Apre GeoSIS Mafaldalaranjo FEUP

WORKSHOP

PROJECTO GeoSIS_Lx PROJECTO GeoSIS_Lx –– PTDC/ECM/64167/2006PTDC/ECM/64167/2006

Modelação e cartografia geológica e geotécnica tridimensional em áreas urbanas – Aplicação a Lisboa -

Caracterização geotécnica das Argilas Miocénicas de Lisboa

Algumas tendências para as Camadas de Prazeres e Argilas do Forno do Tijolo

PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006

CIUL 04 de Maio de 2011

Estrutura da apresentação

• Introdução

– Enquadramento geral

– Enquadramento geológicodas argilas Miocénicas

• Composição e mineralogia

– Análises por difracção de Raios-X

– Observação microscópica

• Características físicas

• Características mecânicas

• Conclusões

• Trabalhos em curso



Introdução

• Enquadramento geológico

– Bacia formada no início do Terciário

– Sedimentação contínua

– Alternância de níveis continentais e marinhos

– 18 unidades litoestratigráficas identificadas: solos e rochas

– Formações argilosas mais relevantes: Camadas de Prazeres, Argilas do Forno do Tijolo e Argilas Azuis de Xabregas



Composição e mineralogia

• Análise semi-quantitativa por difracção de Raios-X• Amostras da unidade Camadas de Prazeres • 7 Amostras recolhidas no Largo do Chiado• Profundidades entre 36m e 39,5m

• Observação macroscópica:– Silte argiloso de cor cinzenta escura– Fósseis marinhos bem conservados

(dimensão centimétrica)

• Observação microscópica :– Lâminas polidas – MOP– Lâminas polidas e fragmentos de amostra - MEV



Análise por difracção de raios-X

• Análises mineralógicas das amostras totais

PiriteGessoCalciteFeld. Na

Feld. K

QuartzoCauliniteIliteMont.-Clorite

Cloriten.

5--8-28-52-77

71861331319486

71-942419324-5

61-1043018274-4

111310-302255133

82-832912344-2

9298430224391

(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)



Análise por difracção de raios-X

• Análises mineralógicas da fracção <2μm

PiriteGessoCalciteFeld. Na

Feld. K

QuartzoCauliniteIliteMont.-Clorite

Cloriten.

n/a7

--Vest.-Vest.Vest.15596196

-2--3134643135

------8747114

-2----7764113

-2----6774112

Vest.-Vest.-1511636141

(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)



Observação MEV

• Lâminas– Locais seleccionados a partir

do MOP– Cobertura com camada de

carbono • Fragmentos

– Montagem em suporte metálico de fragmentos de 6 amostras

– Fragmentos obtidos aleatoriamente

– Cobertura com camada de ouro-paládio

• Lâminas– Heterogeneidade da amostra

quanto à orientação e dimensão das partículas;

– Alguma orientação preferencial na lâmina cortada paralelamente à superfície do terreno;

– Clastos de quartzo com dimensões variáveis e diferente esfericidade

– Presença abundante de microfósseis

– Numerosos aglomerados de pirite framboidal



Observação MEVMatriz granular Orientação preferencial

Partículas com formas e dimensões variáveis



Observação MEV

Microfóssies Pirites framboidais



Observação MEV

• Fragmentos

Grande variedade de dimensões de partículasEstrutura em favo de mel

Sulfuretos de ferro com diferentes estruturas cristalinas



Observação MEV

Flocos com dimensão argila bem visíveisFragmentos de concha a interromper a matriz mais fina



Características físicas

• Resultados de ensaios laboratoriais e in situ recolhidos– Cerca de 250 processos visados (1975 a 2008)– 345 amostras das Camadas de Prazeres– 97 amostras de Argilas do Forno do Tijolo– 12 amostras de Argilas Azuis de Xabregas

• Compilação de dados• Tratamento estatístico: valores máximos, mínimos,

médios, desvio padrão• Algumas correlações



Características físicas - Camadas de Prazeres

• Alguma variabilidade na composição granulométrica

• Percentagem de argila quase constante em profundidade

33%

17%

50%

%argila

% areia

%silte

n=2

n=6

n=8

n=11

n=25

n=21

n=36

n=32

n=24

n=41

n=53

n=53

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Pro

f. (m

)

