UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO

GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA

ESTABILIDADE DE TALUDES ROCHOSOS EM PEDREIRA DE

DIABÁSIO EM LIMEIRA (SP).

Gabriel Keiti Tsukada Guibu

Orientadora: Profa. Dra. Ana Elisa de Abreu

Campinas-SP, Novembro de 2017

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO

GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA

ESTABILIDADE DE TALUDES ROCHOSOS EM PEDREIRA DE

DIABÁSIO EM LIMEIRA (SP).

Gabriel Keiti Tsukada Guibu

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado em 4 de dezembro de 2017 para obtenção do título de Bacharel em Geologia pelo Instituto de Geociência da UNICAMP.

Banca Examinadora: Profa. Dra. Ana Elisa de Abreu (Orientadora) Prof. Dr. Jefferson de Lima Picanço Prof. Dr. Alfredo Borges de Campos

Agradecimento

Deixo registrado meus afetuosos agradecimentos a todas as pessoas que me auxiliaram

ao longo desses cinco e proveitosos anos. Desde já, peço desculpas àqueles que não me

lembrei e, consequentemente, não foram citados nestas sucintas palavras, mas que com

certeza estarão permanentemente no meu coração.

Primeiramente agradeço a Deus por todas as oportunidades concedidas ao longo dessa

jornada. Aos meu pais Fernando Sussumu Guibu e Selma Yumi Guibu por todo carinho,

amor e apoio durante toda a minha vida. À minha tia/avó Yoko que cuidou de mim com

muito carinho, sempre me incentivando a fazer o correto. Cabe ainda um agradecimento

especial a minhas duas irmãs Paula e Luciana, por estarem do meu lado em todos os

momentos.

Agradeço ao Jozias, representante do Grupo Estrutural Pedreira Basalto, por ter

permitido acesso à lavra e apoiado a realização dos levantamentos de campo.

Ao João Curtis, aluno de mestrado da EESC-USP, e o Professor Rogério Pinto Ribeiro,

da EESC-USP, pelo grande auxílio, paciência e esforço feito antes e durante a

realização do trabalho de campo do TCC.

Agradeço imensamente a minha orientadora, Ana Elisa Silva de Abreu, por todo auxílio

durante o trabalho, por toda a dedicação, paciência e compreensão. Muito obrigado por

acreditar na minha capacidade e levar este trabalho adiante. Aprendi intesamente e sou

muito grato por isso.

À todos meus familiares, da família Guibu (tio Akio, tio Lô, tia Tiemy, tia Midori, Dani,

Mari, Carlos, Vânia, Rafinha e Carol) e da família Tsukada (tia Harumi, tio Takashi,

Mari, Tia Midori, tio Tatim, Tyaki, Guilherme) em especial aos meus queridos avós e

meus queridos padrinhos (Marcelo e Lye), que sempre estiveram ao meu lado, mesmo

nos momentos mais difíceis.

À todas as pessoas que tornaram-se minha família durante a graduação, compartilhando

momentos incríveis de alegria e risadas: César, Daniel, Julie, Igor, Leticia Bocchiglieri,

Lumy, Marcel, Maeda, Matheus, Norma, Yudi, Ami (corrigiu meu inglês), Shoma,

Bianca, Luiza, Xandão e todos os japoneses que pela passaram pela UNICAMP (Akari,

Kyohei, Masaki, Taka, Takuya, Yuki, etc). .

Um enorme obrigado a todos os amigos do IG, tanto da geologia quanto da geografia,

por todo apoio, conselho e aprendizado durante esses anos: André, Tim, Heitor, João,

Pumba, Renatta, Bruna, Paulo, Thais, Giovanni, Davi, Henrique, Azteca, Luizão,

Marina e Debora. Em especial, o meu brother, Lucas Sandre pelas caronas, risadas e por

ter me auxiliado no trabalho do TCC.

Agradecimento especial a minha amiga e companheira Misa Onoe, por toda

compreensão, carinho, paciência e apoio em todos os momentos, mesmo estando muito

distante.

Enfim, quero agradecer a todas as pessoas, que de alguma maneira, estiveram presentes

durante a minha graduação e colaboraram para eu ter feito este trabalho. Muito obrigado

a todos!!!

Resumo

Devido ao intenso crescimento da atividade mineral no país, houve um aumento da

conscientização da necessidade de segurança nessa atividade, evitando possíveis perdas

materiais e humanas. Diante desse cenário, os estudos sobre a estabilidade de taludes

tem se consolidado na Geologia de Engenharia e Geotecnia. Logo, este trabalho tem

como propósito estudar a estabilidade de taludes em rocha na mina a céu aberto da

Pedreira Basalto 4, localizada no município de Limeira (SP). Nesse local, uma intrusão

ígnea, denominada “Sill Limeira-Cosmópolis”, que possui grande variedade

composicional (basalto-diabásio-monzodiorito-riolito) e é explorada para produção de

agregado para construção civil. As rochas encaixantes são sedimentares

(arenitos/siltitos) do Subgrupo Itararé. Cabe ressaltar que trabalhos geotécnicos nesta

região são escassos na literatura. Diante disso, realizaram-se três levantamentos

sistemáticos por meio do método de linha de varredura, em três litologias diferentes

(monzodiorito, diorito e arenito), buscando evidenciar os diferentes comportamentos

geotécnicos das rochas. Para cada linha de varredura, analisaram-se as características

das descontinuidades e as propriedades do maciço que são mais importantes no estudo

da estabilidade de taludes: orientação espacial, persistência, espaçamento, rugosidade,

abertura e preenchimento, resistência da rocha e das paredes, presença de água e grau de

alteração do maciço rochoso. Dessa maneira, houve a possibilidade de realizar análises

a partir de estereogramas, utilizando como base a relação entre a atitude do plano da

descontinuidade, medida em campo, e a direção e o ângulo de mergulho dos taludes. Os

resultados indicaram possíveis rupturas planares, no monzodiorito e diorito, rupturas em

cunha e tombamentos, nas três litologias. Por fim, a análise permitiu identificar os

diferentes comportamentos geotécnicos para cada litologia. Espera-se que os resultados

disponibilizados neste Trabalho de Conclusão de Curso contribuam para o planejamento

da lavra, visando maior segurança da mina e otimização de sua exploração.

Palavras-chave: Estabilidade de talude, mineração à céu aberto, Sill de Limeira,

estereogramas.

Abstract

Due to the intense growth of mineral activity in the country, there was an increasing

awareness of the need for safety, avoiding possible material and human losses in this

activitiy. For this reason, studies on slope stability have been consolidated in Geology

of Engineering and Geotechnics. Therefore, the purpose of this work is to study the

slope stability in the open pit of the Basalt Quarry 4, located in the city of Limeira (SP).

In this site, an igneous intrusion, called "Limeira-Cosmópolis Sill", which has a large

compositional variety (basalt-diorite-monzodiorite-rhyolite) is used to produce

aggregate for civil construction. The nesting rocks are sedimentary (sandstones /

siltstones) of the Itararé Subgroup. It should be noted that geotechnical works in this

region are scarce in the literature. Therefore, three systematic surveys were carried out

by means of the scanning line method, in three different lithologies (monzodiorite,

diorite and sandstone), seeking evidence of the different geotechnical behavior of the

rocks. For each sweep line, the characters of the discontinuities and the mass properties

that are most important in the study of slope stability were analyzed: spatial orientation,

persistence, spacing, roughness, opening and filling, rock and wall strength, presence of

water and degree of alteration of the rocky massif. In this way, it was possible to

analyze from stereograms, based on the relationship between the attitude of the

discontinuity plane, measured in the field, and the direction and angle of dip of the

slopes. The results indicated possible planar ruptures in the monzodiorite and diorite,

wedge ruptures and topping, in the three lithologies. Finally, the analysis allowed to

identify the different geotechnical behaviors for each lithology. Results gained from this

dissertation is considered to contribute to the mine planning, aiming at greater safety of

the mine and optimization of its exploration.

Keywords: Slope stability, open pit mine, Limeira Sill, Stereogram.

i

Sumário

Capítulo 1.........................................................................................................................1

1. Introdução....................................................................................................................1

2. Objetivo........................................................................................................................2

Capítulo 2.........................................................................................................................3

3. Revisão Bibliográfica...................................................................................................3

3.1 Aspectos Gerais dos Movimentos de blocos em taludes...............................3

3.2 Classificação dos movimentos de massas.....................................................3

3.3 Caracterização de maciços rochosos.............................................................4

3.3.1 Litologia............................................................................................5

3.3.2 Alteração...........................................................................................6

3.3.3 Coerência..........................................................................................7

3.3.4 Descontinuidades..............................................................................9

3.4 Características das descontinuidades..........................................................10

3.4.1 Orientação Espacial.........................................................................11

3.4.2 Persistência.....................................................................................12

3.4.3 Espaçamento...................................................................................13

3.4.4 Rugosidade.....................................................................................14

3.4.5 Abertura e preenchimento...............................................................15

3.4.6 Percolação de água..........................................................................16

3.5 Levantamento Sistemático...........................................................................16

3.6 Classificação Geomecânica.........................................................................17

3.7 Estabilidade de taludes................................................................................20

3.7.1 Análise de estabilidade de talude....................................................21

3.7.1.1 Ruptura Planar....................................................................22

3.7.1.2 Ruptura em Cunha..............................................................22

3.7.1.3 Tombamento.......................................................................23

Capítulo 3.......................................................................................................................24

4. Localização e vias de acesso......................................................................................24

5. Geologia Regional......................................................................................................26

6. Geologia Local............................................................................................................28

6.1 Subgrupo Itararé..........................................................................................28

6.2 Formação Serra Geral..................................................................................28

ii

7. Aspectos Fisiográficos...............................................................................................32

7.1 Pedologia.....................................................................................................32

7.2 Clima...........................................................................................................34

7.3 Geomorfologia.............................................................................................34

Capítulo 4.......................................................................................................................35

8. Materiais e Métodos..................................................................................................35

8.1 Etapa Pré-Campo........................................................................................35

8.1.1 Levantamento Bibliográfico...........................................................35

8.2 Etapa de Campo..........................................................................................35

8.3 Etapa Pós-Campo........................................................................................37

8.3.1 Tratamento e análise dos dados coletados......................................37

Capítulo 5.......................................................................................................................37

9. Resultados..................................................................................................................37

10. Discussão...................................................................................................................59

11. Conclusão.................................................................................................................70

Capítulo 6.......................................................................................................................72

12. Revisão Bibliográfica...............................................................................................72

Anexos

Anexo 1 - Tabela com dados do monzodiorito contend adistância do ponto incial,

descrição litológica, alteração da rocha/parede, persistência, orientação, espaçamento,

abertura (mm), preenchimento, presence de água e rugosidade.

Anexo 2 - Tabela com dados de arenito contendo adistância do ponto incial, descrição

litológica, alteração da rocha/parede, persistência, orientação, espaçamento, abertura

(mm), preenchimento, presence de água e rugosidade.

Anexo 3 - Tabela com dados do diorito contendo adistância do ponto incial, descrição

litológica, alteração da rocha/parede, persistência, orientação, espaçamento, abertura

(mm), preenchimento, presence de água e rugosidade.

Anexo 4 – Legenda utilizada para o preenchimento da tabela, contendo uma pequena

explicação e as siglas utilizadas para descrição litológica, tipo de estrutura, alteração

iii

Lista de Figura

Figura 1. Tipos de rupturas em taludes. Fonte: HOEK e BRAY, 1981 apud MENEZES,

2012)...................................................................................................................................... ........................4

Figura 2. Características das descontinuidades que são descritas em maciços rochosos (modif. WYLLIE,

1999)................................................................................................................................................... .........10

Figura 3. Orientação espacial de estruturas geológicas planares. Fonte: WYLLIE & MAH (2004)........11

Figura 4. Representação de maciços rochosos com (A) persistência baixa; (B) persistência muito grande

(modif. MAGALHÃES e CELLA, 1998)....................................................................................................12

Figura 5. Espaçamento entre as famílias de descontinuidades presente em um maciço rochoso (modif.

VALLEJO et al., 2002)................................................................................................................................13

Figura 6. Perfil de rugosidade utilizado para determinar o grau de rugosidade em levantamentos

sistemáticos. Fonte: BARTON & CHOUBEY (1977)................................................................................15

Figura 7. Condições necessárias para rupturas planares representado em estereograma. Fonte: FIORI e

CARMIGNANI (2009)................................................................................................................................22

Figura 8. Condições necessárias para rupturas em cunha representado em estereograma Fonte: FIORI e

CARMIGNANI (2009)..................................................................................................... ...........................23

Figura 9. Condições para tombamento representado em estereograma. Fonte: GOODMAN (1989).......24

Figura 10. Mapa de localização e vias de acesso da área de estudo...........................................................25

Figura 11. Imagem de satélite focalizando a área de estudo apresentada na figura 1. Fonte: Google

Earth.................................................................................................................................................... .........26

Figura 12. Mapa de localização da Bacia do Paraná. Fonte: ZALÁN et al. (1990)..................................27

Figura 13. Coluna estratigráfica da intrusão de Limeira, com os diferentes litotipos em função da

profundidade, com destaque para a textura de acumulação na base do quartzo monzodiorito. Fonte:

SANTOS (2015)........................................................................................................................................ ..30

Figura 14. Mapa geológico do Município de Limeira, juntamente com a localização da área de estudo

Fonte: CPRM – Mapa Geológico de São Paulo 1:750.000.........................................................................31

Figura 15. Mapa Pedológico do Município de Limeira, juntamente com a área de estudo. Fonte:

EMBRAPA – Mapa Pedológico do Brasil 1:5.000.....................................................................................33

Figura 16. Localização dos afloramentos descritos durante o trabalho de campo (Fonte: Google

Earth)............................................................................................................................................................36

Figura 17. Vista panorâmica da pedreira em estudo...................................................................................38

Figura 18. (A) Fraturas horizontais próximas à superfícies do terreno; (B) Fraturas horizontais com

importância para o fluxo da água subterrânea.............................................................................................38

Figura 19. Plano de falha indicando movimento sinestral..........................................................................40

iv

Figura 20. Estereograma contendo as medidas estruturais coletadas durante o levantamento sistemático,

indicando as quatro principais famílias de descontinuidades......................................................................41

Figura 21. (A) Levantamento sistemático realizado no talude de monzodiorito; (B) Estereograma

contendo dados das descontinuidades coleadas no talude de monzodiorito, indicando quatro principais

famílias.........................................................................................................................................................42

Figura 22. Descontinuidades descrita a partir do levantamento das principais famílias de fraturas, sem

utilizar o método de “linha de varredura......................................................................................................44

