Introdução à Geologia-1ª - helix.eng.br · agentes do metamorfismo (altas pressões e altas temperaturas) ocorrendo uma alteração em sua estrutura e composição mineralógica

NOTAS DE AULA 1° SEMANA

A – RESUMO D - Mineralogia;

- Petrografia;

- Sedimentolog

- Formação do

- Geomorfolog

- Mapas e Estru

- Métodos de I

- Geologia e M

- Materiais Nat

B – BIBLIOGRA

- GEOLOGIA

Viktor Leinz

Companhia E

- GEOLOGIA

José Henriqu

Livros Técnic

- GEOLOGIA

José Carlos R

Editora Mc G

FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS, AMBIENTAIS E DE TECNOLOGIAS

GEOLOGIA Prof. DOUGLAS CONSTÂNCIO Téc. MIRIAN PATRICIA ZATTA

O PROGRAMA

ia;

solo;

ia;

turas (Perfis);

nvestigação do Subsolo;

eio Ambiente;

urais de Construção.

FIA (Básica)

GERAL

e Sérgio Estanislau do Amaral

ditora Nacional.

GERAL

e Popp

os e Científicos.

PARA ENGENHEIROS CIVIS

odrigues

raw – Hill do Brasil Ltda.

1


- GEOLOGIA APLICADA A ENGENHARIA

Nivaldo José Chiossi

Grêmio Politécnico.

- GEOLOGIA ESTRUTURAL APLICADA

Yociteru Hasui e José Augusto Mioto

ABGE –Votorantim.

- MANUAL DE MINERALOGIA

Cornelius S. Hurlbut Jr.

Livros Técnicos e Científicos Editora.

- CURSO PRÁTICO DE GEOLOGIA GERAL

Antenor Braga Paraguassu, Nilson Gandolfi e Paulo M. B. Landin

USP – São Carlos.

- GLOSSÁRIO GEOLÓGICO

Viktor Leinz e Othon Henry Leonardos

Companhia Editora Nacional

- DICIONÁRIO GEOLÓGICO – GEOMORFOLÓGICO

Antonio Teixeira Guerra

Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística.

C – BIBLIOGRAFIA (Complementar)

- PROSPECÇÃO GEOTÉCNICA DO SUBSOLO

Maria José C. Porto A. de Lima

Livros Técnicos e Científicos Editora S/A.

- GLOSSÁRIO DE TERMOS TÉCNICOS DE GEOLOGIA DE ENGENHARIA

Antonio Antenor Tognon

ABGE.

2


- NORMAS TÉCNICAS DA ABNT- NORMAS TÉCNICAS DA ABNT E DA ABGE.

D – DIVISÃO DA GEOLOGIA

a) Geologia Teórica ou Natural;

b) Geologia Aplicada (Geotecnia ou Geologia de Engenharia).

Obs. Para Engenharia: FÍSICA + APLICADA

BÁSICO + GEOTECNIA

E – DEFINIÇÃO

GEOLOGIA é o estudo da Terra, sua origem, transformações, através da análise das rochas.

GEO – TERRA (Geologia aplicada a Engenharia Geotécnica)

LOGIA – ESTUDO (Engenharia Geotécnica)

F – DIVISÃO DA TERRA

Crosta ou litosferaManto

Núcleo

3


3.300 km

2.900 km

60 km

Núcleo

Manto

Crosta ou Litosfera

G – CONSTITUIÇÃO DA TERRA

a) Crosta ou Litosfera:

- constituída pelo SIMA (silício + magnésio) e pelo SIAL (silício + alumínio); ínio);

- temperatura: 800° a 1000° C - temperatura: 800° a 1000° C

b) Manto: b) Manto:

- constituído de sulfetos e óxidos de ferro e magnésio; - constituído de sulfetos e óxidos de ferro e magnésio;

- temperatura: 2000° C - temperatura: 2000° C

c) Núcleo: c) Núcleo:

- constituído de níquel (Ni) e ferro (Fe); - constituído de níquel (Ni) e ferro (Fe);

- temperatura: 4000° C - temperatura: 4000° C

H – GRAU GEOTÉRMICO H – GRAU GEOTÉRMICO

A cada 30 m de profundidade na Crosta Terrestre a temperatura aumenta em 1° C em

relação a Atmosfera.

A cada 30 m de profundidade na Crosta Terrestre a temperatura aumenta em 1° C em

relação a Atmosfera.

4


I – CAMADA GEOLÓGICA I – CAMADA GEOLÓGICA

Representa uma unidade Litológica da Crosta ou Litosfera. Representa uma unidade Litológica da Crosta ou Litosfera.

....................................................

......................................................______________________________________________________________________________________________________________________

................................................................................................................

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

A

B

C

J – COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CROSTA TERRESTRE (%) J – COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CROSTA TERRESTRE (%)

Segundo Clark: Segundo Clark:

ELEMENTO ELEMENTO PESO PESO VOLUME VOLUME

O 46,6 91,77

Si 27,7 0,80

Al 8,1 0,76

Fe 5,0 0,68

Ca 3,6 1,48

Na 2,8 1,60

K 2,6 2,14

Mg 2,1 0,56

Total 95,5 % 99,79 %

5


K – MATERIAIS FORMADORES DA CROSTA TERRESTRE

Principais:

1) Minerais

2) Rocha

2.1) Rocha Ígnea ou Magmática

2.2) Rocha Sedimentar

2.3) Rocha Metamórfica

3) Solo

3.1) Solo Residual

3.2) Solo Transportado

4) Material em estado Amorfo

5) Mineralóide

6) Minério.

1-MINERAL

É um elemento químico ou uma combinação química formado por um processo

inorgânico natural o qual possui uma estrutura cristalina, ou seja, tridimensional ordenada,

portanto sua estrutura possui uma forma geométrica definida.

Ex.: quartzo, feldspato, mica, calcita

Obs. Todo mineral pode apresentar a sua estrutura molecular possível de observar a olho nú,

quando isto ocorre denominamos de Cristal.

