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