Figura 23. “Linha de varredura” realizada no talude de arenito, com destaque para as famílias de fraturas

subhorizontais (FF) e subverticiais (FE).......................................................................................................45

Figura 24. Estereograma contendo dados das descontinuidades coleadas no talude de arenito, indicando

três principais famílias............................................................................................................................... ..46

Figura 25. Estereograma contendo dados das descontinuidades coleadas no talude de diorito, indicando

quatro principais famílias.................................................................................................................... .........47

Figura 26. “Linha de varredura” realizada no talude de diorito, com destaque para a principal família de

descontinuidade............................................................................................................................................48

Figura 27. Descontinuidade descrita a partir do levantamento das principais famílias de fraturas, sem

utilizar o método de “linha de varredura......................................................................................................49

Figura 28. Análise de ruptura planar para o talude T1................................................................................51

Figura29. Análise de ruptura planar para o talude T2.................................................................................52

Figura 30. Análise de ruptura planar para o talude T3................................................................................53

Figura 31. Análise de ruptura em cunha para o talude T1..........................................................................54

Figura 32. Análise de ruptura em cunha para o talude T2..........................................................................55

Figura 33. Análise de ruptura em cunha para o talude T3..........................................................................56

Figura 34. Análise de ruptura em cunha para o talude T1..........................................................................57

Figura 35. Análise de tombamentos para o talude T2................................................................................58

Figura 36. Análise de tombamentos para o talude T3...........................................................................................................................59

Figura 37. Detalhe da quantidade de fraturas nos taludes de (A) diorito; (B) monzodiorito; (C)

arenito..........................................................................................................................................................60

Figura 38. Gráficos comparando as quantidades presentes em cada litologia em função da alteração das

rochas........................................................................................................................................ ...................62

Figura 39. Gráficos comparando as quantidades presentes em cada litologia em função da alteração das

paredes................................................................................................................................................... ......63

Figura 40. Gráficos comparando as quantidades presentes em cada litologia em função da

rugosidade....................................................................................................................................................65

v

Figura 41. Gráficos comparando as quantidades presentes em cada litologia em função da

persistência...................................................................................................................................................66

Figura 42. Comparação entre os esteogramas de (A) monzodiorito; (B) arenito; (C) diorito; (D) todas as

atitudes coletas em campo (monzodiorito, arenito e diorito).......................................................................67

Figura 43. Comparação entre os esteogramas das (A) principais famílas descritas sem ; (B) arenito; (C)

diorito; (D) todas as atitudes coletas em campo (monzodiorito, arenito e diorito)......................................68

Figura 44. Comparação entre os esteogramas das (A) principais famílas descritas sem ; (B) arenito; (C)

diorito; (D) todas as atitudes coletas em campo (monzodiorito, arenito e diorito)......................................69

Figura 45. Comparação entre os tipos de rupturas presentes em cada litologia.........................................70

vi

Lista de Tabela

Tabela 1. Classificação do grau de alteração do maciço rochoso. Fonte: IPT (1984).................................7

Tabela 2. Classificação do maciço quanto ao grau de alteração. Fonte: GUIDICINI & NIABLE

(1974)............................................................................................................................... ..............................7

Tabela 3. Classificação com base no grau de coerência. Fonte: GUIDICINI & NIABLE (1974)...............8

Tabela 4. Classificação proposta pela Brown (1981) para o grau de coerência das rochas.........................9

Tabela 5. Classificação dos tipos de descontinuidades. Fonte: VALLEJO et al. (2002).........................10

Tabela 6. Classificação da persistência. Fonte: BROWN (1981)..............................................................12

Tabela 7. Classificação do espaçamento das descontinuidades. Fonte: BROWN (1981).........................13

Tabela 8. Distância e quantidades de descontinuidades que devem ser realizadas em uma área de estudo,

proposta por diferentes autores....................................................................................................................17

Tabela 9. Parâmetros de classificação e orientação das descontinuidades, com seus respectivos valores

RMR. Fonte: BIENIAWSKI (1989)............................................................................................................18

Tabela 10. Classificação dos maciços conforme o valor RMR. Fonte: BIENIAWSKI (1989).................20

Tabela 11. Valores dos ângulos de atrito para rochas intactas, juntas ou residuais. Fonte: HOEK (1972)

apud AUGUSTO FILHO e VIRGILI (1998)...............................................................................................21

Tabela 12. Comprimento da “linha de varredura” e orientação de cada talude estudado...........................36

Tabela 13. Atitudes das descontinuidades coletadas, a partir da “linha de varredura” (anotação direção de

mergulho/mergulho)....................................................................................................................................39

Tabela 14. Principais características das famílias das descontinuidades, descritas em campo, para o

monzodiorito................................................................................................................................................43

Tabela 15. Principais famílias descritas em campo, para o monzodiorito, não utilizando o método de

“linha de varredura”.....................................................................................................................................44

Tabela 16. Principais características das famílias das descontinuidades, descritas em campo, para o

arenito...................................................................................................................... ....................................46

Tabela 17. Principais características das famílias das descontinuidades, descritas em campo, para o

diorito............................................................................................................................. ..............................48

Tabela 18. Levantamento das principais famílias descritas em campo, para o diorito, não utilizando o

método de “linha de varredura”...................................................................................................................49

Tabela 19. Classificação do maciço e intervalo do ângulo de atrito (BIENIAWSKI, 1989) para cada

litologia, utilizando como base os valores RMRs obtidos...........................................................................50

1

Capítulo 1

1. Introdução

Taludes são definidos como superfícies inclinadas formadas por maciços

terrosos, rochosos ou mistos (rocha e solo), oriundos de inúmeros processos geológicos

e geomorfológicos. Os taludes também podem estar associados a escavações antrópicas

relacionadas à exploração mineral, ocupações urbanas, construções e recuperações de

obras civis (AUGUSTO FILHO e VIRGILI, 1998).

Com a ampliação da atividade de mineração no país, houve um aumento da

conscientização da necessidade de segurança nessa atividade, de modo a evitar possíveis

perdas de vidas e mitigar perdas econômicas (MENEZES, 2012). Dentro deste contexto,

a estabilidade de taludes tem sido estudada por diversos autores. A aplicação do estudo

da estabilidade de talude em área de exploração mineral é realizada quando a extração

ocorre em mina a céu aberto a partir de bancadas ou taludes subverticais (MENEZES,

2012).

A intrusão de Limeira (SP) ocorre na borda leste da Bacia do Paraná em

meio aos corpos sedimentares (arenitos/siltitos) do Subgrupo Itararé. Está associada ao

intenso magmatismo fissural, pertencente à Formação Serra Geral, inserida na Província

Magmática do Paraná. O primeiro estudo realizado na área de estudo, foi executado por

Soares (1985), que descreveu a estrutura ígnea como um sill, devido as suas

continuidades laterais, nomeando-a “Sill Limeira-Cosmópolis” (SOARES, 1985 apud

CARVALHO et al., 1988).

Este sill, encontra-se aflorante em duas pedreiras, Cavinato e Basalto 4,

sendo exploradas para produção de brita. Nesses locais o corpo intrusivo apresenta uma

grande variedade composicional (basalto-diabásio-monzodiorito-riolito), textural e

estrutural (FARIA, 2015). Em virtude dessa peculiaridade em relação a outras

ocorrências similares, muitos estudos geoquímicos foram realizados com o intuito de

entender e caracterizar a evolução do magma, responsável por gerar rochas de

composições distintas (basalto-riolito) (CARVALHO et al., 1988; OLIVEIRA &

2

DANTAS, 2008; FARIA, 2008; SANTOS, 2015) Por outro lado, estudos geotécnicos

são escassos na região e é neste contexto que se insere este trabalho de graduação.

O estudo da estabilidade de taludes necessita de abrangentes investigações

geotécnicas em todas as litologias locais, devido aos diferentes comportamentos

geotécnicos das rochas. A previsão de possíveis rupturas locais garante a segurança e o

melhor aproveitamento econômico da mina (REIS, 2010).

Impulsionado pelo crescimento econômico, as técnicas de análise de

estabilidade de taludes na área de mineração estão muito desenvolvidas e enraizadas na

Geologia de Engenharia e Geotecnia. Contudo, existem diferentes métodos utilizados

em levantamentos sistemáticos, como linhas de varreduras, “mapeamento de fraturas”,

amostragem por área de uma face rochosa, representação de uma área do talude por

malhas (quadrado, retângulos, triângulos ou círculos), dentre outros.

O escopo deste trabalho consiste na análise cinemática de possíveis

instabilidades nos taludes de rocha subverticais presente na mina à céu aberto, Pedreira

Basalto 4, localizada no município de Limeira (SP), a partir de levantamentos

sistemáticos por meio do método de linha de varredura. Os dados estruturais obtidos

serão plotados no estereogramade Lambert-Schmidt, de modo a identificar as possíveis

rupturas.

2. Objetivo

O trabalho tem como objetivo realizar levantamentos estruturais na Pedreira

Basalto 4, em Limeira, SP, permitindo diagnosticar as possíveis instabilidades nos

taludes por meio do estudo cinemático. O objetivo foi identificar as possibilidades de

rupturas associadas aos maciços rochosos, classificando-as como rupturas circulares,

planares, em cunha ou tombamentos. Dentro desse contexto, os objetivos específicos

foram:

Descrever detalhadamente as propriedades das descontinuidades dos

taludes selecionados, por meio do método de linha de varredura;

Realizar a estatística dos dados de rugosidade, visando determinar os

ângulos de atrito de cada talude estudado;

3

Determinar as possíveis rupturas dos taludes, com base no método de

projeção estereográfica, muito utilizado na área de Geologia de Engenharia, sendo

denominada análise cinemática;

Discutir acerca da confiabilidade do método utilizado em campo.

Capítulo 2

3. Revisão Bibliográfica

3.1 Aspectos Gerais dos Movimentos de blocos em taludes

Taludes são definidos como superfícies inclinadas formadas por maciços

terrosos, rochosos ou mistos (rocha e solo) e oriundas de inúmeros processos geológicos

e geomorfológicos (AUGUSTO FILHO e VIRGILI, 1998). Gerscovich (2012) agrupa

os taludes em dois tipos: taludes naturais e construídos. Os taludes naturais são

constituídos por rochas e solos residuais e/ou coluvionares, estando sujeito a problemas

de instabilidade, devido às forças gravitacionais. Já os taludes construídos estão

associados a escavações antrópicas relacionadas à exploração mineral, ocupações

urbanas e construções e recuperações de obras civis.

De acordo com Guidicini & Nieble (1976) diferentes fatores atuam sobre os

taludes, em proporções heterogêneas, prejudicando a estabilidade dos mesmos. Alguns

elementos que causam a instabilidade dos taludes são: pluviosidade, infiltração de água

na matriz rochosa, intemperismo, erosão, presença ou não de cobertura vegetal,

sobrecarga, geometria do talude, orientação das descontinuidades, alterações de

variáveis devido a atuação antrópica, etc.

3.2 Classificação dos movimentos de massas

Existem vários sistemas de classificação para movimentos de blocos

rochosos, propostos por diversos autores. Hoek e Bray (1981) apud Fiori e Carmignani

(2009) elaboraram uma classificação que distingue quatro tipos de rupturas em maciços:

ruptura circular, planar, em cunha e tombamento (figura 1). Utilizando como base as

características das descontinuidades, principalmente atitude, persistência, espaçamento e

4

rugosidade, e as suas relações geométricas com a orientação do talude. As rupturas

circulares ocorrem em maciços terrosos, enquanto as outras rupturas são mais comuns

em maciços rochosos (MENEZES, 2012). Em função disso, o presente trabalho irá

analisar apenas três tipos de rupturas, rupturas planares, em cunha e tombamentos.

Figura 1. Tipos de rupturas em taludes. Fonte: HOEK e BRAY, 1981 apud MENEZES,

2012).

3.3 Caracterização de maciços rochosos

Um maciço rochoso é composto, essencialmente, por dois componentes: a

matriz da rocha e todas as descontinuidades nela contida. A matriz rochosa caracteriza-

se por ser composta de materiais minerais que formam os blocos. As descontinuidades

são consideradas as zonas de fraquezas da rocha.

De modo geral, os maciços rochosos são caracterizados por serem

heterogêneos e anisotrópicos devido as diferenças litológicas, presença de

descontinuidades e graus variáveis de alteração (VALLEJO et al., 2002; FIORI e

CARMIGNANI, 2009).

A heterogeneidade está relacionada com as propriedades geológica da rocha,

como por exemplo, mineralogia, textura, granulometria e cimentação (minerais

5

formados nos interstícios da rocha), influenciando significativamente a resistência e a

deformabilidade do maciço. De modo geral, a competência da rocha dependerá do tipo

de rocha, clima e tempo (FIORI e CARMIGNANI, 2009).

De acordo com Hasui (1992) a anisotropia está associada a presença de

feições planares, representadas por juntas, falhas, contatos litológicos e foliações

metamórficas, e lineares (lineação mineral, lineação de estiramento, etc.), implicando na

origem de novas estruturas, com relação a orientação e geometria.

Como as propriedades dos maciços diferem de local para local é

fundamental analisar os atributos dos maciços que, isoladamente ou em conjunto, são

responsáveis pela sua resistência e comportamento, conforme as dimensões e

particularidades da obra que lhe são impostas. A tal procedimento denomina-se

caracterização geológico-geotécnica (SERRA JUNIOR e OJIMA, 2010).

Os fatores responsáveis por traduzir as propriedades geotécnicas do maciço

rochoso são: litologia, alteração, coerência e as descontinuidades.

3.3.1 Litologia

A litologia relaciona-se ao tipo de rocha que constitui um maciço rochoso.

Uma rocha é um agregado de minerais que são unidos de forma a manter suas

características individuais. De maneira geral, a mineralogia, textura e estrutura da rocha

ajudam a definir sua aparência que, por sua vez, está relacionada a origem geológica da

rocha.

Entretanto, nem sempre a classificação macroscópica da litologia é capaz de

identificar as diferenças que uma rocha apresenta em um mesmo local. Mesmo assim, a

descrição da rocha é muito importante, isso ocorre devido as relações particulares entre

a litologia e as características do meio que condicionam seu comportamento. Além

disso, a litologia tem utilidade na representatividade nas propriedades físico-mecânicas

(SERRA JUNIOR e OJIMA, 2010).

De maneira geral, existem três tipos de rochas que podem ser classificadas

de acordo com sua origem geológica: rocha metamórfica, sedimentar e ígnea. Devido à

composição e organização mineralógica, esses três tipos de rocha possuem

6

comportamentos geotécnicos diferentes, como por exemplo, as rochas ígneas

apresentam uma maior resistência quando comparada as rochas sedimentares, devido ao

arranjo e maior resistência dos mineiras que as constituem (VALLEJO et al., 2002).