6


2-ROCHA

É o agrupamento de um ou mais tipos de minerais. Podem ser classificadas quanto a:

2.1 Presença de minerais:

- Uniminerálicas: formadas por um só tipo de mineral.

Ex.: calcário, mármore

- Pluriminerálicas: formadas por 2 ou mais tipos de minerais.

Ex.: granito, gnaisse

2.2 A origem:

- Rochas ígneas ou magmáticas: formada pelo resfriamento do magma (lava de vulcão) em

contato com a atmosfera (água ou ar) ou no interior da crosta terrestre.

Ex.: basalto, diabásio, granito

- Rochas sedimentares: formadas pelo acúmulo de solo, matéria orgânica ou pela

precipitação de substâncias químicas em bacias de sedimentação.

Ex.: arenito, siltito, argilito, gipsita, coquina, folhelho

- Rochas metamórficas: são originadas de rochas pré-existentes que sofreram a ação dos

agentes do metamorfismo (altas pressões e altas temperaturas) ocorrendo uma alteração

em sua estrutura e composição mineralógica.

Ex.: gnaisse, mármore

3-SOLO

É o resultado final da decomposição de rochas ou dos minerais pela ação dos agentes

do intemperismo. Estão divididos em 2 grupos básicos:

- Solo residual: é o material que se decompõe e permanece no mesmo local onde sofreu sua

decomposição.

7


- Solo transportado: é o material intemperizado que sofreu um transporte natural pela ação

dos agentes geológicos.

Ex.: solo de aluvião ou aluvionar, solo de coluvião ou coluvionar, solo de talus, solo glacial,

solo eólico.

Obs. Também temos o solo orgânico que é constituído por matéria orgânica,

fundamentalmente vegetal.

4-MATERIAL EM ESTADO AMORFO

É um elemento químico ou uma combinação química, formada por um processo

inorgânico natural, mas não possui uma estrutura tridimensional ordenada cristalina.

Ex.: ágatas, sílex, calcedôneas.

5-MINERALÓIDE

É um elemento químico ou uma combinação química, formada por um processo

orgânico natural.

Ex.: petróleo, âmbar, pedra no rim

6-MINÉRIO

É todo o material (mineral, rocha ou solo) que tenha um aproveitamento industrial ou

comercial. Portanto:

SOLO + ROCHA + MINERAL = MATERIAL NATURAL DE CONSTRUÇÃO

Obs.

É verdade que experiência em Geologia (Geotecnia) não se transfere, mesmo que se

queira, mas adquire-se na vida prática pela vivência.

Também é importante se ter bons mestres, como tudo na vida.

8


1-DEFINIÇÃO

Mineralogia: é a

Mineral: é um e

inorgânico natur

estrutura tridimen

Cristal: é quando

2-ORIGEM

– Resfriamento

– Resfriamento

– Evaporação d

– Reações entre

3-IDENTIFICAÇ

- Cristalografia

- Microscopia

- Análise quím

- Propriedades

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS, AMBIENTAIS E DE TECNOLOGIAS FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL


MINERAIS (MINERALOGIA)

ciência que estuda os minerais.

lemento químico ou uma combinação química, formado por um processo

al, com fórmula química definida e possui estrutura cristalina, ou seja,

sional ordenada.

o mineral apresenta externamente sua estrutura molecular.

do magma (lava de vulcão);

de soluções ou gases magmáticos;

e soluções salinas;

substâncias.

ÃO

por difração de raio X;

cristalográfica;

ica;

(físicas e químicas).

9


4-PROPRIEDADES FÍSICAS (possíveis de identificação a olho nú)

- Clivagem;

- Fratura;

- Dureza;

- Escala de Mohs (relativa):

- 1 talco

- 2 gipso

- 3 calcita

- 4 fluorita

- 5 apatita

- 6 ortoclásio

- 7 quartzo

- 8 topázio

- 9 corindon (água marinha, safira, rubi)

- 10 diamante

- Tenacidade;

- Peso específico ou Densidade relativa;

- Propriedades que dependem da luz (brilho, traço, cor);

- Magnetismo.

5-PROPRIEDADES QUÍMICAS

Dissolução dos calcários (carbonatos de cálcio) por ácidos (ácido clorídrico).

Ex.:

CaCO3 + HCl = CaCl2 + H2O + CO2

10


6-ALGUNS DOS PRINCIPAIS MINERAIS

- Quartzo (SiO2);

- Feldspato (ortoclásio ou plagioclásio);

- Mica (muscovita ou biotita);

- Calcita (CaCO3);

- Hematita ( minério de ferro);

- Pirita (minério de ferro);

- Talco (pedra sabão);

- Gipso;

- Barita.

7-ESCALA PRÁTICA PARA DETERMINAÇÃO DA DUREZA

Unha – 2,5

Moeda – 3,0 DUREZA Baixa – 1 à 2 Média – 3 à 5 Alta – 6 à 10

Canivete – 5,0

Vidro – 5,5

Porcelana – 6,0

Quartzo – 7,0

11

3° SEMANA

1-DEFINIÇÃO

È o agrup a) Uniminerálic

Ex.: mármore

b) Plurimineráli

Ex.: granito (

2-TIPOS DE RO

2.1 Rochas Ígnea

- É o material

ar);

- O magma (la

da crosta a al

- C

- C

2.1.1 Tipos de m

- M

concentração de S

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS, AMBIENTAIS E DE TECNOLOGIAS

FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL GEOLOGIA

Prof. DOUGLAS CONSTÂNCIO Téc. MIRIAN PATRICIA ZATTA

ROCHAS (PETROGRAFIA)

amento de um ou mais tipo de mineral. As rochas podem ser:

as: formadas por um só tipo de mineral;

(calcita)

cas: formadas por dois ou mais tipos de minerais.

quartzo, feldspato e mica)

CHAS

s ou Magmáticas (Primárias)

resultante do resfriamento do magma em contato com a atmosfera (água ou

va de vulcão) é o material de característica plasto-viscosa, que ocorre abaixo

tas temperaturas, composto por:

omponentes voláteis: H2O, CO2, Co, N2, H2, SO3;

omponentes não voláteis: O, Si, Fe, Mg.

agma:

agma básico (superfície): maior concentração de Fe, Mg e uma menor

iO2;

12

3° SEMANA

- Magma ácido (profundidade): maior concentração de Al, Na, K, e de SiO2.