(345 amostras)




0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110wL (%)

I P (%

)

0,39,45,211,85,3σ1,0620,320,440,419,9μ2,266,053,077,053,5Máx

0,064,013,019,07,5Mín.255304301301299n

IC (%)IP (%)wP (%)wL (%)w (%)

IP=0,78*(wL-13,8) [R2=0,93]

At=0,75

At=1,25 Argila de Londres(0,95)

Argila Weald(0,63)

Horten(0,42)

0

10

20

30

40

50

0 10 20 30 40 50

% Argila

Ip (%

)




0

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80w, wL, wP (%)

Pro

f. (m

)

12 17 22 27γ, γd (kN/m3)

2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0G

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0e

γ =20,38 kN/m3 (±1,01)

γd=17,12kN/m3 (±1,24)

G=2,64 (±0,09) e=0,53 (±0,11)

(345 amostras)



Características físicas - Argilas do Forno do Tijolo

• Granulometria mais fina

• Variação mais expressiva da granulometria em profundidade

33%

10%

57%

%argila

% areia

%silte

n=2

n=3

n=9

n=18

n=7

n=16

n=25

n=41

n=11

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

5

10

15

20

25

30

35

40

45P

rof.

(m)

(97 amostras)



Características físicas – Argilas do Forno do Tijolo

0,38,13,79,74,5σ1,117,421,238,719,9μ2,341,032,065,033,5Máx.0,032,09,721,05,7Mín.98103103103102n

IC (%)IP (%)wP (%)wL (%)w (%)

IP=0,77*(wL-16) [R2=0,87]

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

wL (%)

I P (%

)

At=0,75

At=1,25 Argila de Londres(0,95)

Argila Weald(0,63)

Horten(0,42)

0

10

20

30

40

50

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00

% Argila

I P (%

)



Características físicas – Argilas do Forno do Tijolo

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 20 40 60 80w, wL, wP (%)

Pro

f. (m

)

2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0G

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0e

12 17 22 27γ, γd (kN/m3)

γ =20,28 kN/m3 (±1,10)

γd=16,97kN/m3 (±0,95)

G=2,70 (±0,06) e=0,57 (±0,07)

(97 amostras)



Características mecânicas

• Ensaios de laboratório– Ensaios de compressão uniaxial: 109(CP) + 44(FT)– Ensaios triaxiais de compressão e de extensão: 51(CP) + 24(FT)– Ensaios de corte directo: 4(CP) + 3(FT)– Ensaios edométricos: 15(CP) + 3(FT)

• Ensaios de campo– Ensaios sísmicos entre furos: 4 furos (CP) + 12 furos (FT)– Ensaios pressiométricos

• SBPT: 35(CP) + 4(FT)• Ménard: 89(CP) + 15(FT)



Resistência à compressão uniaxial

• Grande dispersão de resultados

• Pouco significado estatístico

• qu (FT) < qu (CP)

0

10

20

30

40

50

60

0 400 800 1200 1600 2000qu (kPa)

Pro

f. (m

)

Camadasde Prazeres

0 400 800 1200qu (kPa)

Argilas doForno do Tijolo



• Argilas do Forno do Tijolo24 amostras; 5 locais; 14m a 34mc’=36kPa; φ’=33º [R2=0,84]

0

100

200

300

400

500

600

700

0 200 400 600 800 1000 1200 t' (kPa)

s (k

Pa)

Argilas do Forno do Tijolo

• Camadas de Prazeres50 amostras; 14 locais; 2m a 35mc’=15kPa; φ’=34º [R2=0,96]

0

200

400

600

800

1000

1200

0 500 1000 1500 2000t' (kPa)

s (k

Pa)

Camadas de Prazeres

Ensaios de compressão triaxial

• Envolventes de rotura



cu entre =290kPa e 480kPa

Ensaios de compressão triaxial

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 200 400 600 800cu (kPa)

Prof

. (m

)