3.3.2 Alteração

As principais alterações que acometem as rochas são as alterações primária,

ou deutérica, e intempérica, ou meteórica. O primeiro tipo ocorre em ambientes

endógenos, normalmente, associada as fases de consolidação e resfriamento do corpo

magmático. À medida que o segundo ocorre na superfície terrestre (ambiente exógeno),

de modo que são afetados por fatores da atmosfera e biosfera.

As alterações exógenas são extremamente importantes do ponto de vista

geotécnico, pois o grau de intemperismo da rocha condiciona suas propriedades

mecânicas. De modo que, quanto mais avançado o processo de intemperismo maior será

a porosidade, permeabilidade e deformabilidade da rocha, ao mesmo tempo que diminui

sua resistência (VALLEJO et al., 2002; SERRA JUNIOR e OJIMA, 2010).

No caso do Brasil, devido ao clima tropical, a ação do intemperismo

químico é predominante, afetando as características do maciço. Além disso, devido as

diferenças das propriedades da matriz das rochas o processo de alteração não irá ocorrer

de maneira homogênea, conferindo acentuada anisotropia ao maciço (SERRA JUNIOR

e OJIMA, 2010).

Portanto, a alteração pode ser definida como conjuntos de modificações nas

propriedades físicas e químicas, nas quais as rochas encontram-se submetidas. Como

resultado, há degradação das propriedades mecânicas.

A definição do estado de alteração do maciço rochoso é feita tátil-

visualmente, utilizando como base a friabilidade e aparência da rocha. Há vários estudos

para identificar o grau de alteração das rochas. A tabela 1 apresenta as siglas utilizadas

nos levantamentos sistemáticos, juntamente com os critérios adotados na determinação

do grau de alteração da rocha.

7

Tabela 1. Classificação do grau de alteração do maciço rochoso. Fonte: IPT (1984).

Siglas Denominações Características da rocha

A1 W1

RS

Rocha sã ou praticamente

sã

Apresenta minerais primários sem vestígios de

alteração ou com alterações físicas e químicas

incipientes. Neste caso, a rocha é ligeiramente

descoloria

A2 W2

RAD

Rocha medianamente

alterada

Apresenta minerais medianamente alterados e a

rocha é bastante descolorida.

A3 W3

RAM Rocha muito alterada

Apresenta minerais muito alterados, por vezes

pulverulentos e friáveis.

A4 W4

REA

Rocha extremamente

alterada

Apresenta minerais totalmente alterados e a rocha é

intensamente descolorida, gradando para cores

de solo.

Observa-se que os critérios são válidos somente para comparação de um

mesmo litotipo. Além disso, este conceito é útil, na maioria das vezes, para as rochas

ígneas e metamórficas. Já em rochas sedimentares, os processos de alteração podem não

resultar em uma diminuição das suas características mecânicas. Isso se deve aos

processos diagenéticos nas quais a rocha é submetida.

Guidicini & Niable (1974) utilizam uma classificação com apenas três

classes de alteração (tabela 2), de forma a minimizar a influência da subjetividade,

devido a rápida avaliação macroscópica das características minerais da rocha.

Tabela 2. Classificação do maciço quanto ao grau de alteração. Fonte: GUIDICINI &

NIABLE (1974).

Siglas Denominações

A1 Rocha sã ou praticamente sã

A2 Alterada

A3 Muito alterada

3.3.3 Coerência

A coerência é definida com base em três características físicas: dureza,

tenacidade e friabilidade. Como as caracterizações são realizadas a partir da análise

tátil-visual, fundamentado na avaliação da resistência da rocha ao impacto do martelo e

a resistência ao risco feitas a partir de uma lâmina de aço ou canivete (GUIDICINI &

NIABLE, 194).

8

De acordo com Guidicini & Nieble (1974) a classificação com base no grau

de alteração das rochas é limitada, principalmente com relação a análise de rochas

sedimentares. Consequentemente, convém utilizar um índice complementar na

caracterização, denominado grau de coerência. Tanto a coerência quanto o grau de

intemperismo interferem diretamente nas propriedades mecânicas do maciço. De modo

geral, os estágios iniciais de alteração resultam em uma resistência mais baixa em

relação à rocha original, já em estágios mais avançados de alteração, esta propriedade

diminui significativamente.

A tabela 3 apresenta quatro níveis de coerência proposta por Guidicini &

Niable (1974). Nota-se que esta propriedade é unicamente qualitativa.

Tabela 3. Classificação com base no grau de coerência. Fonte: GUIDICINI & NIABLE

(1974).

Siglas Denominações Características da rocha

C1 Rocha coerente

Quebra com dificuldade ao golpe do martelo, produzindo

fragmentos de bordas cortantes. Superfície dificilmente

riscável por lâmina de aço. Somente escavável a fogo.

C2 Rocha medianamente

coerente

Quebra com dificuldade ao golpe do martelo. Superfície

riscável com lâmina de aço. Escavável a fogo.

C3 Rocha pouco coerente

Quebra com facilidade ao golpe do martelo, produzindo

fragmentos que podem ser partidos manualmente.

Superfície facilmente riscável com lâmina de aço.

Escarificável.

C4 Rocha incoerente

Quebra com a pressão dos dedos, desagregando-se. Pode

ser cortada com lâmina de aço. Friável e escavável com

lâmina.

Já a Brown (1981), divide o grau de coerência em seis classes, levando em

conta as propriedades físicas da rocha (tenacidade, dureza e friabilidade) e os valores de

compressão uniaxial, que poderá ser utilizada, somente, a partir de análises em

laboratório (tabela 4).

9

Tabela 4. Classificação proposta pela Brown (1981) para o grau de coerência das rochas.

3.3.4 Descontinuidades

As descontinuidades são caracterizadas por quaisquer feições geológicas

que interrompam a continuidade física do maciço, associando-se ao plano de fraqueza

da rocha. Podem ser de vários tipos, como falhas, juntas, planos de acamamento,

laminação, planos de foliação, zona de cisalhamento, veios ou diques e fendas de tração

(FIORI e CARMIGNANI, 2009; SERRA JUNIOR e OJIMA, 2010).

Os estudos das descontinuidades são fundamentais na análise do maciço

rochoso, pois são responsáveis por causar a anisotropia do meio. De maneira geral,

recebem a denominação genérica de fraturas, termo utilizado para referir-se as

descontinuidades que aparecem isoladamente (HASUI e COSTA, 1992).

Tipo de descontinuidades

A estabilidade de taludes é influenciada pelas propriedades (orientação,

rugosidade, espaçamento) e pelos tipos de descontinuidades em relação ao talude.

Vallejo et al. (2002) agrupa os diferentes tipos de descontinuidades em

sistemáticas, quando aparecem em famílias, e singular, quando ocorrem em um único

plano que atravessa o maciço (tabela 5). Estes últimos são mais persistentes e contínuos,

Siglas Denominações Características da rocha

Resistência

(MPa)

R0 Rocha extremamente

fraca

Marcado com a unha. 0,25 - 1,00

R1 Rocha muito fraca Esmigalha-se com golpes firmes com a ponta

do martelo e pode ser raspada com canivete. 1,00 - 5,00

R2 Rocha fraca

Pode ser raspada com dificuldade com canivete,

marcas podem ser feitas com a ponta do

martelo. 5,00 - 25,00

R3 Rocha medianamente

resistente

Não pode ser raspada com canivete, mas as

amostras podem ser fraturadas com golpes de 25 - 50

martelo.

R4 Rocha resistente As amostras necessitam de mais quem um

golpe de martelo para fraturar-se. 50 -100

R5 Rocha muito resistente

As amostras necessitam de muitos golpes com

martelo para fraturar-se. 100 -250

R6

Rocha extremamente

resistente

As amostras podem ser lascadas somente com

martelo > 250

10

podendo alcançar, no caso das falhas, vários quilômetros, e, do ponto de vista

geotécnico, são responsáveis pelo comportamento do maciço rochoso.

Tabela 5. Classificação dos tipos de descontinuidades. Fonte: VALLEJO et al. (2002).

Descontinuidades Sistemáticas Singulares

Planares

Planos de estratificação; Falhas;

Planos de laminação; Diques;

Juntas Discordâncias

Lineares

Intersecção de descontinuidades Linha da

charneira planares;

Lineações

3.4 Características das descontinuidades

As características mais importantes que são utilizados na investigação das

descontinuidades são: orientação espacial, persistência, espaçamento, rugosidade,

abertura e preenchimento, resistência da rocha e das paredes, presença de água e grau de

alteração do maciço rochoso, como ilustra a figura 2. De maneira geral, a estabilidade

dos taludes poderá depender de um ou mais desses fatores. Essas características

presentes nos maciços rochosos foram estudadas por Bieniawski (1973) e serão

descritas a seguir.

Figura 2. Características das descontinuidades que são descritas em maciços rochosos (modif. WYLLIE,

1999).

11

3.4.1 Orientação Espacial

A orientação de cada descontinuidade é definida pela direção e mergulho,

como ilustra a figura 3. A orientação é caracterizada pelo ângulo em relação ao norte, da

intersecção entre o plano horizontal e o plano da descontinuidade. Já o mergulho está

relacionado com o ângulo entre o plano inclinado e o plano horizontal (MAGALHÃES

e CELLA, 1998).

Figura 3. Orientação espacial de estruturas geológicas planares. Fonte: WYLLIE & MAH

(2004).

Em geral, nos levantamentos sistemáticos são utilizadas bússolas Clar. A

notação dessa bússola considera o campo de rumos possíveis, segundo azimutes. De

modo que a direção do plano é definida pelo azimute do rumo de mergulho de sua reta,

ou seja, a reta que possui um maior valor de caimento pertencente ao plano. Ao passo

que a direção de uma descontinuidade é definida pelo azimute do rumo para o qual o

plano mergulha. Como resultado, a bússola Clar mede a direção do mergulho e o ângulo

de mergulho de um plano (LISLE, 2004).

De acordo com Wyllie & Mah (2004) a orientação das descontinuidades é

um dos fatores preponderantes para a estabilidade de taludes. Principalmente, caso as

descontinuidades apresentarem um ângulo menor ou igual ao ângulo de inclinação

talude, e/ou o ângulo de inclinação da descontinuidade for superior ao ângulo de atrito

do maciço. Além disso, a resistência e anisotropia do maciço são influenciadas pela

orientação das descontinuidades (FIORI e CARMIGNANI, 2009).

12

3.4.2 Persistência

A persistência está relacionada com o tamanho ou área da descontinuidade.

Em outras palavras, a persistência expressa a continuidade ininterrupta que uma

descontinuidade pode apresentar na vertical ou horizontal. Esse parâmetro está

associado ao tamanho e à forma geométrica da estrutura e, consequentemente, são

afetados pela dimensão e orientação do talude rochoso (MAGALHÃES e CELLA,

1998). É um parâmetro de grande importância na análise geotécnica, porém sua

quantificação é extremamente complicada. Isso ocorre devido a variação das dimensões

dos taludes, tornando complicado sua mensuração. A persistência se descreve segundo a

tabela 6.

Tabela 6. Classificação da persistência. Fonte: BROWN (1981).

Termo

Persistência

(m)

Muito Pequena < 1

Pequena de 1 a 3

Média de 3 a 10

Grande de 10 a 20

Muito grande > 20

A figura 4 ilustra a formação de blocos, a partir da persistência ao longo das

descontinuidades. De modo que as descontinuidades com persistências muito pequenas

(figura 4.A), não formam praticamente nenhum bloco. Enquanto, as descontinuidades

com persistências muito grande, tendem a formam blocos (figura 4.B) (MAGALHÃES

e CELLA, 1998). De acordo com Vallejo et al. (2002), essas últimas são as

responsáveis por condicionar os planos de ruptura em taludes.

Figura 4. Representação de maciços rochosos com (A) persistência baixa; (B) persistência muito grande

(modif. MAGALHÃES e CELLA, 1998).

13

3.4.3 Espaçamento

De acordo com Wyllie & Mah (2004) o espaçamento é definido como a

distância perpendicular entre duas descontinuidades da mesma família (figura 5). Essas

medidas devem ser feitas, quando possível, ao longo de uma direção, definida

anteriormente, como por exemplo, a partir de uma linha de varredura. Muitos fatores

contribuem para a distribuição entre os espaçamentos em maciços rochosos, como tipo

de litologia, sobrecarga, esforços tectônicos e profundidade (FIORI e CARMIGNANI,

2009).

Figura 5. Espaçamento entre as famílias de descontinuidades presente em um maciço rochoso (modif.

VALLEJO et al., 2002).

De maneira geral, a ocorrência de espaçamentos menores entre as

descontinuidades, acarretará em um aumento da deformação e permeabilidade do

maciço. Além disso, a combinação entre orientação, persistência e espaçamento

condicionará o tamanho dos blocos (MAGALHÃES e CELLA, 1998).

A classificação do espaçamento entre duas descontinuidades da mesma

família é apresentada na tabela 7.

Tabela 7. Classificação do espaçamento das descontinuidades. Fonte: BROWN (1981).

Termo

Espaçamento

(cm)

Extremamente pequeno < 2

Muito pequeno de 2 a 6

Pequeno de 6 a 20

Moderado de 20 a 60

Grande de 60 a 200

Muito grande de 200 a 600

Extremamente grande > 600

14

3.4.4 Rugosidade

De maneira geral, o estudo das irregularidades dos planos de

descontinuidades são divididos em dois grupos, que irão variar de acordo com a sua

dimensão e influência na descontinuidade: ondulações e rugosidade ou aspereza. A

primeira, caracteriza-se por apresentar dimensões métricas, resultando nas diferenças de

atitude por toda a extensão de uma descontinuidade. Já a rugosidade ou aspereza, possui

tamanhos milimétricos a centimétricos, e são responsáveis pelo atrito entre dois blocos.

A rugosidade representa as irregularidades presentes na superfície das

fraturas ou falhas e é um importante parâmetro, responsável pela caracterização da

condição da descontinuidade. A importância desse parâmetro reduz conforme aumenta a

espessura do material de preenchimento e a abertura da descontinuidade

(BIENIAWSKI, 1989; FIORI e CARMIGNANI, 2009).

O grau de rugosidade está associado ao tipo de litologia e à formação das

descontinuidades. Sua descrição é extremamente importante, devido à forte influência

no ângulo de atrito total entre os blocos presentes no talude.

Sua classificação é realizada visualmente a partir da comparação com a

figura 6 proposta por Barton & Choubey (1977).