2.2 Tectônica de Placas ou Teoria das Placas

2.2.1 Conseqüências do movimento das Placas:

- Vulcanismo: podemos definir como a subida do magma (lava) até a superfície da crosta;

- Plutonismo: é o magma (lava) que não consegue ser expelida (lançada na superfície) e

resfria-se no interior da crosta.

2.3 Classificação quanto à Gênese ou Origem

2.3.1 Rochas Extrusivas ou Vulcânicas

É o magma que sofre o seu resfriamento em contato com o ar ou água, na superfície da

crosta.

13

3° SEMANA

Ex.: Basalto:

- resfriamento rápido;

- minerais de tamanho microscópio;

- Rc = 800 kgf/cm2 (resistência à compressão simples)

- Cor escura (preta).

2.3.2 Rochas Hipo-abissais

É o magma que sofre o seu resfriamento no interior da crosta em profundidades

intermediárias (+/- 50 m).

Ex.: Diabásio

- resfriamento lento;

- minerais de pequeno tamanho, mas possíveis de observar a olho nú.

- Rc = 1200 à 1700 kgf/cm2 (resistência à compressão simples)

- cor cinza escura.

2.3.3 Rochas Intrusivas ou Plutônicas

É o magma que sofre o seu resfriamento a grandes profundidades (+/- 300 m).

Ex.: Granito

- resfriamento muito lento;

- minerais bem desenvolvidos;

- Rc = 2500 kgf/cm2 (resistência à compressão simples)

- cor clara.

Obs.

Quanto mais lento e profundo for o resfriamento do magma, mais desenvolvido será os

minerais que a constitui, consequentemente, maior a resistência à esforços mecânicos de

compressão a rocha terá.

2.4 Modos de ocorrência do Magma na Crosta

- derrame;

- sill;

- dique;

- batolito (stokes).

14

3° SEMANA

Observação:

↑_________________________________________________________

BASALTO VESICULAR (ÁGUA) BASALTO COLUNAR OU PRETO (AR)

SUPERFÍCIE Superfície da Crosta

Interior da Crosta

↓ INTERIOR

Obs. As rochas mai

- basalto colunar;

- diabásio;

- granito.

DIABÁSIO GRANITO PEGMATITO

s utilizadas como Brita dentro da Engenharia Civil são:

15

4° SEMANA

1-DEFINIÇÃO

È o estág

rocha pré-existen

2-INTEMPERISM É um conde rochas e mine 3-AGENTES DE São divid a) Físicos - variação de te- congelamento- cristalização - ação física do b) Químicos - hidrólise; - hidratação; - oxidação; - carbonatação- ação química



ROCHAS SEDIMENTARES

io final de um conjunto de processos naturais que vão da decomposição da

te até o seu transporte e sedimentação.

O

junto de processos naturais que ocasiona a desintegração e a decomposição rais por ação dos agentes atmosféricos e biológicos.

INTEMPERISMO

idos em 2 grupos:

mperatura; da água;

dos sais; s vegetais.

; dos organismos e das matéri

as orgânicas.

17

4° SEMANA

4-FATORES QUE INFLUENCIAM NO INTEMPERISMO - Clima; - Topografia; - Tipo de rocha; - Vegetação (capeamento natural). 5-HORIZONTES DE INTEMPERISMO São as fases de transformação que uma rocha ou material pré-existente sofre quando submetido aos efeitos dos agentes do Intemperismo. ______________________________________

- Restos vegetais ______________________________________

SOLO ORGÂNICO

- Resíduos sendo possível observar os fragmentos de quartzo

______________________________________

SOLO RESIDUAL

______________________________________

SOLO SAPROLÍTICO

SAPROLITO

______________________________________ ______________________________________

ROCHA ALTERADA

______________________________________

ROCHA SÃ

6-CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS SEDIMEN - Origem química; - Origem mecânica; - Origem orgânica.

- Solo de rocha podre, com vestígios da estrutura da rocha

- Rocha podre, que conserva as características da rocha original, porém desagregável.

- Rocha intensamente fraturada (no regime de fadiga)

- Com suas características inalteradas

TARES

18

4° SEMANA

6.1-Origem Mecânica (clástica) Consiste na lenta compactação dos extratos de sedimentos que tende a comprimir os grãos, produzindo embricamento (união de grãos ou formação de uma estrutura) dos mesmos e agregação.

Deposição

Rocha Sã ou Pré-existente

- Litificaçã

- Compact

- Cimentaç

Intemperismoou

Meteorização

→ Solo Residual

o: deposição em camadas

ação: compactação lenta e

ão: cimento natural que pr

Ação dos agentes geológicos (água

de rios, vento, gelo, chuva)

→ → Solo

Transportado

Sedimento

--Co

C ↓

ou estágios superpostos.

natural pelo peso próprio das partícu

Extratos ou C

oporciona coesão (colagem) à futura

Cimento natural

Diagnese:Litificação;mpactação;imentação

Rocha Sedimentar
Extratos ou Camadas
las (solo).

amadas

rocha.

19

4° SEMANA

Ex.:

- Conglomerado: partículas >2,0 mm;

- Arenito: partículas entre 2,00 à 0,062 mm;

- Siltito: partículas entre 0,062 à 0,002 mm;

- Argilito: partículas < 0,002 mm;

- Varvito de Itu;

- Siltito Argiloso.

6.2-Origem Química

Rochas inorgânicas que se formam através da precipitação de soluções químicas em

bacias de sedimentação.

ANTES:

Materiais em suspensão: sais dissolvidos

Bacia

N.A.

DEPOIS:

Água evapora

Água infiltra

Rocha Sedimentar

20

4° SEMANA

Ex.:

- Calcáreo;

- Gipsita.

