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CLASSIFICAÇÃO DO MATERIAL ROCHA · PDF filedo material rocha e das descontinuidades e da escala do trabalho. Nas rochas de pior qualidade ... Classificação material rocha Para

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  • CLASSIFICAO DO MATERIAL ROCHA

    Notas: (FCUL) indica acetatos da FCUL, Prof Fernando Marques

    (FEUP) indica imagens das folhas de Geologia de Engenharia da FEUP

    CS e JS imagens do estgio de Cludio Santa e Jlio Santos

  • Classificao material rocha

    A alterabilidade uma avaliao da tendncia rotura

    dos componentes ou da estrutura da rocha

    Meteorizao:

    Aumenta a porosidade

    Aumenta a permeabilidade

    Aumenta a deformabilidade

    Diminui a resistncia

    Durabilidade resistncia da rocha aos processos de

    alterao e desintegrao

    Aumenta com a densidade

    Decresce com o teor em gua

  • Classificao material rocha

    A maior ou menor influncia dos blocos de material rocha no comportamento de um macio depende das caractersticas relativas do material rocha e das descontinuidades e da escala do trabalho.

    Nas rochas de pior qualidade (mecnica) as descontinuidades tm menor influncia no comportamento do macio

    Quando as descontinuidades so muito importantes, os blocos de rocha so considerados homogneos e istropos

    Ensaios de laboratrio permitem avaliar:

    Natureza

    Resistncia rotura

    Deformabilidade

    Influncia da gua

    Comportamento meteorizao

    Comportamento ao longo do tempo

  • Classificao material rocha

    A maior ou menor influncia dos blocos de material rocha no comportamento de um macio depende das caractersticas relativas do material rocha e das descontinuidades e da escala do trabalho.

  • Classificao material rocha

  • Classificao material rocha As classificaes de rochas e macios pretendem fazer:

    Definio/listagem de parmetros que caracterizam o terreno

    Universalidade da classificao

    1. Critrios Geolgicos Abandono ou no da classificao litolgica a informao implcita (ex. calcrio,

    xisto)

    Outros fatores para classificao estado de alterao, estrutura geolgica

    Utilizao de expresses universais

    A) Classificao litolgica Baseia-se na composio mineralgica, na textura e na fbrica da rocha

    Quanto gnese - rochas gneas, metamrficas e sedimentares

    Classificao dos principais tipos de rochas

    B) Estado de alterao Baseado em mtodos expeditos de observao (cor, brilho, coeso)

    Critrios da SIMR

    C) Estado de fracturao Nmero / distncia

    Critrios da SIMR

  • Classificao material rocha Ao longo do tempo foram desenvolvidas diferentes classificaes de

    material rocha:

    Muller (1962) considerava 4 estados de alterao e 5 grupos para

    o espaamento entre diaclases:

    Grau 1 Rocha s

    Grau 2 Rocha pouco a medianamente alterada

    Grau 3 Rocha alterada

    Grau 4 Rocha decomposta ou solo residual

    Acima de 2m ocasional

    Entre 20cm e 2m grande

    Entre 2 e 20cm pequeno

    Entre 0,1 e 2cm muito pequeno

  • Classificao material rocha

    Lida e autores japoneses (1970) consideram 3 fatores:

    Estado de alterao, espaamento das diaclases, abertura das diaclases

    A rocha dura a s

    B medianamente alterada e medianamente dura

    C alterada, fraturando-se facilmente com martelo

    I afastamento >50cm

    II afastamento entre 15 e 50cm

    III afastamento

  • Classificao material rocha

    Critrios de classificao do material rocha baseiam-se em ensaios de laboratrio:

    Mdulo de elasticidade (E)

    Resistncia compresso simples (p.e. martelo de Schmidt para rochas na gama 20-150MPa)

    Mecanismos de rotura:

    Tenso de cisalhamento (ex. taludes, tetos de tneis)

    Compresso (ex. pilares de suporte de uma escavao)

    Flexo (ex. teto de cavidade crsica)

    Trao (ex. taludes)

    Colapso (rocha transforma-se em material pulverulento devido a compresso isotrpica)

  • Classificao material rocha Deere, 1967 (usou E tangente a 50% da rotura)

  • Classificao material rocha

    Coates, 1964

  • Classificao material rocha

    Stapleton, 1968

    Utiliza valores de compresso simples

  • Classificao material rocha

    Classificao da SIMR - Basic Geotechnical Description of Rock Masses

    Objectivos da BGD: estabelecer cdigo de linguagem e conter informao quantitativa baseada em medies simples

    Caracterizar o comportamento mecnico de macios rochosos

    Parmetros a utilizar: Caracterizao geolgica (petrogrfica, grau de alterao, estrutura

    geolgica e fracturao caractersticas)

    Caractersticas estruturais: espessura de camadas (L)

    espaamento entre fracturas (F)

    Caractersticas mecnicas: resistncia compresso simples do material rocha (S)

    ngulo de atrito das fracturas (A)

    Aplicao aps zonamento do macio (com base em litologia, alterao e fracturao)

