Aula 7 - fundamentos de geologia PDF

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Aplicação das rochas e solos 
em obras de engenharia
Disciplina: Fundamentos de geologia
Profª: Érika Vitória de Negreiros Duarte
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• A importância e a utilização das rochas e dos depósitos naturais de 
sedimentos como materiais de construção em obras de engenharias são 
diversos;
• Podem ser utilizados como:
o Agregado para a confecção de concreto;
o Blocos para revestimento de fachadas de edifícios;
o Proteção de taludes de barragens;
o Aeroportos e rodovias;
o Blocos para calçamento de ruas e avenidas;
o Indústria de cerâmica, vidro, etc.
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• A exploração de uma pedreira ou de um depósito de argila , areia ou 
cascalho depende de três fatores básicos:
o Qualidade do material;
o Volume de material útil;
o Localização geográfica da jazida;
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Inclui a finalidade do material;
o As pedreiras de basalto servem 
para a extração de 
paralelepípedos para calçamento 
e pedra britada;
o As de calcário e arenito cozido 
são utilizadas para revestimento 
de fachadas;
o As de granito “rosa” ou “verde”, 
quando polidas, são empregadas 
em revestimentos de fachadas e 
interiores.
Qualidade do material
Calçamento em 
basalto
Revestimento em 
calcário
Piso de arenito
Escada de granito 
polido verde
Bancada de granito 
polido rosa
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• A investigação de toda jazida é feita por um reconhecimento 
geológico superficial;
• Complementado por sondagens mecânicas, poços furos a trado;
• Complementado, até mesmo, por método geofísicos.
Volume de material útil
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Se as distâncias do depósito à obra ou aos centros consumidores 
forem consideráveis, o material pode tornar-se antieconômico.
Localização geográfica da jazida
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Pedreiras:
o As pedreiras abertas para obtenção de pedra britada, em geral, estão 
localizadas em rochas ígneas ou metamórficas;
o Determinadas rochas metamórficas são bastante favoráveis devido a 
presença de planos de orientação, sendo, assim, mais facilmente 
exploradas, pois podem ser retiradas em placas;
o Finalidades: confecção de concreto, pavimentação, obtenção de 
blocos para revestimento de fachadas de edifícios;
o Especificações mínimas:
 A rocha deve ser durável e estar inalterada;
 Apresentar topografia favorável ao desmonte;
 Não possuir nível freático a pequena profundidade.
Obtenção dos materiais industriais e de construção
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Pedreiras:
o Exemplos:
 Itacolomito ou pedra-mineira 
(arenito micáceo) – Minas 
Gerais;
 Quartzito micáceo verde –
Minas Gerais;
 Calcários listrados – Piracicaba;
 Arenitos rosas e cremes – São 
Carlos, SP;
 Como pedra de revestimento, o 
Mármore, encontrado em 
diversas cores na Bahia, Minas 
Gerais, Espírito Santo, Ceará, 
etc.
Obtenção dos materiais industriais e de construção
Pedreira de quartzito
Pedreira de calcário
Pedreira de arenito Pedreira de 
mármore
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Jazidas de aluviões ou de solos residuais:
o Quando o material não é rocha, a exploração 
se dá por meio dos depósitos de aluvião ou de 
solo residual;
o Os aluviões são fontes dos seguintes materiais:
 Cascalho: confecção de concretos, etc.;
 Areia: confecção de concretos, fundações, 
filtros de barragens, etc.;
 Argila: cerâmicas em geral, núcleos 
impermeáveis de barragens, etc.
Obtenção dos materiais industriais e de construção
Jazida de aluviões
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Jazidas de aluviões ou de solos residuais:
o Os solos residuais podem ser explorados para a obtenção dos 
seguintes materiais:
 Areia: para a fundição ou indústria de vidro, etc.;
 Argila: cerâmicas em geral, etc.