6.3-Origem Orgânica

Acúmulo de animais, vegetais, ou seja, matéria orgânica de natureza diversa, que

encontram condições favoráveis de formação, tais como, pântano, fundo do mar ou rios, onde

se acumulam.

Depositam

Ex.:

- Folhelho Betuminoso (restos vegetais);

- Coquina (restos de concha).

7-ROCHAS SEDIMENTARES DE APLICAÇÃ

- Arenito (calçamento) Rc= 250 kgf/cm

- Varvito de Itú (piso de piscina, revestimento

- Calcáreo (fábrica de cimento);

- Gipsita (gesso, cimento Portland).

Fundo do Pântano

O NA ENGEN

2;

interno);

Matéria orgânicamorrem

Formam a RochaSedimentar

HARIA

21

5° SEMANA

1-DEFINIÇÃO

São aque

elevadas tempera

Ex.:

Arenito (Sedimen Cálcáreo (Sedime Granito (Magmát 2-METAMORFI São fenô

composição mine

Metam



ROCHAS METAMÓRFICAS

las originadas de outras rochas que sofreram a ação de altas pressões e

turas, ou tiveram contato com gases e líquidos magmáticos.

tar) Quartzito (Metamórfica);

ntar) Mármore (Metamórfica);

ica) Gnaisse (Metamórfica)

SMO

menos naturais que provocam alteração na estrutura, como também na

ralógica da rocha original (magmática e sedimentar).

Metamorfismo

Esmagamento

orfismo

22

5° SEMANA

3-TIPOS DE METAMORFISMO

a) Cataclástico: ação de altas pressões dirigidas que provocam mudanças na estrutura da

rocha original;

Ex.: Cataclasito, Milonito.

b) Termal (Contato): ação de altas temperaturas (transferência de calor de massas

magmáticas) que provocam mudanças na composição da rocha original (recristalização).

Ex.: Mármore

r

Magm

c) Dinamotermal: ação de altas pressões + pres

estrutura e na composição mineralógica da roch

Ex.: Itacolomito, Itabirito, Xisto, Filito, Ardósi

Sedimento ou Rocha Sedimenta

Transferência de calor forma a nova rocha Metamórfica

Metamorfismo de Contato

a

sões dirigidas que provocam alterações na

a original.

a.

23

5° SEMANA

d) Plutônico: ação de altas temperaturas + pressões confinantes (hidrostática) que provocam

alterações na estrutura e na composição mineralógica da rocha original.

Ex.: Granulito, Eclogito.

4-ROCHAS MAIS EMPREGADAS NA ENGENHARIA CIVIL

- Gnaisse: brita, fachada de residência;

- Ardósia: piso, fachada (revestimento externo e interno);

- Itacolomito (pedra mineira): piso, fachada;

- Mármore: piso, revestimento (externo e interno), lajes polidas (pia).

24

6° SEMANA

1-SOLO RESIDU

É o resíd

quando a rocha o

Ex.:

- Basalto

- Calcário

- Granito

2-SOLO TRANS

É o mater

orgânica, pela aç

Bacias de Sedime

2.1- Tipos de Sol

a) Solo de aluvi

um rio em é

marginais. Q

transportado

Ex.: Transporte d

- Solução: íons



FORMAÇÃO DO SOLO

AL

uo final da decomposição da rocha, ficando somente vestígio de quartzo

possui em sua constituição.

decomposição Terra roxa (argila vermelha);

decomposição Argila branca, cinza, clara;

decomposição Areia fina silte argilosa micácea

PORTADO

ial proveniente do transporte de solo residual + solo saprolítico + matéria

ão dos agentes geológicos ou agente de dinâmica interna (transporte), para as

ntos.

os Transportados

ão ou aluvionar: é o material depositado pela ação do transporte de água de

pocas de cheias, onde o volume de água aumenta, atingindo as baixadas

uando o mesmo retorna a sua normal, provoca a deposição do material

(sólido).

e partículas:

de sódio, cálcio, fosfato;

26

6° SEMANA

- Suspensão: partículas finas;

- Rolamento: partículas maiores no fundo do leito (areia até 0,2 mm);

- Saltação: bate no fundo e salta (assim sucessivamente);

Ex.: seixos rolado.

ROCHA SÃ SOLO RESIDUAL SOLO TRANSPORTADO

Intemperismo Agentes Geológicos

ANTES

CHUVA DURANTE

Partículas em transporte

N A

Baixada ou Marginais

N A

CHUVA DEPOIS

CHUVA

Vento

b) Solo Eólico: parte de camadas de alta pressão para as camadas de baixa pressão. A ação

do vento provoca erosão e transporte de partículas e quando se dá a diminuição de

velocidade temos o depósito do material.

27

6° SEMANA

Em resumo:

Erosão Corrosão;

Transporte Suspensão, rolamento, saltação;

Deposição Depósitos eólicos;

Depósitos

Deposição

Vento

Solo eólico

Ex.:

- Areia do deserto conseqüência do desgaste de paredões rochosos;

- Dunas são depósitos de material de granulação uniforme (areia);

- Locais no Brasil Cabo Frio, Lagoa dos Patos, Lagoa de Abaeré, Vila Velha.

c) Solo Glacial: as geleiras tem poder de erosão e transporte muito maior que dos rios e,

consequentemente, maior deposição. Os materiais de locais de antigas geleiras vem sendo

transportado durante a ação do degelo e funciona como uma lixa que vai raspando os

materiais (intemperizando-os) em regiões topograficamente bem caracterizadas. Portanto,

das regiões mais altas , grandes blocos desagregam-se e descem para regiões mais baixas.

O gelo se liqüefaz e forma depósitos glaciais, os quais são constituídos por materiais mais

resistentes, não ocorrendo o intemperismo químico.

Ex.:

- Varvito de Itú ou Siltito argiloso (depósito glacial mais famoso do Brasil)

28

6° SEMANA

Material intemperizado + Blocos de rocha

Degelo

Pé de elevação

Solo glacial

O solo de aluvião pode também se formar nos momentos em que o curso do rio sofre

diminuição de velocidade, ou seja, em seus meandros.