  • Classificao material rocha

    Estado de alterao (W)Smbolo Designao Descrio

    W1 W1-2 So So a

    pouco

    alterado

    Sem quaisquer sinais de alterao

    W2 Pouco

    alterado

    Sinais de alterao apenas nas imediaes

    das descontinuidades

    W3 W3 Medianame

    nte

    alterado

    Medianame

    nte

    alterado

    Alterao visvel em todo o macio mas a

    rocha no frivel

    W4 W4-5 Alterado Alterado a

    muito

    alterado

    Alterao visvel em todo o macio e rocha

    parcialmente frivel

    W5 Muito

    alterado

    Macio completamente frivel

  • Classificao material rocha

    W1

    W2

    W5

    W4

    W3

  • Classificao material rocha

  • Classificao material rocha

    Espaamento entre fracturas (F)

    Intervalos (cm) Smbolo Designao

    > 200 F1 F1-2 Muito afastadas Afastadas

    60 a 200 F2 afastadas

    20 a 60 F3 F3 Medianamente

    afastadas

    Medianamente alterado

    6 a 20 F4 F4-5 Prximas Prximas

    < 6 F5 Muito prximas

  • Classificao material rocha

    F1

    F2F3

    F4F5

  • Classificao material rocha

  • Classificao material rocha

    Abertura

    Espaamento

    Extenso

  • Classificao material rocha

    Espessura das camadas (L)

    Intervalos (cm) Smbolo Designao

    > 200 L1 L1-2 Muito espessas Espessas

    60 a 200 L2 Espessas

    20 a 60 L3 L3 Espessura

    mediana

    Espessura mediana

    6 a 20 L4 L4-5 Delgadas Delgadas

    < 6 L5 Muito delgadas

  • Classificao material rocha

    ngulo de atrito das fracturas (A)

    Intervalos

    ()

    Smbolo Designao

    > 45 A1 A1-2 Muito elevado Elevado

    35 a 45 A2 Elevado

    25 a 35 A3 A3 Mdio Mdio

    15 a 25 A4 A4-5 Baixo Baixo

    < 15 A5 Muito baixo

  • Classificao material rocha

    Resistncia compresso simples (S)

    Intervalos (MPa) Smbolo Designao

    > 200 S1 S1-2 Muito elevada Elevada

    60 a 200 S2 Elevada

    20 a 60 S3 S3 Mdia Mdia

    6 a 20 S4 S4-5 Baixa Baixa

    < 6 S5 Muito baixa

  • Classificao material rocha(Vallejo, 2002)

  • Classificao material rocha

    Em profundidade?

    Avaliao faz-se em sondagens:

    Estado de alterao - % de recuperao

    > 80% macio pouco alterado

    50 80 % macio medianamente alterado

    < 50% macio muito alterado

    Avaliao do estado de fracturao e alterao R.Q.D. (Rock QualityDesignation) (para amostradores de parede dupla com D > ou = 76 mm)

    RQD Qualidade do macio

    0 25 % muito fraca

    25 50% fraca

    50 75 % razovel

    75 90 % boa

    90 100 % excelente

  • Classificao material rocha

    Percentagem de recuperao depende:

    Equipamento de furao

    Competncia do operador

    Caractersticas da rocha

    Manuseamento das carotes

  • Classificao material rocha

  • RQD

  • ENSAIOS

  • Classificao material rocha

  • Classificao material rocha

    (FCUL)

  • Classificao material rocha

    (FCUL)

  • Classificao material rocha

    Franklin, 1985, desenvolveu a frmula do ndice de carga pontual (Is)

    considerando que a forma exterior do provete tem pouca influncia

    sobre o resultado. O ensaio-padro utiliza dimetros de 50mm

    (FCUL)

  • Classificao material rocha

    CS-JS

  • Classificao material rocha

    CS-JS

  • Classificao material rocha

    CS-JS

  • Classificao material rocha

    Para rochas anisotrpicas,

    determina-se o ndice de

    Anisotropia:

    Ia(50) = Is(50) / Is(50)//

    (FCUL)

  • Classificao material rocha

    A carga pontual pode ser relacionada com a resistncia

    compresso uniaxial atravs de

    sc = k x Is

  • Classificao material rocha

    A superfcie de rotura

    deve conter os pontos de

    aplicao da carga

    (FEUP)

  • Classificao material rocha

    Carga pontual

    Trao indirecta

    Ensaio brasileiro

    Carga pontual:

    Leve

    Pode ser utilizado no campo

    Pouco dispendioso

    Preparao mnima das amostras

  • Classificao material rochaDureza de Schmidt:

    Ateno s irregularidades da superfcie

    CS-JS

  • Classificao material rocha

    (FEUP)

  • Classificao material rocha

    CS-JS

  • Classificao material rocha

    CS-JS

  • Propriedades ndice

  • Propriedades ndice

  • Propriedades ndice

    FCUL

  • Propriedades ndiceFEUP

  • Propriedades ndice

    Velocidade de propagao de ondas elsticas depende de:

    Densidade

    Propriedades elsticas do material

    Fornece informao sobre a porosidade

    indicativa da qualidade da rocha e

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