Investigação do Subsolo: Sondagens e Métodos

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Cap 04 – INVESTIGAÇÃO 
DO SUBSOLO
Sondagens Rotativas, Métodos
Semi-Diretos e Métodos Indiretos
Profa. Andrea Sell Dyminski
UFPR
Sondagens Rotativas
• Quando se atinge material impenetrável à
percussão (estrato rochoso, matacões, 
solos extremamente rijos etc…)
• Permite a retirada de testemunhos –
amostras cilíndricas de corpos rochosos
• Equipamento: perfuratriz (sonda rotativa) 
com coroa diamantada
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Equipamento sondagem rotativa
Testemunhos de rocha
• Permitem visualizar o 
tipo de rocha e 
caraterísticas de 
descontinuidades
• Grau de recuperação:
GR=(Comprimento dos 
fragmentos
recuperados)/(compri
mento do barrilete)
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Ensaio de perda de água sob 
pressão
• Ensaio de permeabilidade para maciços rochosos realizado nos
furos de sondagem rotativa.
• Água é injetada sob pressão num certo trecho do furo de sondagem
? mede-se a quantidade de água absorvida pelo maciço rochoso
durante certo tempo a uma dada pressão de injeção.
Métodos semi-diretos
• Há perfuração (introdução de 
equipamento no subsolo), porém sem
coleta de amostras
• Em geral, destinam-se a medir
propriedades específicas dos materiais
• Em geral, são realizados quando:
– A amostragem é difícil ou inconveniente;
– Deseja-se minimizar perturbações e variações no 
estado de tensões devido ao processo de 
amostragem, transporte e manuseio das amostras;
– A configuração do subsolo tem muita influência na
propriedade medida.
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CPT – Cone Penetration Test
• Considerado internacionalmente como um 
dos mais importantes procedimentos de 
investigação geotécnica
• O princípio do ensaio consiste na
cravação contínua no terreno de uma
ponteira cônica a uma velocidade
constante de aprox. 10mm/s, usando
equipamento hidráulico.
Medidas realizadas durante o CPT
• esforço total de cravação (Ft);
• esforço isolado de cravação da ponta (Fp);
• por diferença o esforço de atrito lateral (FL = F t - Fp).
• Podendo-se então calcular:
– Resistência de ponta (qc): qc = Fp/Ap
– Atrito lateral (fs): fs = FL/AL
– Razão de atrito: Rf=fs/qc
• Em geral, as medidas são realizadas a cada 2 
cm de profundidade.
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Medidas adicionais
• CPTU: Pode-se medir também a 
poro-pressão “u” no subsolo
(piezocone)
A resistência de ponta deve ser 
corrigida em relação à poro-
pressão: qt = qc+ (1-a)•u ; a = 
AN/AC
• Ensaios de dissipação de poro-
pressão: mede-se o tempo para
dissipar a poro-pressão gerada
pela penetração do cone
Fornece idéia de permeabilidade e 
tempo de recalque
Piezocone
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Equipamento CPT
Resultados
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Cone Ambiental
• A ponteira cônica apresenta outros
sensores: 
– sensores de temperatura, 
– de pH, 
– de contaminantes específicos, etc...
• Uso crescente em geotecnia ambiental
(monitoramento de áreas sujeitas a 
contaminações).
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Ensaio de palheta (ou Vane test)
• Geralmente usado
para estudo de solos 
argilosos de baixa
resistência (moles)
• O equipamento é 
introduzido no solo e 
mede-se o torque 
necessário para
rotacionar a ponteira
(rompendo-se o solo)
• Resistência não drenada
(Su) do solo é calculada:
• Onde:
Mtotal=torque total, D=diâmetro
do equipamento, H=altura
das palhetas
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Ensaio Pressiométrico
• Para a determinação “in 
situ” de características de 
deformabilidade e 
resistência dos solos.
• É executada uma prova
de carga horizontal no 
solo através de uma
sonda dilatável
introduzida num furo de 
sondagem de mesmo
diâmetro. A sonda é 
dilatada pela injeção
d’água sob pressão
crescente.
Ensaio Dilatométrico (DMT)
• Equipamento: 
Dilatômetro de 
Marchetti
• Proporciona
medições de 
pressões laterais do 
solo e Ko
(coeficiente de 
empuxo no 
repouso)
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Ensaio Dilatométrico (DMT) (cont.)
• O equipamento é autoperfurante (o 
dilatômetro é introduzido no solo durante a 
perfuração)
• Nas profundidades desejadas, as 
membranas do dilatômetro são infladas
com gás e a pressão para deslocá-las
1.1mm é medida
Métodos Indiretos
• Não há perfuração nem coleta de amostras
• Permitem determinar a distribuição em
profundidade de parâmetros físicos dos terrenos
• Mais comuns métodos geofísicos:
– Sísmicos
– Geoelétricos
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Métodos Sísmicos
• São os métodos que baseiam-se na emissão de 
ondas sísmicas artificiais em sub-superfície ou
no mar (geradas por explosivos, ar comprimido, 
queda de pesos ou vibradores), captando-se os
seus "ecos" depois de percorrerem determinada
distância para o interior da crosta terrestre, 
serem refletidas e refratadas nas suas
descontinuidades e então retornando à
superfície. 
• Principais tipos de métodos sísmicos: 
– Reflexão
– Refração
Reflexão
• Ondas são refletidas em contatos de duas camadas de 
diferentes propriedades elásticas e retornarem à
superfície, sendo, então, detectadas por sensores
(geofones ou hidrofones). 
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Geofones
Refração
• As ondas sísmicas propagam-se em sub-superfície e 
viajam a grandes distâncias, sendo após captadas por
sensores (geofones). As informações obtidas por este
método geralmente são de áreas em grande escala, 
trazendo informações pouco detalhadas das regiões
abaixo da superfície, situadas entre o ponto de detonação
e o ponto de captação. 
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Métodos geoelétricos
• Os métodos elétricos fazem uso de uma
grande variedade de técnicas, cada uma
baseada nas diferentes propriedades
elétricas e características dos materiais
que compõem a crosta terrestre. Entre
eles, podem ser citados os baseados em
medidas de:
– Resistividade
– Potencial Espontâneo
Resistividade Elétrica
• Fornece informações sobre corpos rochosos que
tenham condutividade elétrica anômala. É empregado
pela engenharia para estudos de salinidade de lençóis
de água subterrânea. 
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• Referências:
• http://civmec.dmc.furg.br/~disp04084/apostila/pr
ospeccao%20geotecnica.pdf
• http://www.if.ufrj.br/teaching/geo/sbgfque.html
• http://www.civil.ist.utl.pt/~jaime/12_Ensaios%20
de%20campo.pdf
• http://cee.engr.ucdavis.edu/faculty/boulanger/ge
o_photo_album/index.html
• CD-ROM do In Situ Testing Group da University 
of British Columbia - Canada