Erosão

Depósito

Solo de aluvião

Erosão

Depósito

d) Solo Coluvial (Creeping): solo residual que escorrega lentamente na proporção de 1 à 3

cm de espessura ao ano. Seu transporte se dá em regiões altas para as baixas pela ação da

gravidade.

Ex.: Serra do Mar.

29

6° SEMANA

Solo residual ou intemperizado

Elevação Transporte lento

Solo coluvial

Pé de elevação

e) Solo de Talus: material intemperizado + blocos de rocha que sofrem um transporte rápido

( desmoronamento) das regiões altas para as baixas.

Ex.: Curva da Onça (Rodovia Anchieta)

Transporte rápido

(desmoronamento)

Material extremamente heteregêneo

Talus

Obs. Ação geológica dos organismos

f) Carvão: originam-se de vegetação continental (matéria orgânica) que sujeita a processos

químicos vai transformando a celulose em carvão, através da perda progressiva de

oxigênio e hidrogênio e a crescente concentração de carbono.

30

6° SEMANA

MATÉRIA ORGÂNICA Celulose CARVÃO

Turfa

Linhito

Uma espécie de argila orgânica que não dá suporte para fundações.

3- CLASSIFICAÇÃO DO SOLO QUANTO A GRANULOMETRIA

- Pedregulho ou Cascalho: > 2,00 mm;

- Areia (fina, média ou grossa): 2,00 a 0,062 mm;

- Silte: 0,062 à 0,002 mm;

- Argila: < 0,002 mm.

4- CLASSIFICAÇÃO DO SOLO PARA TERRAPLANAGEM

- Material de primeira;

- Material de segunda;

- Material de terceira.

31

7° SEMANA

1-DEFINIÇÃO1-DEFINIÇÃO

2-APLICAÇÃO

- Barramento d

- Canais (rip-ra

- Gabiões;

- Base de rodov

- Revestimento

- Agregado gra

3-APLICAÇÕE

- Argilas: cerâm

- Areias: agreg



MATERIAIS NATURAIS DE CONSTRUÇÃO MATERIAIS NATURAIS DE CONSTRUÇÃO

ROCHA SOLO

Decomposição

DAS ROCHAS (Geologia)

e rios (enrocamento);

p);

ias e ferrovias;

, piso, lajes polidas;

údo (brita).

S DOS SOLOS (Mecânica dos Solos e Materiais de Construção)

ica, aterro, cortinas de vedação;

ado miúdo, asfalto,

32

7° SEMANA

4-JAZIDAS (Pedreiras)4-JAZIDAS (Pedreiras)

Para a exploração de uma pedreira ou um depósito de argila ou areia ou até cascalhos,

estes dependem de 3 fatores básicos:

- Qualidade do material;

- Volume de material útil;

- Transporte.

Obs. Meio Ambiente.......

4.1-Qualidade do Material

Está relacionado com a finalidade, ou seja, a sua utilização (propriedades geológicas,

físicas e mecânicas).

4.1.1-Propriedades Geológicas

- Grau de alteração dos minerais;

- Textura e estrutura;

- Propriedades químicas;

- Reatividade com cimento (alto teor de sílica);

- Ciclagem (ação ao Intemperismo).

Ex.: Composição mineralógica:

- Peso específico:

- granito 2,6 t/m3

- basalto 2,9 t/m3

- hematita 6,5 t/m3

4.1.2-Propriedades Físicas (Propriedades índices)

- Peso específico aparente seco;

33

7° SEMANA

- Peso específico aparente saturado;

- Peso específico natural;

- Absorção de água;

- Porosidade aparente;

- Umidade natural;

- Grau de saturação.

4.1.3 Propriedades Mecânicas

- Resistência à compressão simples ou uniaxial (kgf/cm2);

- Resistência à compressão puntiforme (kgf/cm2);

- Resistência à tração ou compressão diametral (kgf/cm2);

Obs. Ainda temos mais 2 propriedades que são verificadas: dilatação térmica e a

resistência ao choque.

4.2-Volume do Material

Deve-se ter um volume maior ou igual para uma exploração de no mínimo 50 anos e a

área explorada deverá ser reconstituída quanto a degradação ambiental.

- Mapeamento superficial Levantamento topográfico;

- Sondagem (perfuração) Percussão (solo); Rotativa (rocha);

- Cubagem = vida útil de 50 anos.

4.3-Transporte

É de fundamental importância a localização geográfica da jazida, uma vez que, se as

distâncias do depósito até os centros consumidores for considerável, este material se torna

anti-econômico.

34

7° SEMANA

5-PROPRIEDADES MECÂNICAS 5-PROPRIEDADES MECÂNICAS

5.1 Resistência à Compressão Simples ou Uniaxial

Utilizamos corpos de prova cilíndricos ou testemunhos de sondagens rotativa (C.P.).

CP

l

l = comprimento

l/d = 2,5 = +/- 10%

d = diâmetro

d

P

Prato da prensa

CP

RC = kgf / cm2

P

RC = Carga de Ruptura (P) Área do CP (π . d2 / 4)

35

7° SEMANA

5.2-Resistência à Compressão Puntiforme 5.2-Resistência à Compressão Puntiforme

d d

Amostra irregular Amostra irregular

Macaco hidráulico Macaco hidráulico

Ma Ma

P - fixo Esfera de aço - ∅ 1,00 cm

P - móvel

d

Manômetro

Is = PIs = P

d2

onde:

d = distância entre as esferas;

Is = índice de resistência à compressão puntiforme;

P = carga de ruptura;

Obs. Quando for utilizado corpo de prova cilíndrico, devemos considerar:

- l/d = 1,1 +/- 5% (quando ensaiado ao longo do comprimento);

- l/d ≥ 1,4 (quando ensaiado ao longo do diâmetro).

