
* Varia com a granulometria
VANTAGENS:
• Custo relativamente baixo;
• Facilidade de execução e possibilidade de trabalho em locais de
difícil acesso;
• Permite descrever o subsolo em profundidade e a coleta de
amostras;
• Fornece um índice de resistência à penetração;
• Possibilita a determinação do nível freático.
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DESVANTAGENS:
• Dependência do operador e do equipamento;
• Suscetível a erros grosseiros por falta de manutenção do
amostrador ou deficiência do técnico;
• Fornece apenas valores correlacionáveis com parâmetros
geotécnicos dos solos;
• Impossibilidade de detecção de camadas delgadas de solo.
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Métodos Diretos - SPT
Responsável por investigar a rocha sã ou decomposta.
• Sondagem é feita com o auxílio de uma coroa amostradora de aço,
onde estão encrustados pequenos diamantes.
• Esse método deve ser aplicado de forma prévia em todas as obras
de grande porte e chama-se sondagem mista quando executado
junto ao SPT.
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Métodos Diretos – Sondagem Mista/Rotativa
SONDAGEM MISTA/ROTATIVA
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Métodos Diretos – Sondagem Mista/Rotativa
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Métodos Diretos – Sondagem Mista/Rotativa
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Métodos Diretos – Sondagem Mista/Rotativa
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Métodos Diretos – Sondagem Mista/Rotativa
Fornecem informações sobre as características do terreno, sem
possibilitar a coleta de amostras ou informações sobre a natureza do
solo, a não ser por correlações indiretas.
• Vane Test/Ensaio de Palheta
• CPT / CPTu
• Ensaio Pressiométrico
• Ensaio Dilatométrico
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Métodos Semi-diretos
Ensaio de Palheta / Vane Test
Mede-se à resistência ao cisalhamento não drenada do solo (Su), através da
verificação de resistência do solo ao corte de uma palheta em movimento
giratório .
• Solos moles
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Métodos Semi-diretos – Vane Test 
Considerações:
- Drenagem impedida;
- Ausência de amolgamento do solo;
- Superfície de ruptura coincide com a geratriz do cilindro;
- Distribuição de tensões uniformes
- Isotropia do solo
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Métodos Semi-diretos – Vane Test 
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Métodos Semi-diretos – Vane Test 
Vantagens: exigências precisas na execução, pois os equipamentos manuais dão
margem a muitos tipos de falhas.
Desvantagens: custo alto.
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Métodos Semi-diretos – Vane Test 
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Métodos Semi-diretos – Vane Test 
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Métodos Semi-diretos – Vane Test 
CPT/CPTu Cone Penetration Test / Piezocone (CPTu);
Mede a resistência do solo em termos da sua capacidade de carga, para projeto
de fundações profundas.
• Simulação de estaca cravada.
• Solos moles
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Métodos Semi-diretos - CPT/CPTu
• qc: resistência de ponta;
• fs: resistência lateral;
• Rf: razão de atrito
lateral (fs/qc)
• u: pressão na água
intersticial.
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Métodos Semi-diretos – CPT/CPTu
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Métodos Semi-diretos – CPT/CPTu
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Métodos Semi-diretos – CPT/CPTu
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Métodos Semi-diretos – CPT/CPTu
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Métodos Semi-diretos – CPT/CPTu
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Métodos Semi-diretos – CPT/CPTu
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Métodos Semi-diretos – CPT/CPTu
PARÂMETROS GEOTÉCNICOS
 Coeficiente de adensamento (Ch e Cv);
 Resistência não drenada (Su);
 Ângulo de atrito efetivo de areias (Ø’);
 História de tensões (tensão de pré-adensamento, OCR);
 Coeficiente de permeabilidade (K);
 Módulo de deformação cisalhante (G0);
 Coeficiente de deformabilidade (mv);
 Estratigrafia.
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Métodos Semi-diretos – CPT/CPTu
Vantagens: o CPT ou CPT(u) fornece parâmetros mais precisos que o
SPT, por exemplo.
Desvantagens: necessita de mão-de-obra especializada e dificuldade
para transportar o equipamento em regiões de difícil acesso.
Preço do CPTU: instalação e transporte de equipamentos a partir de R$ 200 e
R$ 40/metro perfurado.
Preço do CPTu: R$ 130/m, R$ 400/ensaio de dissipação, R$ 300/instalação de
furo, R$ 200/relatório de furo. A mobilização depende do local.
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Métodos Semi-diretos – CPT/CPTu
Propriedades do subsolo são extraídas indiretamente pela medida, seja da
sua resistividade elétrica ou da velocidade de propagação de ondas elásticas.
- Ensaios de campo que não alteram as propriedades físicas do solo
pesquisado!
• Método Geofísico/Geoelétrico
• Método Sísmico
Métodos Indiretos
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• Aquisição e interpretação de dados instrumentais;
• Métodos não-invasivos;
• Avaliar condições geológicas através dos contrastes das propriedades
físicas (condutividade elétrica, magnetismo, densidade, ...);
• Rapidez na avaliação de grandes áreas com custo relativamente
menor.