15

Figura 6. Perfil de rugosidade utilizado para determinar o grau de rugosidade em levantamentos

sistemáticos. Fonte: BARTON & CHOUBEY (1977).

Os números presentes na extrema direita da tabela representam o coeficiente

de rugosidade da junta (JRC), que varia de 0, para uma superfície praticamente lisa, a

20, superfície extremamente irregular. Entretanto, para a classificação da rugosidade

dos maciços rochosos, utilizou-se os números localizados na extrema esquerda da

tabela.

3.4.5 Abertura e preenchimento

A abertura é definida por Wyllie & Mah (2004) como a distância

perpendicular entre as paredes dos blocos adjacentes, existente em uma descontinuidade

aberta, normalmente, expressa em milímetros. Nesse caso, poderá haver a percolação de

água no interior do maciço, resultando na alteração das paredes dos blocos.

16

Consequentemente, a resistência ao cisalhamento do maciço rochoso será intensamente

prejudicada.

Sua gênese não está associada necessariamente aos processos iniciais que

deram origem à descontinuidade, mas pode ter sido modificada por processos

posteriores como, erosão e/ou soerguimento do maciço (MAGALHÃES e CELLA,

1998).

De acordo com Fiori e Carmignani (2009) as aberturas das descontinuidades

podem estar vazias, parcialmente ou completamente preenchidas. O material que irá

preencher as aberturas, podem variar de areia, argila, silte, carbontato ou fragmentos

oriundos do plano de ruptura. O preenchimento é um fator importante dado seu controle

ou modificação da resistência ao cisalhamento e a condutividade hidráulica ao longo do

maciço.

3.4.6 Percolação de água

A percolação de água é realizada de maneira subjetiva e ocorre a partir da

observação, geralmente, a partir das aberturas ao longo das descontinuidades

(permeabilidade secundária) ou, em certas rochas permeáveis, a infiltração se dá através

da matriz rochosa (permeabilidade primária). Este fator pode influenciar na rugosidade,

alteração da rocha/parede e preenchimento, culminando na diminuição da resistência

mecânica do maciço (VALLEJO et al., 2002).

3.5 Levantamento Sistemático

Até poucos anos atrás, não existia nenhum método sistemático utilizado

para caracterizar as descontinuidades em maciços rochosos, de forma que estes

procedimentos eram realizados de forma arbitrária e subjetiva. Apenas recentemente,

foram adotados métodos de amostragens estatísticas mais rigorosas. Os métodos mais

utilizados na geotecnia são a amostragem por linha de varredura (scanline) e a técnica

por janela (window). Essas técnicas foram descritas por vários autores (TERZAGUI,

1965; ROBERTSON, 1970; ATTEWELL e FARMER, 1976; ISRM, 1978; PRIST e

HUDSON, 1981). A relativa simplicidade no processo de caracterização das

descontinuidades presentes nas faces expostas e o rigor estatístico, transformaram essas

17

técnicas em ideais para a determinação das propriedades das descontinuidades

(PRIEST, 1993).

De acordo com Fiori e Carmignani (2009) o método de análise por linha de

varredura é a melhor técnica a ser utilizada, devido ao maior detalhamento da densidade

e variedade das atitudes das descontinuidades. Esse método consiste, primeiramente, na

escolha de locais que contém feições de interesse. Posteriormente, é demarcada uma

linha contínua no afloramento, para finalmente caracterizar todas as descontinuidades

que “cortam” este traçado.

Há divergências de opiniões com relação ao comprimento da linha e o

número mínimo de medidas a serem realizadas por afloramento. Essas diferenças

podem ser evidenciadas a partir da observação da tabela 8.

Tabela 8. Distância e quantidades de descontinuidades que devem ser realizadas em uma

área de estudo, proposta por diferentes autores.

AUTOR

COMPRIMENTO DA LINHA DE

VERREDURA (m) Nº DE DESCONTINUIDADES

FIORI e

CARMIGNANI (2009) 30 200

MAGALHÃES e

CELLA (1998) - 100 a 150

SAVELY, J. (1972) 30 60 por litologia

WYLLIE, D. C. &

MAH, C. W. (2001) 50 a 100 -

PRIST, S. D. (1993) 2 a 30 150 a 350

Para certificar-se que todas as descontinuidades sejam registradas é

fundamental organizar a linha de varredura em três direções mutuamente

perpendiculares. Na prática isso raramente é possível. Este método possui a

desvantagem de ser extremamente demorado, variando de acordo com o talude a ser

analisado. Além disso, a caracterização de cada propriedade da descontinuidade é

realizada de maneira subjetiva, influenciando no resultado final da análise.

3.6 Classificação Geomecânica

A investigação geotécnica em maciços rochosos pode ser feita a partir de

levantamentos e análises realizadas in situ ou fundamentada em ensaios laboratoriais,

18

levando em consideração a natureza das descontinuidades, heterogeneidade e

anisotropia do maciço. De modo que todos os fatores e suas relações devem ser

considerados (FREITAS, 2011).

A classificação geotécnica tem como objetivo sistematizar um conjunto de

propriedades geotécnico-geológicas que permitem caracterizar um determinado maciço.

Normalmente, essas classificações dividem o maciço em classes, fornecendo

informações sobre certos parâmetros geomecânicos, como a qualidade do maciço,

ângulo de atrito, coesão, etc.

Atualmente, existem inúmeros sistemas de classificações utilizados em

maciços rochosos, de modo que a primeira classificação proposta foi realizada por

Terzaghi (1946) apud Menezes (2012) para o projeto de um túnel.

Já Bieniawski (1976) propôs o sistema RMR (Rock Mass Rating), que foi

modificado em 1989. Esse sistema tem como finalidade avaliar as condições do talude,

para isto leva-se em conta os seguintes parâmetros geotécnicos (tabela 9):

Resistência à compressão uniaxial da rocha sem alteração;

Grau de fraturamento do maciço através do RQD (Rock Quality

Designation)

Espaçamento das descontinuidades;

Condições das descontinuidades;

Presença de água;

Orientação das descontinuidades em relação ao talude analisado.

19

Tabela 9. Parâmetros de classificação e orientação das descontinuidades, com seus

respectivos valores RMR. Fonte: BIENIAWSKI (1989).

1

Resistência

da rocha

intacta

Point load

(MPa) >10 10-4 4-2 2-1

Ver

compressã

o

Resistêncià

compressão

uniaxial

(MPa)

>250 250-100 100-50 50-25 25-

5

5-

1

<

1

Pesos 15 12 7 4 2 1 0

2 RQD (%) 100-90 90-75 75-50 50-25 <25

Pesos 20 17 13 8 3

3 Espaçamento Médio (m) >2 2-0,6 0,6-0,2 0,2-0,06 <0,06

Pesos 20 15 10 8 5

4

Condições

das

descontinui

dades

Comprime

nto da

descontinui

dade (m)

<1 1-3 3-10 10-20 >20

Pesos 6 4 2 1 0

Abertura

(mm) Nenhuma <0,1 0,1-1 1-5 >5

Pesos 6 5 4 1 0

Rugosidade Muito

rugoso

Rugoso

Ligerame

nte

rugoso Quase liso

Liso

Pesos 6 5 3 1 0

Preenchime

nto (mm) Nenhum Duro <5 Duro >5 Mole <5 Mole >5

Pesos 6 4 2 2 0

Grau de

Alteração

Não

alerada

Ligeram

ente

alterada

Moderam

ente

alterada

Muito

alterada

Em

decomposi

ção

Pesos 6 5 3 1 0

5 Presença de

água

Condições

Gerais Completa

mente seco

Água

interstici

al

Húmido Escorrime

ntos

Entrada de

água

Pesos 15 10 7 4 0

6

Orientação das

descontinuidades

Muito

favorável

Favoráv

el Razoável

Desfavorá

vel

Muito

desfavoráv

el

Pesos

Túneis e

minas 0 -2 -5 -10 -12

Fundações 0 -2 -7 -15 -25

Taludes 0 -5 -25 -50 -60

20

Cada um dos parâmetros mencionados possui um peso, de forma que ao

final da análise é realizada a soma dos valores individuais. Este valor final categoriza a

rocha em cinco classes distintas, que variam de muito bom a muito pobre, bem como

defini-se os valores relativos ao ângulo de atrito e coesão, como ilustra a tabela 10

(MENEZES, 2012).

Tabela 10. Classificação dos maciços conforme o valor RMR. Fonte: BIENIAWSKI

(1989).

Somatório dos pesos (fator

RMR) 100 - 81 80 - 61 60 - 41 40 - 21 <20

Classes I II III IV V

Qualidade do maciço

Muito

bom Bom Razoável Fraco

Muito

fraco

Coesão da massa rochosa (kPa) >400

400-

300 300-200

200-

100 <100

Ângulo de atrito da massa

rochosa >45 45-35 35-25 25-15 <15

3.7 Estabilidade de taludes

De acordo com Hoek e Bray (1981) os principais fatores que influenciam

nos mecanismos de instabilidade de taludes são as características das descontinuidades

(principalmente, atitude e persistência) e as suas relações geométricas com o plano do

talude. Além disso, o efeito da água na estabilidade de taludes é significativo, uma vez

que ela reduz a tensão efetiva, intemperiza e satura o maciço (por percolação),

provocando redução da resistência e possíveis sobrecargas no talude.

Comumente, os taludes formados por maciços rochosos possuem valores

superiores de coesão e ângulo de atrito quando comparado aos taludes formados por

materiais terrosos. Consequentemente, esse tipo de talude possui uma estabilidade

maior e suporta geometrias mais intensas (ângulo e altura) (FILHO e VIRGILI, 1998;

VALLEJO et al., 2002).

A tabela 11 apresenta alguns ângulos de atrito para diferentes litotipos.

Observa-se que os valores dos ângulos de atrito variam para cada tipo de rocha, além

disso dependendo da condição analisada, os valores relativos aos ângulos de atrito

podem diferenciar-se.

21

Tabela 11. Valores dos ângulos de atrito para rochas intactas, juntas ou residuais. Fonte:

HOEK (1972) apud AUGUSTO FILHO e VIRGILI (1998).

TIPO DE

ROCHA

ÂNGULO DE ATRITO

INTACTA JUNTA RESIDUAL

Andesito 45 31-35 28-30

Basalto 48-50 47

Gesso 35-41

Diorito 53-55

Granito 50-64 31-33

Grauvaca 45-50

Calcário 30-60 33-37

Monzonito 48-65 28-32

Pórfiro 40 30-34

Quartizito 64 44 26-34

Arenito 45-50 27-38 25-34

Xisto 26-70

Folhelho 45-64 37 27-32

Siltito 50 43

Ardósia 45-60 24-34

3.7.1 Análise de estabilidade de talude

A análise da estabilidade de blocos tem como objetivo principal a relação

entre as atitudes das descontinuidades e a atitude da vertente. A finalidade desse estudo,

é analisar a cinemática de taludes em rochas, identificando modos possíveis de ruptura

em maciços rochosos, como: ruptura planar, ruptura em cunha e tombamento (HOEK e

BRAY, 1981 apud MENEZES, 2012).

Existem três métodos que são, normalmente, empregados para análise das

descontinuidades em taludes: diagramas de rosetas, histogramas e projeções

estereográficas (FIORI e CARMIGNANI, 2009). De acordo com Filho e Virgili (1998)

o método principal para avaliação da estabilidade de talude para maciços rochosos é a

técnica de projeção estereográfica. Os estereogramas permitem uma visualização

tridimensional das atitudes das descontinuidades, além de possibilitar a representação

espacial entre o talude e as descontinuidades, contribuindo para o prognóstico de

possíveis instabilidades.

22

Os diagramas podem ser de dois tipos: diagrama de igual ângulo (Diagrama

de Wulf) ou diagrama de igual área (Schmidt-Lambert). A projeção mais utilizada é a

de igual área, devido ao melhor tratamento estatístico com relação a distribuição dos

dados. A representação dos dados estruturais nesse diagrama, deverá ocorrer por meio

de pólos, exceto quando o número de dados for extremamente pequeno (FIORI e

CARMIGNANI, 2009).

A seguir serão caracterizados os três tipos de rupturas, utilizando como base

a analise de estereograma para prever possíveis movimentos dos blocos:

3.7.1.1 Ruptura Planar

A ruptura planar é caracterizada por movimentos de blocos ao longo de

superfícies subparalelas, como por exemplo, planos de juntas ou falhas, plano de

foliação, etc. Para que ocorra este tipo de ruptura é necessário que as estruturas estejam

inclinadas e aflorantes na direção do talude, com um ângulo maior ao ângulo atrito

interno e um ângulo inferior ao mergulho do talude (figura 7). De modo que o

deslizamento precisará ocorrer ao longo da direção de rumo do mergulho da vertente,

com um ângulo de 20 graus, no máximo (FIORI e CARMIGNANI, 2009).

Figura 7. Condições necessárias para rupturas planares representado em estereograma.

Fonte: FIORI e CARMIGNANI (2009).

23

3.7.1.2 Ruptura em Cunha

A ruptura em cunha ocorre devido a deslizamentos translacionais causado

pela intersecção de pelo menos dois planos de descontinuidades. Para que isto ocorra é

necessário que a linha de intersecção entre dois planos aflore na face do talude com um

ângulo de inclinação maior que ângulo de atrito, como ilustra a figura 8 (FIORI e

CARMIGNANI, 2009).

A análise das forças e resistências atuantes nos deslizamentos em cunha são

mais complexas em comparação aos deslizamentos planares. Se os planos apresentarem

inclinações distintas, a força normal atuante será diferente em cada um. Ademais, os

planos podem desenvolver comportamentos diferentes, como por exemplo, ângulos de

atrito distintos.

Figura 8. Condições necessárias para rupturas em cunha representado em estereograma

Fonte: FIORI e CARMIGNANI (2009).

3.7.1.3 Tombamento

O tombamento de blocos possui mecanismos diferentes das rupturas

anteriores. Sendo caracterizada por movimentos de blocos individuais ou um conjunto

de blocos, que tombam na face do talude, devido a rotação sobre eixos fixos.

24

De acordo com Goodman (1989) para que ocorra tombamentos de blocos é

necessário que o mergulho do plano da descontinuidade seja aproximadamente paralelo

a direção do talude, com um intervalo de ±30°. Além disso, a vertente deverá possuir

um ângulo de mergulho alto (90 – φ) (figura 9).

Figura 9. Condições para tombamento representado em estereograma. Fonte: GOODMAN

(1989).