36

7° SEMANA

5.3-Resistência à Compressão Diametral (Resistência à tração – Ensaio Lobo Carneiro) 5.3-Resistência à Compressão Diametral (Resistência à tração – Ensaio Lobo Carneiro)

P P

Prato da prensa Prato da prensa

D Corpo de prova cilíndrico D Corpo de prova cilíndrico

l/d ≥ 1,4 l/d ≥ 1,4 P P

l l

Rt = 2 x PRt = 2 x P

π x d x l onde:

- P = carga de ruptura;

- d = diâmetro;

- l = comprimento.

Obs. Para avaliar o valor aproximado da resistência à compressão simples (Rc), podemos

utilizar a relação desenvolvida pelo IPT:

Rc = 16 x Is

Onde:

- Is = índice de resistência a compressão puntiforme

37

7° SEMANA

6-PROPRIEDADES (Índices físicos)6-PROPRIEDADES (Índices físicos)

São tomadas 6 amostras de rocha (∅ 2 a 3”) aparente no campo em seu estado natural

para determinação:

- Peso D: fragmento pesado em seu estado natural (PESO NATURAL);

- Peso A: fragmento após secagem em estufa com temperatura de 100 a 110° C por um

período mínimo de 24 h (PESO SECO);

- Peso B: fragmento após imersão em água por um período mínimo de 48 h (PESO

SATURADO);

- Peso C: peso submerso em água após saturação de 48 hs., utilizando a balança hidrostática

(PESO IMERSO)

Com os valores acima obtemos as propriedades índices ou os índices físicos das

rochas que estão abaixo calculados:

a) Peso Específico Aparente Seco (γs):

lVolumeTotaidosPesodosSóls =γ 3cm

gCB

As−

=γ

b) Peso Específico Aparente Saturado (γsat):

)( 3cmg

CBBsat−

=γ

c) Peso Específico Aparente Natural (γnat):

)( 3cmg

CBDnat−

=γ

d) Porosidade Aparente (n):

38

7° SEMANA

100⋅=lVolumeTota

ziosVolumedeVan (%)100⋅−−

=CBABn

e) Absorção de Água (ab);

100⋅=idosPesodosSól

absorvidaPesodeáguaab (%)100⋅−

=A

ABab

39

7° SEMANA

EXERCÍCIOS DE GEOLOGIA

1- Duas amostras de rocha do tipo Basalto foram submetidas a um ensaio de resistência à

compressão simples, como mostra tabela abaixo:

CP DIÂMETRO (cm) COMPRIMENTO

(cm)

CARGA DE

RUPTURA (kgf)

01 3,0 8,2 12500

02 2,5 6,8 13100

Pede-se: calcular a resistência à compressão simples para as amostras que satisfazerem a

relação comprimento/diâmetro.

2- Três amostras irregulares de rocha do tipo Granito foram ensaiadas à compressão

puntiforme, como mostra a tabela abaixo:

AMOSTRA d (cm)

CARGA DE

RUPTURA (kgf)

01 4,2 1280

02 4,8 1250

03 5,1 1230

Pede-se:

a) calcular a resistência à compressão puntiforme;

b) calcular o valor aproximado da resistência à compressão simples.

d = distância entre as esferas

utilizar a relação: Rc = 16 x Is, onde:

-Rc = resistência à compressão simples;

-Is = índice de resistência à compressão puntiforme.

40

7° SEMANA

3- Duas amostras de rocha foram ensaiadas à resistência à compressão diametral como

mostra o quadro abaixo:

CP DIÂMETRO (cm) COMPRIMENTO

(cm)

CARGA DE

RUPTURA (kgf)

01 3,0 8,2 6580

02 2,5 6,8 5750

Pede-se: calcular a resistência à compressão diametral para as amostras que satisfazem a

relação comprimento/diâmetro.

4- Cinco amostras de uma mesma rocha foram pesadas conforme a tabela abaixo:

CP PESO SECO

(g)

PESO SATURADO

(g)

PESO SUBMERSO

(gf)

01 287,0 299,6 197,5

02 269,3 272,4 179,2

03 263,9 266,4 175,3

04 238,6 241,1 158,3

05 330,0 333,5 219,2

Sabendo-se:

- absorção de água é a relação entre o peso da água absorvida e o peso dos sólidos;

- porosidade aparente é a relação entre o peso de água absorvida e o volume da amostra;

- o peso específico aparente seco é a relação entre o peso dos sólidos e o volume da

amostra.

Pede-se: calcular os valores destas propriedades para cada uma das amostras.

41

8ªsemana

MAPEAMENTOS E PERFIS GEOLÓGICOS

1.MAPAS São levantamentos plani-altimétricos topográficos os quais são constituídos por: a) Escala reduzida b) Indicação do norte c) Data do levantamento d) Linhas limites ou de contorno e) Aspectos de interesse (estradas, rodovias, ferrovias, etc.) onde representamos o

relevo, ou seja, as feições morfológicas da crosta. Exemplo:

2.ESCALAS As medidas efetuadas no terreno, para serem colocadas no mapa, sofrem uma redução aritmética, onde é denominada “Escala do Mapa”. A escala pode ser representada numericamente ou graficamente. No primeiro caso, a representação é feita por uma fração, como por exemplo: 1/50.000. Isto indica que uma distância entre dois pontos quaisquer, medidos no mapa, é 1/50.000 da distância real entre dois pontos do terreno que lhes são correspondentes nas escalas gráficas. A relação das distâncias estão reduzidas proporcionalmente em um segmento de reta que serve como padrão. 3.REPRESENTAÇÃO GRÁFICA a)Tipos de mapeamentos GEOLÓGICO: são aqueles onde se encontram assinalados, por intermédio de legendas, não só diferentes corpos rochosos existentes numa determinada região, como também suas estruturas geológicas. É elaborado a partir de um mapa topográfico, onde são colocados os limites (linhas de contato) das diferentes litologias e suas estruturas, utilizando-se para isso símbolos gráficos ou cores diversas.