Obtenção dos materiais industriais e de construção
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Pedra britada/brita:
o Em construção civil, as rochas 
mais utilizadas são: granito, 
gabro ou diabásio, ou seja, 
rochas ígneas;
o Eventualmente são usadas, 
também, rochas metamórficas, 
gnaisses, quartzitos, que são 
menos favoráveis, pois tendem 
a formar fragmentos em placas;
o Usam-se também depósitos de 
cascalho em aluviões;
Solos e rochas mais comuns e sua aplicação
Sistema de britadores;
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Revestimento de fachadas e pisos:
o As rochas mais comuns são as 
ígneas e metamórficas, com e 
sem polimento;
o Exemplo: Granito, gabro
diabásio, quartzito, itacolomito, 
mármore, ardósia ou gnaisses;
o Também utilizam-se as rochas 
sedimentares calcário e siltito.
Solos e rochas mais comuns e sua aplicação
Piso residencial revestido com 
dois tipos de granito: cinza 
rosa.
Revestimento em gnaisse
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Construção de calçadas
o São utilizados fragmentos de 
rochas em geral na 
construção de calçadas.
Solos e rochas mais comuns e sua aplicação
Basalto e quartzito utilizados nas calçadas de Santos, SP
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Paralelepípedos
o As rochas mais utilizadas são: 
granito, basalto, diabásio e 
gnaisse.
Solos e rochas mais comuns e sua aplicação
Paralelepípedos de granito - MG
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Outras aplicações:
o Áreas de empréstimo para aterros e barragens: solos residuais;
o Indústria de vidro: areias residuais;
o Concreto, filtro ou fundições: areia aluvionar;
o Concreto: cascalho aluvionar;
o Cerâmicas: Argila aluvionar;
o Fabricação de vidros: quartzito;
o Fabricação de cimento, de cal, de vidros: calcário;
o Fabricação de tijolos e materiais refratários: argila refratária;
o Cerâmicas, indústria de cimento: Argilas em geral.
Solos e rochas mais comuns e sua aplicação
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Geologia estrutural: estuda as deformações 
da crosta terrestre. Ocupa-se com as 
estruturas e a morfologia de sua formação. 
São também objetos de seus estudos os 
mecanismos, os processos de deformação e 
os produtos gerados;
• A Estrutura Geológica estuda o formato dos 
corpos rochosos, sua distribuição espacial, e 
os processos de deformação que produzem 
as estruturas geológicas;
• Elementos estruturais existentes nas rochas: 
dobras, falhas e fraturas;
• Numa obra de engenharia, túneis, barragens 
ou corte rodoviários podem encontrar zonas 
de fraqueza ou ruptura causadas por 
dobras, falhas e fraturas, dificultando e 
encarecendo as obras.
Elementos estruturais das rochas
Falha de San Andreas, Califórnia: com 1300 km de 
extensão, está situada no contato entre as placas 
tectônicas Norte-americana e do pacífico. 
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• As rochas estão constantemente sob a ação de forças que se 
originaram no interior da crosta;
• Essas forças causam vários tipos de deformações;
• Entende-se por deformação qualquer variação de forma ou volume 
ou ambos em um corpo;
• A deformação pode ser elástica, plástica ou por ruptura;
• A variação de temperatura poderá causar deformações elásicas;
• A formação de dobras, falhas e fraturas são exemplos de deformações 
plásticas ou de ruptura.
Deformações das rochas
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Entende-se por plasticidade uma mudança gradual na estrutura 
interna uma rocha efetuada por um reajuste químico ou por fraturas 
microscópicas, enquanto a rochapermanece essencialmente rígida;
• Durante esse processo a rocha não chega a fundir-se;
• Sob enormes pressões e temperaturas nas maiores profundidades da 
crosta, as rochas experimentam uma tendência maior à plasticidade 
do que à fratura;
• Próximo à superfície as rochas são mais propensas à ruptura;
• Dessa forma podemos distinguir na crosta duas zonas distintas: a 
zona de plasticidade e a zona de ruptura;
• A máxima profundidade da zona de fratura encontra-se à 18 km.
Deformações das rochas
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• As dobras são ondulações existentes em 
certos tipos de rochas, entretanto qualquer 
rocha acamada ou com alguma orientação 
pode mostrar-se dobrada;
• Ex.: quartzitos, filitos ou gnaisses;
• As dobras, assim como as falhas, são 
frequentemente classificadas em tectônicas 
e atectônicas;
• As de origem tectônica resultam de forças 
que operam dentro da crosta terrestre;
• As de origem atectônicas resultam de 
movimentos localizados. Ex.: deslizamentos, 
acomodações, escorregamentos, avanço do 
gelo sobre sedimentos inconsolidados, etc.