Capítulo 3

4. Localização e Vias de Acesso

A Pedreira Basalto 4 localiza-se no município de Limeira-SP, pertencente à

Região Administrativa de Campinas. A área está localizada no Km 140 da Rodovia

Anhanguera (Figura 10 e 11), a uma distância aproximada de quarenta e sete

quilômetros de Campinas. A principal via de acesso ao local se dá pela Rodovia Dom

Pedro I e Anhanguera, SP-330.

25

Figura 10. Mapa de localização e vias de acesso da área de estudo.

26

Figura 11. Imagem de satélite focalizando a área de estudo apresentada na figura 1. Fonte:

Google Earth.

5. Geologia Regional

Bacia do Paraná

A área de estudo concernente ao presente trabalho está inserida na Bacia do

Paraná, constitui-se por ser uma bacia intracratônica, localizada na porção centro-leste

do continente Sul-Americano. Possui uma forma elíptica, com eixo maior na direção

NNE-SSW, na qual abrange porções territoriais do Brasil meridional, Paraguai oriental,

nordeste da Argentina e norte do Uruguai totalizando uma área de 1.600.000 km2, dos

quais mais de 1.000.000 km2 está incorporado ao território brasileiro, como ilustra a

figura 12 (SCHNEIDER et al, 1974; FULFARO et al., 1982; CORDANI et al., 1984;

ZALÁN et al.,1990; MILANI, 1998 e 2004).

27

Figura 12. Mapa de localização da Bacia do Paraná. Fonte: ZALÁN et al. (1990).

Fundamentado em estudos recentes, Milani et al. (2004) aperfeiçoa o estudo

sobre os ciclos de subsidência da bacia. Como resultado, chegou-se à conclusão que

haveria seis ciclos responsáveis pela subsidência, na qual houve a deposição de seis

supersequências, todos esses associados a eventos orogênicos que ocorreram na margem

ativa do Godwana. As supersequências são: Rio Avaí, que possui caráter transgressivo e

a sedimentação ocorreu no decurso do Ordo-Siluriano,representado pelas Formações

Alto Garças, Iapó e Vila Maria; Paraná, possui caráter transgressivo-regressivo,

formado durante o Devoniano, representado pelas Formações Furnas e Ponto Grossa;

Godwana I,ocorreu durante o Carbonífero-Eotriássico, corresponde pelo Grupo Itararé

e pelas Formações Dourados, Rio Branco, Tatuí, Palermo, Irati, Serra Alta, Teresina,

Corumbataí, Rio do Rastro, Pirambóia e Sanga do Cabral; Godwana II, são depósitos

fluviais e lacustrinos locais representado pela Formação Santa Maria; Gondwana III,

que ocorreu durante a reativação Waldeana, posto que, no início, houve a deposição dos

sedimentos em clima desértico, dando origem a Formação Botucatu, seguida pelo

28

magmatismo da Formação Serra Geral, devido a ruptura do Atlântico Sul; e por último,

a supersequência Bauru, representado pelos Grupos Bauru e Cauá.

6. Geologia Local

O mapa geológico do município de Limeira (figura 14) exibe as principais

unidades da Bacia Paraná aflorantes na região. Visto que a área de estudo, Pedreira

Basalto 4, ocorre em meio as rochas sedimentares, pertencentes ao Subgrupo Itararé,

além das rochas intrusivas associadas ao magmatismo toleítico, da Formação Serra

Geral.

6.1 Subgrupo Itararé

Afloram nesta unidade, arenitos de granulometria heterogênea, que variam

desde muito fina a conglomerática, como ritmitos (podendo conter “seixos pingados”),

tilitos, rochas pelíticas como siltitos e argilitos, e diamectitos. São encontradas

estratificações plano-paralelas e cruzadas, de tamanhos decimétricos a métricos (SAAD

et al. 1977; ZAINE et al. 1994; SOUSA, 1997; PERINOTTO & LINO, 2007).

6.2 Formação Serra Geral

White em 1908 foi o primeiro a utilizar o termo Formação Serra Geral, para

descrever as formações rochosas, presentes nos Estados do Paraná, Santa Catarina e Rio

Grande do Sul (SCHNEIDER et al., 1974). Esta formação é composta por lavas

basálticas, de composição toleítica, que ocorrem intercaladas a camadas de arenitos da

Formação Botucatu, associadas à Província Magmática do Paraná que é uma das

maiores ocorrências de basaltos continentais do mundo. Sua origem está associada à

separação do Godwana, na qual deu origem a abertura do Oceano Atlântico Sul. De

acordo com Peate et al. (1992), a Província Magmática do Paraná abrange uma área de

aproximadamente 1,2 x 106 km

2. Também, estão associados à intrusão de diques e

soleiras de diabásio.

Um desses sills de diabásio ocorre no Município de Limeira (SP), localizado

na borda leste da Bacia do Paraná, na qual encontra-se intrudido entre os corpos

sedimentares (arenitos/siltitos), pertencentes ao Subgrupo Itararé (CARVALHO et al.,

1988; FARIA, 2008; OLIVEIRA & DANTAS, 2008; SEIXAS, 2014; SANTOS, 2015).

29

O “Sill Limeira-Cosmópolis” (CARVALHO et al., 1988) possui ampla

variação composicional (figura 13), de modo que na borda superior ocorre a

predominância de basaltos faneríticos que apresentam colorações preta a cinza escuro,

holocristalina e inequigranular. O contato do basalto com as rochas sedimentares do

Subgrupo Itararé possui direção N10E, com mergulho de 40-50º para NW. (FARIA,

2008).

Mais para baixo o basalto maciço passa para amigdaloidal com granulação

muito fina. As amigdalas chegam a representar 5% da rocha e são, normalmente,

preenchidas por quartzo, carbonato e, ocasionalmente, zeólita (FARIA, 2008; SANTOS,

2015).

Subsequentemente ao basalto amigdaloidal, encontra-se rochas

holocristalinas, com coloração cinza escuro a cinza, que em microscópio apresenta

textura inequigranular, intergranular, ofítica e/ou subofítica. É composta,

predominantemente, por clinopiroxênio (augita), plagioclásio e minerais opacos. Em

função disso, classificou-se a rocha como diabásio (SANTOS, 2015).

O diabásio que encontra-se próximo ao contato com o basalto amigdaloidal,

portanto em sua porção superior, pode formar ocelos riolíticos e amigdalas preenchidas

por minerais que se desenvolvem em estágios hidrotermais. Com aumento da

profundida essas estruturas desaparecem e há um aumento da granulação da rocha.

Posteriormente, ocorre o contanto entre o diabásio e o monzodiorito de forma abrupta

ou gradual (FARIA, 2008).

O monzodiorito é caracterizado por possuir granulação média a grossa, que

em microscópio apresenta texturas intergranular, granofírica (intercrescimento de

feldspato alcalino e quartzo) e, eventualmente, subofítica. É composta por plagioclásio,

clinopiroxênio (augita e pigeonita) e minerais opacos. A granulação, desta rocha,

aumenta com o crescimento da profundidade, ao passo que a quantidade de minerais

máficos diminui (FARIA, 2008; SANTOS 2015).

Na base aflora o quartzo-monzodiorito que é caracterizada por uma

granulação grossa a muito grossa, composto, predominantemente, por feldspato alcalino,

quartzo, plagiclásio, clinopiroxênio (augita) e minerais opacos (FARIA, 2008).

30

Diferentemente ao que ocorre ao monzodiorito, a granulação do quartzo-monzodiorito

diminui com o aumento da profundidade. Essa diminuição é acompanhada por um

acúmulo de minerais máficos e félsicos de maneira rítmica muito bem definida

(SANTOS, 2015). Por último, em maiores profundidades, ocorre, novamente, o

monzodiorito.

Por toda a extensão do sill são observados diques de composição riolítica,

podendo ocorrer de maneira perpendicular as rochas encaixantes ou, casualmente,

manifestam-se horizontalmente (FARIA, 2008; SEIXA, 2013; SANTOS, 2015).

Figura 13. Coluna estratigráfica da intrusão de Limeira, com os diferentes litotipos em função da

profundidade, com destaque para a textura de acumulação na base do quartzo monzodiorito. Fonte:

SANTOS (2015).

31

Figura 14. Mapa geológico do Município de Limeira, juntamente com a localização da área de estudo Fonte: CPRM – Mapa Geológico de São Paulo

1:750.000.

32

7. Aspectos Fisiográficos

7.1 Pedologia

De maneira geral, analisando-se o mapa pedológico (figura 15) de Limeira,

nota-se um predomínio de Argissolos Vermelhos-Amarelos e Latossolos Vermelho-

Amarelos e Vermelhos.

Os Latossolos Vermelhos-Amarelos, no estado de São Paulo, são

encontrados mais frequentemente na Depressão Periférica e no Planalto Atlântico. Em

geral, apresentam boa a moderada permeabilidade, friabilidade e moderada retenção de

água. Os latossolos são aptos para o uso agrícola, exigindo tecnologia de nível médio a

alto, quando correções químicas são necessárias (OLIVEIRA et al. 1999).

Os Argissolos são solos minerais com horizontes de transição abrupta,

marcada frequentemente, pelo aumento dos teores de argila. Próximos à superfície,

podem ser arenosos e apresentar textura média. Em profundidade, exibem maior

plasticidade e pegajosidade devido aos altos teores de argila. A retenção de água é

superior nos horizontes superficiais, podendo constituir bons reservatórios de água para

plantas (OLIVEIRA et al. 1999).

33

Figura 15. Mapa Pedológico do Município de Limeira, juntamente com a área de estudo. Fonte: EMBRAPA – Mapa Pedológico do Brasil 1:5.000.000.

34

7.2 Clima

A região de Limeira está inserida no domínio climático tropical de altitude,

segundo o modelo de Gausen, e Cwa, de acordo a classificação climática de

Koeppen.Ambos os domínios climáticos são caracterizados por possuir um verão quente

e úmido, e o inverno seco (TORRES & MACHADO, 2008). As temperaturas médias

anuais estão em torno de 21,8 0C. Os meses mais frios são junho e julho e os meses de

verão mais quentes são dezembro, janeiro e fevereiro, podendo apresentar temperaturas

médias máximas de 30,2 0C (CEPAGRI).

Segundo fontes da CEPAGRI, a pluviosidade média da região é de 1.336,8

mm, sendo janeiro o mês mais chuvoso, com média de 222,2 mm, e julho e agosto o

período mais seco, que pode chegar até a 80 dias sem chuvas e médias de 29,5 mm de

precipitação.

7.3 Geomorfologia

A área de estudo está inserida no contexto geomofológico da Depressão

Periférica, que é caracterizada pelo predomínio de relevos suaves e colinosos

sustentados por corpos sedimentares presentes na Bacia do Paraná. Além disso, devido

à presença de intrusões ígneas, geradas a partir do magmatismo do Serra Geral, ocorrem

relevos irregulares, como morrotes, morros e algumas serras isoladas (CARNEIRO et

al.,2010).

A gênese desse domínio geomorfológico está associada, exclusivamente, ao

processo de erosão e a evolução morfoclimática, a partir do fenômeno denominado

“circundesnudação periférica pós-cretácea”, divergindo da hipótese da origem tectônica

das cuestas (Ab’Sáber, 1969 apud CARNEIRO et al., 2010).

Almeida (1964) subdividiu esta província em três zonas: Zona do Médio

Tiête, Zona do Paranapanema e Zona do Mogi Guaçu. O município de Limeira está

inserido na Zona do Médio Tietê, caracterizada por ocupar dois terços da Depressão

Periférica e exibir relevos mais profundo devido aos processos erosivos, com

predomínio de relevos colinos e mais suaves. Na maior parte da área afloram as

intrusões ígneas oriundas do magmatismo Serra Geral, encaixadas nas rochas

35

sedimentares do Paleozóico e Mesozoico, pertencentes a Bacia do Paraná (CARNEIRO

et al., 2010).

Capítulo 4

8. Materiais e Métodos

Este tópico tem como objetivo compendiar os materiais e os mecanismos

adotados no decorrer da elaboração do trabalho de conclusão de curso. Para tal

finalidade, o capitulo foi divido em três etapas: etapa pré-campo; etapa de campo e

etapa pós-campo. Cada uma delas, foi subdividida em fases, contribuindo para o

aprendizado e a conclusão desse trabalho.

8.1 Etapa Pré-Campo

8.1.1 Levantamento Bibliográfico

Durante esta etapa realizaram-se revisões bibliográficas relativas à área de

estudo, com o intuito de adquirir informações sobre a geologia da região, de modo a

contribuir para elaboração da geologia regional e local. Ademais, efetuaram-se

levantamentos de trabalhos envolvendo estudos geotécnicos sobre a estabilidade de

taludes.

O objetivo desta etapa foi facilitar o trabalho de campo, além de ampliar o

conhecimento sobre a importância de estudos geológicos-geotécnicos para a atividade

de mineração.

8.2 Etapa de Campo

O trabalho de campo na área de estudo foi realizado ao longo de três dias.

Durante este período foi possível realizar três levantamentos sistemáticos (figura 16),

das características geológicas-geotécnicas de três litotipos presentes na área de estudo:

monzodiorito, diorito e arenito (todas as descrições realizadas juntamente com as

36

classificações utilizadas em campo estão anexadas ao final do trabalho).

Figura 16. Localização dos afloramentos descritos durante o trabalho de campo (Fonte:

Google Earth).

Em geral, as características que representam a qualidade e o comportamento

das descontinuidades nos maciços rochosos são a orientação espacial, persistência,

espaçamento, rugosidade, abertura, preenchimento e presença de água. Para tal fim,

utilizou-se o método denominado “linha de varredura” (scanline, termo em inglês). O

comprimento de cada “linha de varredura”, juntamente com a orientação de cada talude

está presente na tabela 12.

Tabela 12. Comprimento da “linha de varredura” e orientação de cada talude estudado.

Litologia

Comprimento (m) da “linha de

varredura”

Orientação Sigla para o

talude

Monzodiorito 6 N70W/80SW T1

Arenito 8 N10W/70SW T2

Diorito 10 N10W/70NE T3

Além das descrições das descontinuidades, por meio da “linha de

varredura”, foram realizados levantamentos por famílias de fraturas nos locais onde as

elas estavam extremamente evidentes. Posteriormente, esses dados coletados foram

utilizados com o intuito de comparar se estas principais famílias, de uma determinada

37

litologia, manifestam-se nas informações descritas a partir do método de “linha de

varredura”.

8.3 Etapa Pós-Campo

8.3.1 Tratamento e análise dos dados coletados

As medidas estruturais coletadas em campo com os levantamentos

sistemáticos foram plotadas na Rede de Schmidt, com auxílio do software Dips 5.1

(Rocsience), visando avaliar possíveis rupturas nos taludes estudados. Além disso,

foram utilizadas as classificações da ISRM (1983) para determinar as propriedades de

cada descontinuidade. Com base nos resultados obtidos, pode-se determinar os valores

de RMR para cada litologia. Posteriormente, esses valores foram comparados com a

tabela de classificação proposta por BIENIAWSKI (1989) e como resultado desta

comparação definiu-se o ângulo de atrito de cada maciço.