Métodos Indiretos
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São utilizados para:
• Determinação da posição e geometria do corpo rochoso;
• Caracterização de estratos sedimentares;
• Identificação de zonas de falhas, zonas alteradas e/ou fraturadas, contatos
litológicos, cavidades, diques;
• Caracterização de materiais permeáveis e impermeáveis;
• Localização de corpos condutores e resistentes;
• Identificação do NA;
• Identificação da direção e sentido do fluxo dos fluidos.
Métodos Indiretos
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Propagação de corrente elétrica aplicada ao subsolo por equipamentos
apropriados.
Mede-se a eletrorresistividade (a dificuldade da corrente elétrica para
se propagar num meio qualquer) através de eletrodos que são
colocados no nível do terreno.
• Quanto maior o espaçamento dos eletrodos, maior a profundidade
de investigação.
Métodos Indiretos – Método Geolétrico
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Empregados em:
• Determinação da direção e sentido do fluxo dos fluídos subterrâneos;
• Determinação da posição e geometria do topo rochoso; 
• O tipo de rocha pode ser identificado, mas não com precisão;
• A rocha é mais resistiva quanto menor for o teor de minerais com ligações iônicas;
• Caracterização dos estratos sedimentares;
• Identificação de zonas de falhas, zonas alteradas, contatos litológicos, entre outros;
• Construções de grandes obras civis (barragens, túneis e portos), áreas contaminadas e
para construção de aterros sanitários.
Métodos Indiretos – Método Geolétrico
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Métodos Indiretos – Método Geoelétrico
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Métodos Indiretos – Método Geoelétrico
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Métodos Indiretos – Método Geoelétrico
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Métodos Indiretos – Método Sísmico
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• São usados para estudo geológico (detecção de camadas a grandes profundidades);
• Utilizam a propagação das ondas elásticas, que variam de acordo com a rocha/camada
de solo;
• Utilizado para pesquisas de petróleo e estudos geotécnicos que exigem prospecção de
camadas profundas (Ex: fundações cravadas com bate estaca).
MÉTODOS SÍSMICOS
Métodos Indiretos – Método Sísmico
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Escola de EngenhariaUniversidade Federal do Rio Grande - FURG
• A velocidade de propagação das ondas está relacionado com características físicas do
meio geológico
• Os métodos sísmicos tem sua penetração e seus resultados diretamente
influenciados pela frequência da onda utilizada.
• Frequências mais altas = menor comprimento de onda -> permitem a
identificação de camadas menos espessas, mas sofrem maior efeito de
atenuação e não alcançam grandes profundidades.
Densidade Porosidade Química Mineralogia
Métodos Indiretos – Método Sísmico
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• Dois métodos sísmicos são conhecidos: reflexão e refração.
• O sistema é constituído por: fonte, receptores, equipamentos de controle e de
gravação de dados.
• As informações são processadas por meio de softwares especializados, e os
resultados, apresentados sob a forma de sismogramas ou seções sísmicas.
Métodos Indiretos – Método Sísmico
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Métodos Indiretos – Método Sísmico
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Baseia-se na captação das ondas que incidem sobre um refletor em subsuperfície
com inclinação menor que o ângulo crítico.
Nesta técnica, obtêm-se os tempos de percurso medidos, resultando em
estimativas de profundidade das interfaces das camadas.
Sísmico de Reflexão
Métodos Indiretos – Método Sísmico
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Sísmico de Reflexão
Métodos Indiretos – Método Sísmico
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As profundidades de investigação são baixas -> Consequência: o espaçamento
entre a fonte e o receptor ser limitado pelo ângulo de incidência crítico (a partir
do qual a onda não é refletida, e sim refratada e transmitida).
Limitado pelo problema de ruídos -> em determinadas situações podem superar
em energia a fonte utilizada pelo método, comprometendo a qualidade dos
dados.
O sistema é constituído por: fonte, receptores, equipamentos de controle e de
gravação de dados.
Sísmico de Reflexão
Métodos Indiretos – Método Sísmico
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Usa a energia sísmica que retorna para a superfície após viajar através do solo
ao longo das trajetórias dos raios refratados. Normalmente utilizado para
localizar superfícies refratoras, que separam camadas terrestres de diferentes
impedâncias acústicas (velocidades sísmicas x densidades).
Costuma ser utilizada para estudos extremos de subsuperfície: muito profundos
(estudos dos limites da crosta terrestre) ou bastante rasos (até 30m de
profundidade).
Sísmico de Refração
Métodos Indiretos – Método Sísmico
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Sísmico de Refração
Métodos Indiretos – Método Sísmico
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Métodos Indiretos – Método Sísmico
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Métodos Indiretos – Método Sísmico
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Métodos Indiretos – Método Sísmico
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O método Sísmico de Refração emprega ondas de maior
amplitude, o que é obtido por um impacto no terreno, enquanto
que o métodos Sísmico de Reflexão costumam empregar ondas de
frequência maior (ultrassom ou radar).
Investigação Geotécnica
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