Camadas de Prazeres

cu entre 50kPa e 685kPa

• Resistência não drenada

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 100 200 300 400 500 600cu (kPa)

Prof

. (m

)Argilas do Forno do Tijolo



Ensaios edométricos

• Camadas de Prazeres:– 15 amostras – 5 locais– Prof. de 2,7m a 31m– Baixos níveis de tensão no

ensaio– Sem determinação de OCRCc entre 0,05 e 0,3Cr entre 0,03 e 0,06cv entre 2,1x10-8 e 6x10-7 m2/sk entre 2x10-11 e 5x10-8 m/s

• Argilas do Forno do Tijolo– 3 amostras– 1 local– Prof. de 14m a 18,6m– Baixos níveis de tensão no

ensaio– Sem determinação de OCRCc entre 0,02 e 0,04

cv entre 6x10-8 e 1,2x10-6 m2/s



Ensaios sísmicos entre furos

20

25

30

35

40

45

50

0 1000 2000 3000 4000 5000E0 (MPa)

Pro

f. (m

)

Camadas de Prazeres

• Camadas de Prazeres– 4 furos– Prof. de 26m a 36m

E0 entre 1235MPa e 2705MPa

• Argilas do Forno do Tijolo– 12 furos– Prof. de 24m a 47m

E0 entre 609MPa e 6622MPa

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000E0 (MPa)




Ensaios com o Pressiómetro de Ménard

• Camadas de Prazeres:– 98 ensaios – Prof. de 3,5m a 46,5mEM entre 6MPa e 423MPa

• Argilas do Forno do Tijolo– 15 ensaios– Prof. de 12m a 45,5mEM entre 32MPa e 200MPa

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 100 200 300 400 500EM (MPa)

Pro

f. (m

)

Camadas dePrazeres

0 100 200 300 400 500EM (MPa)

Argilas doForno doTijolo



Resistências não drenadas

Camadas de Prazeres

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 250 500 750 1000 1250

cu (kPa)

Pro

f. (m

)

Ménard

Triaxial

• Comparações

Pressiómetros:

cu (Ménard) = pl*/β(β=15)

cu (Triaxial) ≈ cu (Ménard)


0 250 500 750 1000

cu (kPa)

Ménard

Triaxial



Conclusões

Forma angulosa das partículasPresença de ilitePresença de feldspatos detríticos Presença de pirites

Deposição das Camadas de Prazeres sob influência da acção do mar

Camadas de Prazeres:

IP=0,78*(wL-13,8) [R2=0,93]

Argilas do Forno do Tijolo:

IP=0,77*(wL-16) [R2=0,87]

• Argilas do Forno do Tijolo com menores percentagens de areia

Actividade das argilas:– Camadas dos Prazeres - normal ou pouco activa (grande % ilite)– Argilas do Forno do Tijolo - pouco activa

• Boas correlações lineares de IP com wL para ambas as formações



Conclusões

• Compressão uniaxial: qu (FT) < qu (CP)

• Ensaios Triaxiais: valores semelhantes para c’ e φ’; cu (CP) > cu (FT)

• Ensaios edométricos: baixos níveis de tensão

• Ensaios Cross-Hole: E0 (FT) > E0 (CP)

• Pressiómetro de Ménard: EM (CP) > EM (FT); cu (CP) ≈ cu (FT)

• Para as duas formações: cu (Triaxial) ≈ cu (Ménard)

Sem determinação de OCR

12 furos (FT) 4 furos (CP)

mais representadas



• Campo experimental, que interessa as Camadas de Prazeres

• Ensaios de campo já realizados:– SPT– Ensaios com o pressiómetro

de Ménard– Ensaios com o pressiómetro

Autoperfurador – Ensaios sísmicos entre furos

Trabalhos em curso

• A realizar:– recolha de amostras em bloco

(diferentes prof.)– Ensaios de laboratório:

• Identificação• Triaxiais• Edométricos clássicos e

de grande capacidade.

Análise conjunta de toda a informação para estabelecer com rigor alguns parâmetros geotécnicos, que se espera sejam úteis para o projecto em solos desta natureza.



Muito obrigada!

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