Capítulo 5

9. Resultados

Resultados

Ao acessar a pedreira observa-se a presença de taludes com alto ângulo de

inclinação e inúmeras descontinuidades extremamente persistentes como mostra a

figura 17. Estas feições associadas com outras características podem ocasionar

instabilidades nos maciços, aliadas às grandes quantidades de materiais rochosos soltos.

38

Figura 17. Vista panorâmica da pedreira em estudo, com detalhe para principais famílias de fraturas.

Cabe salientar, que observando-se os taludes à distância, a principal família

de fraturas que pode ser observada na pedreira são as descontinuidades subhorizontais

(figura 18.A). Na figura 18.B é possível observar água percolando estas fraturas,

mesmo na época de estiagem.

Figura 18. (A) Fraturas horizontais próximas à superfícies do terreno; (B) Fraturas horizontais com

importância para o fluxo da água subterrânea.

Ao total, foram descritas 157 descontinuidades (tabela 13), que foram

utilizadas para a geração de estereogramas, possibilitando análises estruturais de

prováveis rupturas nos talude, ao longo da Pedreira Basalto 4. Cabe destacar, que a

39

maioria das descontinuidades descritas estão associadas à planos de juntas, sendo

encontrada apenas um plano de falha no diorito com atitude 130/80 (figura 19).

Tabela 13. Atitudes das descontinuidades coletadas, a partir da “linha de varredura”

(anotação direção de mergulho/mergulho).

Primeiro Talude (T1) - Monzodiorito (Formação Serra Geral) - Scanline 6 m

236/42 355/79 104/42 160/42 09/71 124/86 123/90

11/68 140/16 168/68 277/44 165/52 267/38 152/82

345/74 319/49 333/56 129/50 259/28 125/46 204/22

234/23 99/69 342/69 281/87 321/85 151/44 301/49

319/84 03/74 86/30 132/65 42/60 358/75 124/85

134/90 210/90 290/75 140/50 146/50 132/65 134/55

10/70 34/75 38/65 30/55 20/60 46/85 2442/10

242/20 262/25 252/30 262/30 210/40 214/25 192/20

236/25 240/22 260/15 240/20 250/10 286/15 192/20

132/20 70/10 270/80 20/64 252/25 230/20 224/28

32/75 40/87 319/84 217/17 174/70

Segundo Talude (T2) - Arenito (Formação Itararé) - Scanline 8 m

260/75 164/85 178/05 80/87 215/87 264/87 1770/10

200/89 140/80 30/89 121/80 194/10 164/03 260/80

196/86 90/80 0/90 165/10 215/80 265/90 204/88

275/85

Terceiro Talude (T3) - Diabásio (Formação Serra Geral) - Scanline 10 m

330/35 338/60 326/70 330/20 256/25 40/80 158/65

212/90 310/60 268/40 298/30 46/70 350/55 296/65

130/80 322/88 336/55 170/60 174/65 222/90 174/65

50/40 54/70 190/45 198/40 200/35 53/75 330/63

166/75 215/35 181/60 0/75 212/67 318/55 210/80

300/45 138/55 32/60 310/25 312/60 324/40 222/75

210/45 336/75 211/76 336/70 173/85 64/85 173/60

92/70 349/60 65/73 176/65 16/20 10/35 05/02

326/12 28/40 120/75 126/85

40

Figura 19. Plano de falha indicando movimento destral.

Todos os dados estruturais coletados em campo foram plotados no

esteoreograma, conforme a figura 20. Como resultado, foi possível identificar quatro

famílias principais de fraturas, com destaque para a família subhorizontal (F3m), com

atitude média de 228/15, que pode ser identificada nos taludes de monzodiorito e

arenito. A segunda família de fratura (F1m) é encontrada no monzodiorito e diorito,

apresentando direção geral de 174/64. Em menores quantidades aparecem duas famílias

subverticais (F2m e F4m), que estão presentes no diorito e arenito, e possuem atitude

média de 212/86 e 131/81, respectivamente.

41

Figura 20. Estereograma contendo as medidas estruturais coletadas durante o levantamento sistemático,

indicando as quatro principais famílias de descontinuidades.

Monzodiorito

A partir dos dados estruturais coletados, foram identificadas quatro famílias

principais de fraturas, conforme o estereograma da figura 21. Como ocorre no arenito a

família subhorizontal é a mais marcante (FD), com atitude de 224/15. Em seguida,

ocorrem as famílias de fraturas subverticais FA e FB, com atitudes 17/70 e 314/90,

respectivamente. Em menores quantidades aparece a família FC, com orientação 147/54.

Cabe ressaltar que essas quatros famílias que ocorrem nessa litologia, são

semelhantes a análise geral das estruturas, presentes na figura 20.

42

Figura 21. (A) Levantamento sistemático realizado no talude de monzodiorito; (B) Estereograma

contendo dados das descontinuidades coleadas no talude de monzodiorito, indicando quatro principais

famílias.

Com base nas propriedades obtidas em campo, a família de descontinuidade

encontra-se, em geral, com pequenas aberturas, superfícies com rugosidades entre 8 e 9,

há localmente presença de água e preenchimento por calcita. Ademais, predominam

espaçamentos entre 6 a 20 centímetros, com persistência menor que 1 metro, de modo

que o maciço e as paredes nas quais encontram-se as descontinuidades foram

classificadas como extremamente resistentes (R6) .

43

A descontinuidade da família FB apresenta-se selada com superfícies que

predominam rugosidades entre 5 e 6. Além disso, prevalecem espaçamentos entre 60 a

200 centímetros e persistência entre 1 e 3 metros. Não há presença de água e

preenchimento, consequentemente o maciço e as paredes foram classificadas como

extremamente resistentes (R6).

A família FC apresenta superfície com rugosidade 7, aberturas inferiores a 1

milímetro. Seu espaçamento está entre 60 a 200 centímetros e persistência de 1 a 3

metros. Localmente, há preenchimentos de calcita e presença de água. As condições das

paredes e rochas encontram-se extremamente resistentes (R6).

Por último, as descontinuidades da família FD possuem superfícies com

rugosidade 7, presença de água e preenchimentos locais. As condições das paredes e

rochas encontram-se extremamente resistentes (R6). De modo que os espaçamentos

dessas descontinuidades estão entre 6 a 20 centímetros e persistências superiores a 20

metros.

O resumo das principais características das famílias de descontinuidades,

obtidas em campo, para o monzodiorito, é apresentado na tabela 14.

Tabela 14. Principais características das famílias das descontinuidades, descritas em

campo, para o monzodiorito.

Além da coleta de dados a partir da “linha de varredura”, realizou-se

levantamentos por famílias de fraturas. Foram descritas três famílias, como ilustra a

figura 22. Os dados coletados estão presentes na tabela 15.

44

Tabela 15. Principais famílias descritas em campo, para o monzodiorito, não utilizando o

método de “linha de varredura”.

Levantamento das principais famílias de

descontinuidade descritas para o monzodiorito

140/50 146/50 132/65 134/55

10/70 34/75 38/65 30/55

20/60 46/85

Figura 22. Três principais famílias de descontinuidades descritas sem utilizar o método de “linha de

varredura.

Arenito

O talude de arenito estudado é constituído por grandes quantidades de

seixos caídos, característicos da Formação Itararé. Encontra-se próximo ao acesso da

pedreira e não reflete as condições dos demais arenitos presentes no local, uma vez que

o maciço não está intensamente alterado, diferentemente dos taludes de arenito

restantes, que possuem fortes alterações devido à ação intempérica

A partir da simples observação do talude é possível identificar duas famílias

principais, subhorizontal e subvertical, conforme ilustra a figura 23. Entretanto, ao

45

analisar as medidas estruturais apresentadas no estereograma da figura 24, nota-se a

presença de três famílias de fraturas, uma subhorizontal (FE) e duas subverticais (FF e

FG). De modo que, na descrição feita em campo, a família subhorizontal aparece com

medidas estruturais médias de 176/07 e em maiores quantidades em relação às famílias

de descontinuidades subverticais. Além disso, encontra-se, em geral, com pequenas

aberturas (2 milímetros), não apresenta água e preenchimento, e rugosidade classificada

como 3. Predomina espaçamentos entre 20 a 60 centímetros, com persistência maior que

vinte metros.

Figura 23. “Linha de varredura” realizada no talude de arenito, com destaque para as famílias de fraturas

subhorizontais (FF) e subverticiais (FE).

46

Figura 24. Estereograma contendo dados das descontinuidades coleadas no talude de arenito, indicando

três principais famílias.

As descontinuidades subverticais apresentam características parecidas,

porém medidas estruturais distintas, 207/87 (FF) e 265/87 (FG). Ambas possuem

pequenas aberturas (até dois milímetros), não há presença de água e preenchimentos, as

superfícies possuem rugosidades 2 e persistência entre 1 a 3 metros. Diferenciam-se

somente nos valores de espaçamento, sendo 20 a 60 centímetros, para a família FF, e 60

a 200 centímetros, para FG.

O resumo das principais características das famílias de descontinuidades,

obtidas em campo, para o arenito, é apresentado na tabela 16.

47

Tabela 16. Principais características das famílias das descontinuidades, descritas em

campo, para o arenito.

Diorito

O diorito é marcado por medidas estruturais dispersas, com presença de

quatro famílias de fraturas (figura 25). A família com maior concentração de pólos é a

FH, que possui atitude média de 327/50, como ilustra a figura 26. Caracteriza-se pelo

predomínio de espaçamento médio entre 6 a 20 centímetros e persistência de 1 a 3

metros. Além disso, apresentam pequenas aberturas, menores que dois milímetros, e

superfícies com rugosidade 3.

Figura 25. Estereograma contendo dados das descontinuidades coleadas no talude de diorito, indicando

quatro principais famílias.

48

Figura 26. “Linha de varredura” realizada no talude de diorito, com destaque para a principal família de

descontinuidade.

A família FI possui atitude média de 130/83, constituindo-se por

espaçamento médio entre 20 a 60 centímetros e persistência entre 1 a 3 metros.

Ademais, apresentam aberturas de 1 milímetro e superfícies com rugosidades 3.

Já as descontinuidades da família FJ possuem atitude média de 52/73,

espaçamentos entre 60 a 200 centímetros e persistências inferiores a 1 metro. Além

disso, não há aberturas e preenchimentos, com predomínio de superfícies com

rugosidade 4.

Por último, as descontinuidades da família FL apresentam atitude média de

188/59, espaçamento médio entre 6 a 20 centímetros e persistência menor que um

metro. As descontinuidades encontram-se seladas com rugosidade 5 e sem presença de

água.

O resumo das principais características das famílias de descontinuidades,

obtidas em campo, para o diorito, é apresentado na tabela 17.

49

Tabela 17. Principais características das famílias das descontinuidades, descritas em

campo, para o diorito.

Além da coleta de dados a partir da “linha de varredura”, realizou-se

levantamentos por famílias de fraturas, para o diorito. Foi perceptível e descrita apenas

uma família de descontinuidade como ilustra a figura 27. Os dados coletados estão

presentes na tabela 18.

Tabela 18. Levantamento das principais famílias descritas em campo, para o diorito, não

utilizando o método de “linha de varredura”.

Levantamento das principais famílias de

descontinuidade descritas para o arenito

16/20 10/35 05/02 28/40

Figura 27. Descontinuidade descrita a partir do levantamento das principais famílias de fraturas, sem

utilizar o método de “linha de varredura.

50

Determinação do ângulo de atrito

Para estimar o ângulo de atrito das litologias descritas em campo, utilizou-se

o sistema de classificação RMR (Rock Mass Rating). O valor RMR categoriza o maciço

rochoso em cinco classes distintas, que variam de muito bom a muito pobre, bem como

o ângulo de atrito do maciço, como descrito anteriormente na tabela 10.

A tabela 19 foi confeccionada com auxílio dos valores RMRs obtidos com

base na classificação feita por BIENIAWSKI (1989). Desse modo pode-se determinar a

classe de cada maciço, bem como definir seus respectivos ângulos de atrito.

Tabela 19. Classificação do maciço e intervalo do ângulo de atrito (BIENIAWSKI, 1989)

para cada litologia, utilizando como base os valores RMRs obtidos.

Litologia Classe Ângulo de atrito

Monzodiorito 3 35 - 25

Arenito 4 35 -25

Diorito 3 35 -25

Para a realização das análises cinemáticas para cada talude levantado em

campo escolheu-se o menor valor de ângulo de atrito no intervalo proposto por

Bieniawski (1989) como sendo o ângulo de atrito que representa a resistência da

descontinuidade.

A seguir serão realizadas análises cinemáticas para avaliação da

possibilidade de ocorrerem rupturas condicionadas pelas estruturas nos três taludes

levantados em campo, com base no método de projeção estereográfica, alicerçado nos

critérios propostos por Goodman (1989) e Fiori e Carmignani (2009).

Ruptura Planar

No estereograma, ilustrado pela figura 28, foram plotadas 61 medidas

estruturais, descritas em campo, para o monzodiorito. Posteriormente, foi realizada uma

análise de ruptura planar, com relação à orientação de T1 (160/80). Nota-se que a família

FB, com atitude média 314/90, representa risco de ruptura planar, uma vez que possuem

ângulos maiores quando comparado ao ângulo atrito interno (25º) e um ângulo inferior

ao mergulho do talude (FIORI e CARMIGNANI, 2009).

51

Figura 28. Análise de ruptura planar para o talude T1.

Ao analisar o estereograma da figura 29, no talude T2, de direção 100/70 e

composto por arenitos, não há riscos de rupturas desse tipo, já que as fraturas presentes

não satisfazem as condições impostas por Fiori e Carmignani (2009).

52

Figura29. Análise de ruptura planar para o talude T2.

Por último, o estereograma do talude T3, com direção 260/80, composto por

dioritos e ilustrado pela figura 30, apresenta risco de ruptura planar, uma vez que quatro

pólos da família de juntas 130/83 estão localizados dentro da área hachurada em

vermelho. As descontinuidades que representam ameaças ao talude possuem atitudes

268/40, 298/30, 296/65 e 300/45. Consequentemente, todas estas fraturas satisfazem as

condições proposta por Fiori e Carmignani (2009), para rupturas planares.

53

Figura 30. Análise de ruptura planar para o talude T3.