8ªsemana

PEDOLÓGICO: neste tipo de mapeamento só levamos em consideração a camada superficial da crosta, ou seja, o solo e seus horizontes b)Símbolos geológicos comuns (alguns exemplos);

4.Tabela de Tempo Geológico:

8ªsemana

Eon Era Período Época Idade Duração (106 anos)

Anos Atrás (106 anos)

Holoceno 0,011 Quaternário

Pleistoceno 2 2 Plioceno 11 13 Mioceno 12 25

Oligoceno 11 36

Eoceno 22 58

Cenozóico Terciário

Paleoceno

5 63 Cretáceo 72 135 Jurássico 45 180 Mesozóico Triássico

50 230 Permiano 50 280

Carbonífero 60 340 Devoniano 60 400 Siluriano 30 430

Ordoviciano 70 500

Paleozóico

Cambriano

70 570 Superior 750 750 Médio 1150 1150

Eon

Geo

lógi

co

Pré Cambriano

Inferior

2000 4500 Fronteira

Eon

Cós

mic

o

8ªsemana

8ªsemana

8ªsemana

Período Grupo Formação LitologiaEspessuras Usuais no E.S.P

Q Várzeas fluviaisAluviões marinhos

Cascalhos e argilas

T São Paulo Taubaté Argilas variegadas e arenitos limonitas 300 Cenozóico

Bauru Bauru Arenitos, siltitos e conglomerados com cim.

Calcífero 300

K

Mesozóico J Tr

São Bento

Serra Geral

Botucatu

Pirambóia

Derrames de basalto e intrusões de diabásio

Arenitos c/ estratificação cruzada (eólicos)

Arenitos (fluvi-lacustres)

1500

120

300

P Passa Dois Rio Rastro Estrada Nova

Irati

Siltitos arroxeados Folhelhos Piro-betuminosos, calcários 800

C Tubarão Tatuí Itararé

Aquidauana

Tilitos, arenitos, varvitos (fluvio glacial) 1300

D Paraná Furnas arenito (marinho) 150

Paleozóico

S O NÃO HÁ EVIDÊNCIA DE OCORRÊNCIA

Pré m i

São Roque Embasamento

Cristalino

Quartizitos, filitos, micaxistos, calcários metamórficos, gnaisses, migmatitos, granitos

8ªsemana

O estado de São Paulo, em termos geológicos, encontra-se na porção sul do núcleo oriental e na porção nordeste da bacia do Paraná. Ocorrem no estado tanto rochas do escudo cristalino, numa faixa de 90 á 150 Km de largura, a qual acompanha toda a costa Atlântica, como rochas sedimentares pertencentes à bacia do Paraná e que se estendem por cerca de 4/5 do território. Do mapa geológico em anexo temos (folha 4) a)Embasamento Cristalino: O embasamento cristalino originou-se no Pré-Cambriano inferior e todas as suas rochas são antiquíssimas, com mais de 2,6 bilhões de anos sendo representado por granitos, gnaisses e migmatitos.

b)Grupo São Roque: O grupo São Roque localiza-se nos bordos e sobre alguns pontos de Embasamento Cristalino, tendo como característica principal rochas metamórficas e uma intensa mineralização. A litologia característica são os filito, xistos, calcários, quartizitos.

c)Grupo Paraná: Tal grupo formou-se no Devoniano e tem características marinhas: as águas do mar invadiram as terras, formando um mar mediterrâneo raso que se entulhou com sedimentos marinhos. Como exemplo deste grupo citam-se as rochas de Vila Velha, próximo a Ponta Grossa (PR).

d)Grupo Tubarão: O grupo Tubarão caracteriza uma das maiores glaciações da qual se tem conhecimento. Tal glaciação teve início no Carbonífero e se estendeu até a metade inferior do Permiano, razão pela qual também é conhecida como glaciação Permo-Carbonífera.

e)Grupo Passa Dois: Tal período formou-se na parte superior do Permiano e tem como característica o clima que foi gradativamente passando para temperado e subtropical. As formações mais importantes de tal grupo são Irati, Estrada Nova e Rio do Rastro. A litologia da formação Irati é de calcáreos e folhelhos piro-betuminosos que se constituem numa importante reserva de combustíveis a serem exploradas futuramente; a formação Estrada Nova é de siltitos roxos.

8ªsemana

f)Grupo São Bento: O grupo São Bento teve início no Triássico, estendeu-se pelo Jurássico e terminou na parte inferior do Cretáceo. Houve mudança gradual do clima; no Triássico o clima ainda era úmido e correspondendo a esse período há a formação Pirambóia* que se caracteriza por arenitos fluvio-lacustres. No Jurássico, o clima se tornou árido surgindo no Sul do Brasil um imenso deserto, ao qual corresponde a formação Botucatu, que é caracterizada por arenitos com estratificação cruzada, de origem eólica. No fim do Jurássico e no começo do Cretáceo, ocorreram extensos derrames de basalto que se espalharam por toda parte sul do país e em São Paulo na sua porção centro oeste. A formação Serra Geral** é constituída por diversos derrames superpostos uns aos outros, num total de 25. Entre 2 derrames podem ocorrer camadas intercaladas de arenitos, denominadas “intertrapp”.

g)Grupo Bauru: No fim do Cretáceo, com a predominância de ambientes fluvio-lacustres houve a deposição de arenitos calcíferos que capearam quase toda formação Serra Geral, dando origem a formação Bauru. Em fundos de vales como os do rio Tietê, Paraná e Paranapanema, o arenito foi erodido, aflorando aí o basalto subjacente. h)Terciário:

No Terciário houve a formação de bacias sedimentares sobre Embasamento Cristalino. Dentre elas citam-se: 1-Formação São Paulo: Esta formação foi produzida pelo represamento de um grande lago que se estendeu desde as imediações de Osasco até Mogi das Cruzes. O lago assoreou-se totalmente com sedimentos trazidos pelo rio Tietê, Paraitinga e Paraibuna; tal depósito foi posteriormente re-trabalhado pelo próprio rio Tietê. É constituída por arenitos compactos, argilitos duros e na base, por conglomerados. Tais sedimentos podem se apresentar limonitizados.