Dobras
Dobras em gnaisses.
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Falhas são deslocamentos que ocorrem 
nas rochas ao longo de um plano, pelo 
qual as paredes opostas deslizam uma 
em relação à outra;
• Característica essencial: movimento 
diferencial entre dois blocos ao longo de 
uma superfície de fratura;
• As falhas podem variar de poucos 
centímetros a dezenas de quilômetros;
• Bloco acima do plano de falha: capa;
• Bloco abaixo do plano de falha: lapa;
Falhas
Falha em rocha
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
Elementos da falhas
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engenharia
Elementos da falhas
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engenharia
Elementos da falhas
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
Tipos de Falhas
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
Tipos de Falhas
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Fratura é uma deformação por ruptura;
• Trata-se de um plano que separa em 
duas partes um bloco de rocha;
Fraturas
Fratura em rocha
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
Barragens
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
Barragens
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
Elementos de uma barragem:
Barragens
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
Elementos de uma barragem:
Além desses, temos:
• Ensecadeira
o Estrutura destinada a desviar 
as águas do leito do rio, total 
ou parcial;
o As ensecadeiras mais 
comuns são aquelas 
construídas com terra ou 
blocos de rocha;
o Em alguns casos, é 
necessária a utilização de 
chapas metálicas ou 
diafragmas impermeáveis
Barragens
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Túneis de desvio
o Possuem a mesma 
finalidade das 
ensecadeiras;
o Sendo, porém, construídos 
em cursos d’água com 
vales íngremes ou em 
locais onde existem curvas
Barragens
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Vertedouro
o Seu objetivo é funcionar 
como um dispositivo de 
segurança quando a vazão 
do curso ´d’água assumir 
valores que tornem a 
estabilidade da barragem 
perigosa;
o A capacidade do vertedouro 
é calculada para permitir o 
escoamento máximo que 
poderia ocorrer na seção da 
barragem;
Barragens
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Tomada d’água
o Conjunto de obras que 
permite a retirada, do 
reservatório, da água a ser 
utilizada, seja para 
obtenção de energia ou 
outros fins;
o O tipo de tomada d’água 
varia de acordo com o tipo 
de barragem;
Barragens
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engenharia
• Barragens de concreto
o Gravidade
Tipos de barragens
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engenharia
• Barragens de concreto
o Arco
Tipos de barragens
Barragem do Funil
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engenharia
• Barragens de terra
o Homogêneo
Tipos de barragens
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
o Homogêneo
Tipos de barragens
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• Barragens de terra
o Zonado
Tipos de barragens
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
o Zonado
Tipos de barragens
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engenharia
• Barragens de enrocamento
Tipos de barragens
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
Obras subterrâneas
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engenharia
Túneis
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
Túneis
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engenharia
• ESCAVAÇÃO EM MATERIAIS DUROS
Métodos de escavação de túneis
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engenharia
• ESCAVAÇÃO EM MATERIAIS DUROS
Métodos de escavação de túneis
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• ESCAVAÇÃO EM MATERIAIS DUROS
Métodos de escavação de túneis
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• ESCAVAÇÃO EM MATERIAIS DUROS
Métodos de escavação de túneis
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• ESCAVAÇÃO EM MATERIAIS DUROS
Métodos de escavação de túneis
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• ESCAVAÇÃO EM MATERIAIS MOLES
Métodos de escavação de túneis
Aplicação das rochas e solos em obras de 
engenharia
• ESCAVAÇÃO EM MATERIAIS MOLES
Métodos de escavação de túneis
Aplicação das rochas e solos em obras de 
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• ESCAVAÇÃO EM MATERIAIS MOLES
Métodos de escavação de túneis
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engenharia
• ELEMENTOS BÁSICOS DE UMA RODOVIA
Rodovias/estrdas
Contato:
erika__vitoria@Hotmail.com