Ruptura em cunha

Na ruptura em cunha não é obrigatório que o movimento seja subpararelo ao

talude, diferentemente do movimento planar. Além disso, é necessário que as

intersecções dos planos aflorem na vertente do talude e o caimento da linha de

intersecção terá que ser maior que o ângulo de atrito do maciço.

Como evidencia o estereograma da figura 31, para o talude T1, em

monzogranito, as descontinuidades capazes de gerar este tipo de ruptura somam 31, 2%

do total das intersecções entre os planos analisados em campo. De maneira que a

maioria das intersecções capazes de gerar deslizamentos é gerada pela família de fratura

147/54 (FC) com a família 214/15 (FA). As outras direções de rupturas são formadas

pela intersecção entre a família 147/54 (FC) com a família 314/90 (FB). Em menores

quantidades ocorrem as intersecções entre as famílias FB (314/90) e FC (147/54) com a

família FD (214/15).

54

Figura 31. Análise de ruptura em cunha para o talude T1.

Já o talude T2, em arenitos, apresenta intersecções entre onze planos,

capazes de gerar este tipo de deslizamento, totalizando 4,76% das interseções, como

ilustra a figura 32. Cabe ressaltar que essas interseções, que representam risco ao talude,

são formadas a partir do encontro entre planos subverticais presentes em uma mesma

família. Ou seja, a família FF possui quatro planos, N74W/86SW, N70W/89SW,

N60W/89NE e N66W/88SW, responsáveis por gerar intersecções que representam

riscos ao talude. Já a família FG possui cinco planos que interceptam-se entre si,

provocando possíveis ameaças.

55

Figura 32. Análise de ruptura em cunha para o talude T2.

Por último, o talude T3, em diorito, exibe um total de 28,55% de

intersecções capazes de gerar rupturas em cunha, como mostra a figura 33. De modo

que as principais intersecções ocorrem entre os planos das descontinuidades contidas

nas famílias FL e FI, FH e FI. Em menores quantidades, ocorrem intersecções geradas

pelos planos das famílias FJ com FH.

56

Figura 33. Análise de ruptura em cunha para o talude T3.

Tombamento

A análise consistiu em planos de descontinuidades que possuam mergulho

aproximadamente, paralelo a direção do talude, com um intervalo de ±30°

(GOODMAN, 1989).

Com base no estereograma da figura 34, para o talude T1, em monzodiorito,

as principais famílias de fratura que estão sujeitas a eventuais rupturas por tombamento

são: FC e FA, por atenderem as condições indicadas por Goodman (1989).

57

Figura 34. Análise de ruptura em cunha para o talude T1.

No que diz respeito ao talude T2, em arenitos, há possibilidades de ocorrer

deslizamentos deste tipo, principalmente, quando analisamos a família de fratura

subvertical FG. No qual, cerca de 71,41% das descontinuidades presentes nesta família

originam possíveis tombamentos (figura 35).

58

Figura 35. Análise de tombamentos para o talude T2.

Ao analisar o esteograma do talude T3 (figura 36), nota-se pequenos riscos

de ruptura de tombamentos para este talude, dado que há apenas quatro pólos de

descontinuidades que encontram-se inseridos na área hachurada em vermelho. Sendo

que a família de fratura FJ, com atitude média 52/73, representa maiores ameaças de

tombamento ao talude.

59

Figura 36. Análise de tombamentos para o talude T3.

10. Discussão

Com base no estudo das características geológico-geotécnicas apresentadas

anteriormente e realizados no local de estudo, somados às análises cinemáticas das

possibilidades de instabilidade dos taludes em rocha, procurou-se compreender melhor a

importância deste trabalho para os dias atuais. Deste modo, serão compendiados os

principais resultados obtidos de forma a buscar diferenças e semelhanças com estudos

geológicos-geotécnicos descritos anteriormente.

Fundamentado nos conceitos a respeito das propriedades dos maciços e a

características das descontinuidades que influenciam a qualidade dos taludes rochosos,

pode-se afirmar que, em geral, os levantamento sistemático são de extrema importância

e devem conter a análise e descrição dos seguintes parâmetro: litologia, alteração da

rocha/parede, orientação espacial, persistência, espaçamento, rugosidade, abertura,

60

preenchimento e presença de água. Serra Junior e Ojima (2010) relatam essa

importância e denomina tal procedimento como “caracterização geológica-geotécnica”.

Entretanto, a previsão de quedas de blocos é um dos fenômenos que

oferecem maiores dificuldades, isso ocorre, principalmente, devido ao fato de que a

existência de apenas uma única fratura com orientação desfavorável é capaz de

ocasionar grandes desastres, como descrevem Ribeiro et al. (2009).

Portanto, os levantamentos sistemáticos, irão variar de acordo com a

extensão da área de estudo, da escala e do detalhamento exigido pelo contratante. Desse

modo, para cada circunstância é necessário um estudo prévio minucioso.

No estudo em questão, utilizou-se o método de “linha de varredura”, como

descrito anteriormente. No qual foram descritos 60 descontinuidades, para o

monzodiorito; 75 descontinuidades, para o monzodiorito e 22 descontinuidades para o

arenito. Com base nos dados apresentados e na rápida análise visual (figura 37), nota-se

que o talude de arenito é muito menos fraturado quando comparado aos taludes de

monzodiorito e diorito, justificando a presença de apenas 22 descontinuidades na “linha

de varredura” de 8 metros, segundo maior comprimento levantado neste estudo.

61

Figura 37. Detalhe da quantidade de fraturas nos taludes de (A) diorito; (B) monzodiorito; (C) arenito.

De acordo com Serra Junior e Ojima (2010) a análise dos atributos do

maciço na qual as descontinuidades estão presentes é essencial, uma vez que esses

fatores controlam a resistência e o comportamento dos blocos. Vallejo et al. (2002) e

Serra Junior e Ojima (2010) afirmam que, quando submetidos as mesmas condições

ambientais, as rochas ígneas possuem maiores resistências quando comparada as rochas

sedimentares, uma vez que os minerais que as constituem são menos suscetíveis ao

intemperismo. No caso dos taludes estudados, verifica-se, a partir da figura 38, que os

taludes formados por monzodiorito e diorito estão menos alterados (R6) em relação ao

talude de arenito (R3), o mesmo ocorre para as alterações das paredes na qual estão

inseridas as descontinuidades (figura 39). Confirmando a afirmação feita por Vallejo et

al. (2002) e SERRA Junior e Ojima (2010).

62

Figura 38. Gráficos comparando as quantidades presentes em cada litologia em função da alteração das

rochas.

63

Figura 39. Gráficos comparando as quantidades presentes em cada litologia em função da alteração das

paredes.

64

A análise das características das descontinuidades realizadas em campo

evidencia o comportamento geotécnico distinto de cada litologia. Dessa maneira,

observa-se que o gráfico de rugosidade (figura 40) para o talude de arenito, está

deslocado para a esquerda, ou seja, possuem rugosidades inferiores, quando comparada

ao monzodiorito e diorito. No caso da persistência (figura 41), as descontinuidades

presentes nos taludes de monzodiorito e diorito possuem características semelhantes,

com dimensões variadas, de modo que a maioria são menores que um metro. Nestas

duas litologias os taludes utilizados para o levantamento sistemático tinham alturas

aproximadas de 10 e 20 metros respectivamente. No arenito a maioria das

descontinuidades possuem pequenos comprimentos, entre 1 a 3 metros. Entretanto

deve-se considerar que isso ocorre porque o talude levantado possuia uma altura

limitada a três metros, prejudicando a determinação da persistência real das fraturas

subverticais. Como conseqüência, as maiores persistência observadas ocorrem

unicamente nas descontinuidades subhorizontais.

65

Figura 40. Gráficos comparando as quantidades presentes em cada litologia em função da rugosidade.

66

Figura 41. Gráficos comparando as quantidades presentes em cada litologia em função da persistência.

67

Ao comparar os esteoregramas feitos para o monzodiorito, diorito e arenito

(figura 42.A, B e C), observa-se que as concentrações dos pólos, no diorito, estão ainda

indefinidas, ou seja, seus resultados encontram-se dispersos. Tal fato, pode ser

justificado como apenas uma característica do maciço, porém para realizar tal

afirmação, é necessário levantar um maior número de descontinuidades. Além disso, no

esteoregrama onde foram plotadas todas as fraturas levantadas em campo (figura 41.D),

há o predomínio dos dados do monzodiorito, isso ocorre principalmente porque coletou-

se um maior número de fraturas e as orientações das descontinuidades desta litologia

estão mais concentradas quando comparada ao diorito e arenito.

Figura 42. Comparação entre os esteogramas de (A) monzodiorito; (B) arenito; (C) diorito; (D) todas as

atitudes coletas em campo (monzodiorito, arenito e diorito).

Porém, algumas famílias de fraturas importantes ficaram sem

representatividade, como ocorreu no talude formado por diorito. Na qual uma das

importantes descontinuidades, com alta persistência e atitudes 16/20, 10/35 e 28/40

(figura 43.A), descrita sem o auxílio da “linha de varredura”, encontra-se mal

68

representada no estereograma (figura 43.B). Isso de deve, principalmente, devido ao

fato dessa descontinuidade ser muito espaçada, logo a contagem de leituras em campo é

muito baixa. Consequentemente é necessário estar atento durante o levantamento de

campo para a ocorrência deste tipo de estrutura, que fica mal representada em

levantamento do tipo “linha de varredura”. Além disso, Fiori e Carmignani (2009)

relatam a necessidade de realizar levantamentos em três direções distintas. Além disso,

o número de descontinuidades e o comprimento da “linha de varredura” variam para

cada autor. Para uma análise mais expedita, os números de descontinuidades descritas

deverão estar entre 60 a 150, como proposto por Savely (1972) e Magalhães e Cella

(1998), com uma “linha de varredura” entre 2 a 30 metros de comprimento (PRIST,

1993). Já para análises mais detalhadas serão necessários um maior número de

descrições e “linhas de varredura” com maiores comprimentos, como proposto por Fiori

e Carmignani (2009) e Wyllie & Mah (2001).

Figura 43. Comparação entre os esteogramas das (A) principais famílas descritas sem ; (B) arenito; (C)

diorito; (D) todas as atitudes coletas em campo (monzodiorito, arenito e diorito).

Entretanto, no monzodiorito, os dados coletados por levantamentos de

famílias de fraturas principais (figura 44.A) possuem grande representatividade no

estereograma contendo as atitude dos planos das descontinuidades coletadas a partir da

“linha de varredura” (figura 44.B)

69

Figura 44. Comparação entre os esteogramas das (A) principais famílas descritas sem ; (B) arenito; (C)

diorito; (D) todas as atitudes coletas em campo (monzodiorito, arenito e diorito).

Com base nos valores RMR, proposto por Bieniawski (1989), definiu-se os

intervalos relativos ao ângulo de atrito existente para cada talude. Dado que o intervalo

obtido para o ângulo de atrito do maciço de arenito (25 – 35º) assemelha-se ao intervalo

proposto por Hoek (1972) para as juntas em arenito (27 a 38º) considera-se que este

valor é razoável. Entretanto, ao analisar o talude de diorito, nota-se que os valores

possuem grandes divergências. Uma vez que classificou-se a rocha como R6 (sem

alteração), o ângulo de atrito proposto por Hoek (1972) para as juntas em diorito está

entre o intervalo de 53 a 55º e intervalo RMR obtido foi de 25 a 35º, ou seja, os valores

são extremamente distintos.

Fundamentado nos princípios de estabilidade de talude, propostos por

Goodman (1989) e Fiori e Carmignani (2009), analisaram-se os principais tipos de

rupturas: planar, em cunha e tombamento, para os três taludes estudados (arenito,

diorito e monzodiorito). Os resultados obtidos estão ilustrados na figura 40, nota-se que

no monzodiorito e diorito, a ruptura em cunha apresenta maiores probabilidades de

ocorrência nos taludes analisados. Já no arenito, a ruptura do tipo tombamento é a que

apresenta maior possibilidade de ocorrer.

Verifica-se ainda que as análises de rupturas (figura 45) levando em

consideração apenas as atitudes médias das famílias de descontinuidades podem levar a

conclusões errôneas. Visto que, no estudo da ruptura planar do diorito e tombamento do

70

diorito, caso a atitude média da família de descontinuidade fosse considerada, não

existiria nenhum risco de movimento dos blocos, uma vez que essa orientação não está

situada dentro do cone de risco à instabilidade. Logo, é necessário analisar

minuciosamente cada atitude individualmente, de modo a se obterem resultados mais

realistas em uma análise cinemática. Todavia, no arenito, todas as rupturas, em cunha e

tombamento, ocorrem ao entorno das atitudes médias das famílias de fraturas, isso

ocorre devido a maior concentração dos planos de descontinuidades descritos.

Figura 45. Comparação entre os tipos de rupturas presentes em cada litologia.

11. Conclusão

O trabalho abordou a caracterização dos taludes presentes na Pedreira

Basalto 4, juntamente com a análise da estabilidade utilizando o método de

estereograma (análise cinemática). Para alcançar tal objetivo, os resultados obtidos a

partir dos levantamentos sistemáticos das descontinuidades nos taludes, foram

71

realizadas avaliações estatísticas das orietações das descontinuidades, combinado às

características principais de cada descontinuidade. Deve-se perceber que o estudo de

áreas de riscos envolve a observação de pequenos detalhes existente no maciço, como a

alteração das paredes, presença de água, descontinuidades isoladas, etc. A ausência

dessas minúcias pode acarretar em uma análise equivocada.

Com relação ao estudo de estabilidade, verificou-se que nos taludes

formados por monzodiorito e dioritos existem possibilidades de ocorrência de

deslizamentos de rochas, acarretando perigos ao local. Para estas porções da pedreira,

constatou-se o risco de rupturas planares, em cunha e/ou tombamentos. Já no talude de

arenito as possibilidades de movimentação são menos numerosas, entretanto podem

ocorrer rupturas em cunha e/ou tombamentos.

As análises das possíveis rupturas nos taludes possuem boa confiabilidade,

mas aplicam-se somente para os taludes estudados. Os resultados apresentados neste

estudo não podem ser extrapolados para áreas maiores, dado que os números de linhas

de varreduras levantadas em campo ainda são pequenos. É necessário realizar um maior

número de levantamentos, aumentando a quantidade de dados, de modo a garantir um

maior conhecimento das descontinuidades que ficaram sem representatividade nos

estereogramas. Como consequência, deverá ser formado um panorama mais geral sobre

todas as descontinuidades presentes na pedreira.

Para análises mais refinadas com relação à estabilidade dos taludes deverão

ser realizados ensaios laboratoriais de resistência ao cisalhamento das descontinuidades

das principais famílias de fraturas a fim de determinar com maior confiança o ângulo de

atrito que caracteriza a resistência das descontinuidades.

