Geologia Maciços Rochosos

Universidade Federal da Grande Dourados

Faculdade de Engenharia – FAEN

 Engenharia Civil

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COMPORTAMENTO GEOTÉCNICO DE MACIÇOS E ESTUDOS DE CASOS

Dourados - MS

2018

Universidade Federal da Grande Dourados

Faculdade de Engenharia – FAEN

 Engenharia Civil

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COMPORTAMENTO GEOTÉCNICO DE MACIÇOS E ESTUDOS DE CASOS

Acadêmico:

João Gabriel Lima da Silva

Relatório apresentado à disciplina de Geologia para Engenharia Civil, do Curso de Bacharelado em Engenharia Civil, lecionada pelo(a) Professor(a) Daniele Araujo Altran.

Dourados - MS

2018

INTRODUÇÃO

Denominada mecânica das rochas, é o ramo da reologia que estuda os matérias geológicos, que em prática são considerados como rochas e não como solos. Mais amplamente, esta área busca estudar o comportamento dos maciços rochosos em seu lugar natural, ou in loco, nas obras de engenharia. Ao realizar uma classificação técnica dos maciços, a mesma deve possibilitar identificar o material e a sua estrutura, também refletindo o comportamento do maciço em função da obra em questão à ser implantada e as suas solicitações, como dito por (Ladeira, 1981).

Existem muitas referências em relação às descontinuidades que tem papel modificātum na resistências ou na qualidade dos maciços rochosos, tendo em vista a aceitação abrangente, do fato de que a compreensão das propriedades geotécnicas dos maciços são consideravelmente mais importantes que das propriedades rochas intactas.

Os maciços rochosos são por definição, ou essência, heterogênicos, anisotrópicos e descontínuos, tendo em mente também que sua complexidade é dada pelo resultado de sua evolução. Analises sobre a estabilidade dos maciços rochosos, que torna possível projetos de escavações, cortes de estradas de rodagem e de minas a céu aberto, por exemplo, é a principal preocupação das várias classificações modernas.

Diferente dos outros materiais de engenharia, a rocha apresenta uma série de problemas específicos ao projetista. Primeiramente, a rocha é um material extremamente complexo, como já iniciado acima, podendo variar amplamente as suas propriedades, sendo que, tanto em minerações e quanto também na engenharia civil, não apenas um, mas uma variedade de rochas estarão presentes, como dito por Bieniawaski em Engineering Rock Mass Classification (1989). Além de tudo isso, são apresentados casos em que se apresentam blocos de materiais rochosos divididos por juntas, falhas, planos de estratificação, entre outros, conhecidos como descontinuidades. Tais conjuntos constituem os maciços rochosos. Dessa forma, as propriedades de ambos, da rocha intacta e do maciço rochoso, precisam ser consideradas

RESISTÊNCIA DO MACIÇO ROCHOSO

        A resistência de um maciço rochoso é dada pelas propriedades das peças de rochas intactas assim como a liberdade de tais peças de se movimentarem, seja por deslizamento ou por rotação, em variadas condições de tensão. Tal liberdade é controlada por conta da geometria das peças de rocha intacta, bem como a condição que as separam. Por exemplo: fragmentos de rochas angulosas e com superfícies de descontinuidades limpas e ásperas resultarão em um maciço rochoso bem mais forte do que um determinado outro composto com partículas arredondadas e permeados por materiais alterados e/ou decompostos.

        Geralmente são adotados dois critérios para a resistência, o de Mohr-Coulomb e o de Hoek-Brown. Sendo que o critério de ruptura de Mohr-Coulomb, em termos de tensões principais maiores e menores σ1 e σ3, é dado por:

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        Onde c e  são, respectivamente a resistência de coesão e o ângulo de atrito do maciço.[pic 4]

DEFORMABILIDADE

        O módulo de deformação é um dos parâmetros que caracterizam bem o comportamento mecânico, seja de uma rocha ou de um maciço mecânico, principalmente se tratando de escavações subterrâneas. Sendo assim, é por este motivo que a maioria das análises para elementos de contorno e elementos finitos em estudos de tensão e distribuição dos deslocamentos em escavações são baseadas em tais parâmetros.

        Hoje em dia, todos os métodos para medições do módulo de deformação in situ são deveras demoradas e custosas, além possuir operações dificultosas. Por tal motivo, esse dado é estimado por meios indiretos, seja baseando-se em experiências anteriores do projetista, ou por meio de dados da literatura. Tal dado pode descrever a razão entre a carga aplicada e a deformação resultante. Vale ressaltar, que como maciços rochosos descontínuos, em fato, não se comportam elasticamente, faz a necessidade do uso do termo “módulo de deformação” ao invés de “módulo de elasticidade”/”módulo de Young”.

        Após várias investigações ressaltam que, por depender de condições de tensão, o módulo de deformação in situ não é constante, tal caso comumente maior em áreas onde são aplicadas altas tensões em maciços rochosos do que sobre baixas tensões. Podendo também ocorrer por conta da qualidade do maciço em questão, onde uma qualidade maior pode ocorrer uma tensão maior.

CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS DOS MACIÇOS ROCHOSOS

        As importâncias das propriedades do material da rocha intacta são por muitas vezes esquecidos por conta das propriedades das descontinuidades dos maciços rochosos, porém, tal acontecimento não indica que essas propriedades devem realmente ser desconsideradas ao se tratar de um comportamento do maciço rochoso descontínuo. Caso as descontinuidades sejam espaçadas ou as rochas intactas forem fracas/alteradas, as propriedades da rocha poderão influenciar consideravelmente o comportamento geomecânico do maciço rochoso. Tirando o fato de que a amostra do material da rocha, deveras as vezes, pode representar um modelo em miniatura do maciço rochoso, por ambos terem passado pelo mesmo ciclo de evolução geológica. Uma questão extremamente importante na classificação de uma rocha é a seleção de parâmetros com maior relevância, pois, não existindo um parâmetro único ou um índice que pode plenamente descrever um maciço rochoso de forma quantitativa, como cada parâmetro significa algo diferente, somente se tomados em conjunto podem descrever tal maciço satisfatoriamente.