8ªsemana

2-Formação Taubaté: Esta formação originou-se pelo represamento natural do rio Paraíba do Sul à partir de Cruzeiro e seu posterior atulhamento e retrabalhamento quando o rio venceu o obstáculo que o detinha.

i)Quaternário: Caracteriza-se pelas formações mais recentes como os aluviões marinhos (praias e manques) e os fluviais (várzeas de rios). Estão em fase de deposição ou retrabalhamento.

9ªsemana

1 OBJETIVO

- Retirada de a

- Determinação

- Obtenção do

- Encontro do N

2 EQUIPAMENT

- Tripé,

- Haste;

- Tubo de reve

- Reservatório

- Peso de 65 kg

- Trépano ou b

- Barrilete amo

- Conjunto mo

- 03 pessoas: 1



SONDAGEM A PERCUSSÃO METODOLOGIA DE CAMPO

mostra de solo semi-deformada de metro a metro;

da resistência do solo, através da determinação do SPT;

perfil geotécnico do subsolo;

.A. (nível d’ água) estável.

O E EQUIPE

stimento;

d’água;

;

roca de lavagem;

strador padrão;

to-bomba;

sondador e 2 ajudantes.

51

9ªsemana

Detalhe do barrilete amostrador padrão

∅ interno – 34,9 mm ∅ externo – 50,8 mm bi-partido

Bi-partido

Despreza 15 cm

15 cm

15 cm

Últimos 30 cm representa a amostra semi-deformada

45 cm

Solo

3 SPT – STANDARD PENETRATION TEST

È o número de golpes necessários para a cravação dos últimos 30 cm de um barrilete

amostrador padrão, por um peso de 65 kg, solto a uma altura de 75 cm em queda livre.

52

9ªsemana

NÚMERO DE GOLPES (sem escala)

1° S 15 cm 4 golpes - despreza

15 cm 2° S 5 golpes

15 cm 3° S 6 golpes

solo

4 QUANDO INTERROMPER A SONDAGEM

- Quando encontramos o topo rochoso ou matacão de natureza rochosa;

- Quando por 3 trechos consecutivos forem necessários mais de 45 golpes para a cravação

de 5,0 cm do barrilete amostrador padrão;

- Quando por 30 minutos com o auxílio do trépano ou broca de lavagem, este penetrar

somente 5,0 cm.

TRÉPANO OU BROCA DE LAVAGEM (sem escala)

Circulação de água

20 a 30 cm

SPT 11 golpes

5 cm

53

9ªsemana

5 QUANTIDADE DE FUROS (por projeção e m2 à construir)

ÁREA (m2) NÚMERO DE FUROS

≤ 200 2

200 – 400 3

400 – 800 4

800 – 1000 5

1000 – 1200 6

1200 – 1600 7

1600 – 2000 8

2000 – 2400 9

2400 A critério do projetista

54

10ªsemana

1 FINALIDADE

Quando u

ferramentas da So

2 OBJETIVO

- Obtenção de

- Identificação

- Ensaios “In S

- perda

- % de r

- % de

- Ensaios mecâ

- Caracterizaçã

3 EQUIPAMENT

- Motor estacio

- Caixa de câm

- Moto bomba;

- Reservatório

- Hastes;

- Revestimento



SONDAGEM ROTATIVA ROCHA

ma Sondagem a Percussão se torna impenetrável, passamos à utilizar as

ndagem Rotativa.

testemunhos ou amostras indeformadas de rocha;

das descontinuidades (falhas, fissuras, fraturas, etc.);

itu”:

d’água ou absorção d’água;

ecuperação;

R. Q. D.;

nicos de Laboratório para avaliar a resistência das rochas;

o tecnológica do maciço rochoso (alteração, fraturamento).

OS

nário;

bio;

d’água (1000 litros);

s;

55

10ªsemana

- Barrilete amostrador;

- Broca ou coroa.

4 DETALHAMENTO DE EQUIPAMENTOS

Barrilete Amostrador

0,90 à

3,00 m

Mola interna

Broca ou Coroa

Broca ou Coroa

Rosca

Diamante ou Wídia (Carbeto de tungstênio)

Fissuras para

Circulação de água

56

10ªsemana

5 TIPOS DE PERFURAÇÃO

- Sem recuperação de testemunhos para fins de petróleo;

- Com recuperação de testemunhos para Geotecnia e Mineração;

6 ENSAIOS “IN SITU”

a) Perda d’água ou Absorção d’água

Tem como objetivo, avaliar a quantidade de descontinuidades que a rocha possui para

uma posterior solidificação das mesmas com injeção de nata de cimento, na proporção de 1:1;

b) Porcentagem de Recuperação e Porcentagem de R.Q.D.

- % Recuperação: avalia a qualidade da sondagem;

100Re% xodemanobracompriment

stemunhostotaldostecuperação ∑=

- % R.Q.D. (Rock Quality Designation): avalia a qualidade do maciço rochoso.

10010

...% xodemanobracompriment

cmprimentonhoscomcomdostestemuDQR ∑ ≥

=

% R.Q.D. QUALIDADE DA ROCHA

0 – 25 Muito fraco

25 – 50 Fraco

50 – 75 Regular

75 – 90 Bom

90 - 100 Excelente

57

10ªsemana

- Graus de Recuperação de Testemunhos para Avaliação da Qualidade da Sondagem

GRAUS DE

RECUPERAÇÃO

% RECUPERAÇÃO QUALIDADE DE

RECUPERAÇÃO

R1 100 – 90 % Boa

R2 90 – 75 % Regular

R3 75 % Pobre

7 DIÂMETROS DE PERFURAÇÃO MAIS UTILIZADOS EM GEOTECNIA

DIÂMETRO (∅) DIMENSÕES (mm)

B 42,0

N 54,7

h 76,2

Obs. ∅ N é o mais utilizado

58

Documents

Introdução à Geologia-1ª - helix.eng.br · agentes do metamorfismo (altas pressões e altas temperaturas) ocorrendo uma alteração em sua estrutura e composição mineralógica