72

Capítulo 6

12. Revisão Bibliográfica

ALMEIDA, F. F. M. de. 1964. Fundamentos geológicos do relevo paulista. Boletim

Instituto de Geografia e Geologia, 41: p. 169-243.

ARTHAUD, M. H. 1998. Elementos de geologia estrutural. Fortaleza: Ed. UNIFOR,

124p.

ATTEWELL, P. B.; FARMER, I. W. 1976. Principles of engineering geology. London:

Chapman and Hall, 1045p.

AUGUSTO FILHO, O.; VIRGILI, J. C. 1998. Estabilidade de taludes. In: OLIVEIRA,

A. M. dos S.; BRITO, S. N. A. de (orgs.) Geologia de Engenharia. São Paulo,

ABGE, p. 243-269.

BARTON, N.; CHOUBEY, V. 1977. The shear strength of rock joints in theory and

practice. Rock Mesh, 10(1-2): 1-54.

BATES, R. L.; JACKSON, J. A. 1980. Glossary of geology. Second Edition, Virginia:

American Geological Institute, 751p.

BIENIAWSKI, Z. T. 1973. Engineering classification of jointed rock masses.

Transactions of the South African Institution Civil Engineers, 15(12): 335-343.

BROWN, E. T. (ed.) 1981. Rock characterization testing and monitoring: ISRM

(International Society for Rock Mechanics) suggested methods. Oxford:

Pergamon Press, 211p.

CARNEIRO, C. D. R.; MELO, M. S.; VITTE, A. C. 2010. Evolução geológica

neocenozóica da Depressão Periférica no centro-leste do Estado de São Paulo:

inflexões do pensamento geomorfológico. In: MODENESI-GAUTTIERI, M. C.;

BARTORELLI, A.; MANTESSO-NETO, V.; CARNEIRO, C. D. R.; LISBOA,

M. B. A. L. (orgs.) A Obra de Aziz Nacib Ab’Sabér. 1ª edição, São Paulo, Beca,

p. 353 – 377.

73

CARVALHO, S. G.; NARDY, A. J. R.; OLIVEIRA, M. A. F.; SOARES, P. C.;

ZANARDO, A.; ANTONIO, M. C. 1988. Geologia e litogeoquímica dos

dabásios dos sills: Borda da ata e Limeira-Cosmópolis (SP): Resultados

Preliminares. In: Congresso Brasileiro de Geologia, 25, Belém. Anais... Belém:

Sociedade Brasileira de Geologia, p.1281-1292.

CEPAGRI – Centro de Pesquisas Meteorológicas e Climáticas Aplicadas a Agricultura.

Disponível em: < http://www.cpa.unicamp.br/outras-

informacoes/clima_muni_306.html> . Acesso em: 25.10.2007.

CORDANI, U. G.; BRITO-NEVES, B. B.; FUCK, R. A.; PORTO, R.; THOMAZ

FILHO, A.; CUNHA, F. M. B. 1984. Estudo preliminar de integração do Pré-

Cambriano com os eventos tectônicos das bacias sedimentares brasileiras. Série

Ciência-Técnica-Petróleo. Seção: Exploração de Petróleo, Rio de Janeiro,

Petrobrás, 15: 70p.

FARIA, C. A. 2008. Evolução magmática do sill de Limeira: petrografia e geoquímica.

Dissertação de mestrado, Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo,

106p.

FIORI, A. P.; CARMIGNANI, L. 2009. Fundamentos de mecânica dos solos e das

rochas: aplicações na estabilidade de taludes. Segunda edição, Curitiba: Editora

UFPR, 604p.

FOSSE, H. 2015. Geologia Estrutural. São Paulo: Oficina de textos, 584p.

FULFARO, V. J.; SAAD, A. R.; SANTOS, M. V.; VIANNA, R. B. 1982.

Compartimentação e evolução tectônica da Bacia do Paraná. Revista Brasileira

de Geociências, 12(4): 233 – 256.

GERSCOVICH, D. M. S. 2012. Estabilidade de taludes. São Paulo: Oficina de Textos,

165p.

GOODMAN, R. E. 1989. Introduction to rock mechanics. Second Edition, John Wiley

Sons, New York, 526p.

74

GUIDICINI, G.; NIEBLE, C. M. 1976. Estabilidade de taludes naturais e de escavação.

São Paulo: Editora Blucher, 170p.

HASUI, Y. 1992. Estrutura, deformação e tensão. In: HASUI, Y.; MIOTO, J. A. (orgs.)

Geologia estrutural aplicada. São Paulo: Associação Brasileira de Geologia de

Engenharia; Votorantim, p.1-26.

HASUI, Y.; COSTA, J. B. S. 1992. Tipologia estrutural. In: HASUI, Y.; MIOTO, J. A.

(orgs.) Geologia estrutural aplicada. São Paulo: Associação Brasileira de

Geologia de Engenharia; Votorantim, p.45-96.

HOEK, E. 1972. Estimando a estabilidade de taludes escavados em minas a céu aberto.

São Paulo: Associação Paulista de Geologia Aplicada, 41p.

HOEK, E.; BRAY, J. W. 1981. Rock slope engineering. Institute of mining and

metallurgy, London, 541p.

INFANTI JUNIOR, N.; FORNASARI, N. G. 1998. Processos de dinâmica superficial.

In: OLIVEIRA, A. M. dos S.; BRITO, S. N. A. de (orgs.) Geologia de

Engenharia. São Paulo, ABGE, p. 131-152.

IPT (Instituto de Pesquisa Tecnológica). 1984. Estudo geológicos-geotécnicos para a

caracterização e classificação de maciços rochosos para projetos de engenharia

(túneis, lavra a céu aberto e barragens). São Paulo. IPT. (Relatório 19569).

ISMR (International Society for Rock Mechanics). 1978. Sugested methods for the

quantitative description of descontinuities in rock mechanics. International

Journal of Rock Mechanics Science and Geomechanics. Abstract., 15, p.319-

368.

JULIANI, C; SZABÓ, G. A. J.; BENEVIDES, T.; FREITAS, F. C.; AGUILAR, A. P.

2002. Petrologia Metamórfica. Notas de aulas, Instituto de Geociência,

Universidade de São Paulo, 192p.

LISLE, R. J. 2004. Geological structures and maps. Londres: Butterworth-Heinemann,

106p.

75

MAGALHÃES, F. S.; CELLA, P. R. C. 1998. Estrutura de maciços rochosos. In:

OLIVEIRA, A. M. dos S.; BRITO, S. N. A. de (orgs.) Geologia de Engenharia.

São Paulo, ABGE, p.39-55.

MENEZES, I. P. 2012. Estudo de estabilidade de taludes da mina a céu aberto São Luís

em Catas Altas/MG combinado técnicas de geoprocessamento e métodos usuais

de investigação e análise geológico-geotécnicas. Dissertação de mestrado,

Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, 147p.

MILANI, E. J.; RAMOS, V. A. 1998. Orogenias paleozóicas no domínio sul-ocidental

do Godwana e os ciclos de subsidência da Bacia do Paraná. Revista Brasileira de

Geociências, 28(4): 473 – 484.

MILANI, E. J. 2004. Comentários sobre a origem e a evolução tectônica da Bacia do

Paraná. Geologia do Continente Sul-Americano: Evolução da obra de Fernando

Flávio Marques de Almeida, MANTESO-NETO, V.; BARTORELLI, A.;

CARNEIRO, C. D. R.; BRITO-NEVES, B. B. (orgs). São Paulo, Beca: 265 –

279.

MILANI, E. J.; MELO, J. H. G.; SOUZA, P. A. de; FERNANDES, L. A.; FRANÇA,

A. B. 2004. Bacia do Paraná. Boletim de Geociências da Petrobrás, 15(2): 265 –

287.

OLIVEIRA, E. P.; DANTAS, E. 2008. Closed system differentiation in Mesozoic high-

Ti basic sill of Limeira, São Paulo State: Implications for the origin of bimodal

felsic-mafic volcanic rocks in the Paraná Igneous Province. In: IV Simpósio de

Vulcanismo e Ambientes Associados, Foz do Iguaçu. Anais do IV Simpósio de

Vulcanismo e Ambientes Associados. São Paulo: Sociedade Brasileira de

Geologia, 1, p.1-6.

OLIVEIRA, J. B. de; CAMARGO, M. N.; ROSSI, M.; FILHO, B. C. 1999. Campinas:

Instituto Agronômico; Rio de Janeiro: Embrapa-Solos, 64p.

LINO, I; PERINOTTO, J. A. 2007. Bacia Hidrográfica do Rio Corumbataí: Geologia,

Recursos Minerais e Passivos Ambientais. In: IGCE/Unesp, Magda Adelaide

76

Lombardo. (Org.). Cenário em Ação: Paisagem do Rio Corumbataí-SP. 1ed. v.

1, p. 70-96.

PEATE, D. W.; HAWKESWORTH, J. C.; MANTOVANI, M. S. M. 1992. Chemical

stratigraphy of the Paraná lavas (South America): classification of magmas types

and their spatial distribution. Bulletin of Vulcanology 55: 11 – 139.

PINOTTI, A. M.; CARNEIRO, C. D. R. 2013. Geologia estrutural na previsão e

contenção de queda de blocos em encostas aplicação no granito de Santos, SP.

Terrae Didática, 9(2): 132-168.

PRIST, S. D.; HUDSON, J. A. Estimation of discontinuity spacing and trace length

using scanline survey. International Journal of Rock Mechanics Science and

Geomechanics. Abstract., p.183-197.

PRIST, S. D. 1993. Discontinuity analysis for rock engineering. London: Chapman &

Hall, 471p.

READ, J.; STACEY, P. 2009. Guidelines for open pit slope design. Australia: CSIRO

Publising, 496p.

REIS, R. C. 2010. Estudo de estabilidade de talude da mina de Tapira – MG.

Dissertação de Mestrado, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto,

95p.

ROBERTSON, A. M. 1971. The interpretation of geological factors for use in slope

theory. Proc. Symposium on Planning Open Pit Mines. Johannesburg.

Amsterdam: A. A. Baikema, p.55-70.

SANTOS, L. M. L. A. 2015. A intrusão toleítica de Limeira (SP): contribuição à

geologia, petrografia e alteração hidrotermal. Trabalho de Conclusão de Curso,

Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, 59p.

WINTER, J. D. 2004. An introduction to igneous and metamorphic petrology. New

Jersey: Pretince Hall Upper Saddle River,

77

SAAD, A. R. 1977. Estratigrafia do Subgrupo Itararé no centro e sul do Estado de São

Paulo. Dissertação de Mestrado, Instituto de Geociências, Universidade de São

Paulo, São Paulo, 107 p.

SCHNEIDER, R. L.; MÜHLMANN, H.; TOMMASI, E.; MEDEIROS, R. A.;

DAEMON, R. F. & NOGUEIRA, A. A. 1974. Revisão estratigráfica da Bacia do

Paraná. In: SBG, Congresso Brasileiro De Geologia, 28, Anais, v.1, p. 41-65.

SEIXAS, A. da R. 2014. Caracterização magnetométrica de sill de diabásio na região de

Limeira – SP. Dissertação de Mestrado, Instituto de Geociências, Universidade

de São Paulo, 79p.

SERRA JUNIOR, E.; OJIMA, L. M. Caracterização e classificação de maciços

rochosos. In: OLIVEIRA, A. M. dos S.; BRITO, S. N. A. de (orgs.) Geologia de

Engenharia. São Paulo, ABGE, p. 211-226.

SHANMUGAM, G. 1988. Origin, recognition and importance of erosional

unconformities in sedimentar basins. In: K. L. Kleinspehn and C. Paola, eds.,

New perspectives in basin analysis: New York, Springer-Verlang, p.83-108.

SOUSA, M. O. L. 1997. Caracterização estrutural do Domo de Pitanga – SP.

Dissertação de Mestrado, Instituto de Geociências, Universidade Estadual

Paulista, Rio Claro, 116p.

SOUSA, M. O. L. 2002. Evolução tectônica dos altos estruturais de Pitanga, Artemis,

Pau D'Alho e Jibóia - Centro do Estado de São Paulo. Tese de doutorado,

Instituto de Geociências e Ciências, Universidade Estadual Paulista, Rio Claro,

206 p.

TERZAGHI, R. 1965. Sources of erros in joint surveys. Geotechnique, 15, p.287-304.

TORRES, F. T. P.; MACHADO, P. J. O. 2008. Introdução à climatologia. São Paulo,

Editora Geographica, 234p.

VERNES, D. J. 1978. Slope movement types and processes. In: Landslides analysis and

control. Washigton: National Academy of Sciences, p. 11-33.

78

VILLEJO, L. I. G. de; FERRER, M.; ORTUÑO, L.; OTEO, C. Ingeniería Geológica.

Madri: Pearson Educación, 713p.

WYLLIE, D. C. 1999. Foundations on Rock. Second Edition, Taylor and Francis,

London, 401p.

WYLLIE, D. C.; MAH C. W. 2004. Rock slope engineering civil and mining. Fourth

edition, Spon Press, 431p.

ZAINE, J. E. 1994. Geologia da Formação Rio Claro na Folha de Rio Claro (SP).

Dissertação de Mestrado, Instituto de Geociências, Universidade Estadual

Paulista, Rio Claro. 90 p.

ZALÁN, P. V.; WOLFF, S.; CONCEIÇÃO, J. C.; MARQUES, A.; ASTOLFI, M. A.

M; VIEIRA, I. S. & APPI, V. T. 1990. Bacia do Paraná. In: Petrobrás, Origem e

evolução de Bacias Sedimentares, p. 135-164.

ANEXOS

Anexo 1 - Tabela com dados do monzodiorito contend adistância do ponto incial, descrição litológica, alteração da rocha/parede, persistência, orientação, espaçamento,

abertura (mm), preenchimento, presence de água e rugosidade.

Anexo 2 - Tabela com dados de arenito contendo adistância do ponto incial, descrição litológica, alteração da rocha/parede, persistência, orientação, espaçamento, abertura

(mm), preenchimento, presence de água e rugosidade.

Anexo 3 - Tabela com dados do diorito contendo adistância do ponto incial, descrição litológica, alteração da rocha/parede, persistência, orientação, espaçamento, abertura

(mm), preenchimento, presence de água e rugosidade.

Anexo 4 – Legenda utilizada para o preenchimento da tabela, contendo uma pequena explicação e as siglas utilizadas para descrição litológica, tipo de estrutura, alteração da

rocha/parede, persistência, espaçamento, preenchimento, presence de água e rugosidade.