CARACTERIZAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE MACIÇOS ROCHOSOS

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1 CARACTERIZAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE MACIÇOS ROCHOSOS

2 MACIÇO ROCHOSO É Do ponto de vista do seu aproveitamento em engenharia Um conjunto de BLOCOS DE ROCHA Justapostos e articulados MATERIAL que forma os blocos SUPERFÍCIES que limitam os blocos MATRIZ do maciço rochoso é ROCHA INTACTA DESCONTINUIDADES

3 Influência da escala na avaliação da homogeneidade, isotropia e continuidade dos maciços rochosos (Hoek, 1983)

4 CARACTERIZAÇÃO DE MACIÇOS ROCHOSOS versus CLASSIFICAÇÃO DE MACIÇOS ROCHOSOS Características do maciço diferem de local para local, função da história geológica da região considerada, é necessário evidenciar os atributos do meio rochoso que condicionam o seu comportamento ante as solicitações impostas pela obra em questão Hierarquizar aquelas características, organizá-las individualmente em grupos ou classes, às quais se possa associar comportamentos diferenciados do meio rochoso, para as condições de solicitação

5 Características mais visadas no estudo do comportamento dos maciços rochosos Obras hidráulicas e certas obras de escavação Obras subterrâneas profundas Deformabilidade Resistência à compressão Permeabilidade Estados de tensão naturais

6 As feições geológicas Tais características compreendem Parâmetros geotécnicos Caracterização geológico-geotécnica do maciço rochoso Índices e Propriedades físicas (in-situ e laboratório)

7 CLASSIFICAÇÃO GEOLÓGICA ENGLOBA 1. Classificação litológica (génese da formação geológica) 2. Qualidade do maciço rochoso Baseia-se Baseia-se Mineralogia Estrutura da rocha Textura da rocha Composição química, coloração, etc. Estado de alteração Grau de fracturação

8 2. Qualidade do maciço rochoso a) Estado de alteração Simbolos Designações Descrição W 1 W 1-2 São Sem quaisquer sinais de alteração W 2 Pouco alterado Sinais de alteração apenas nas imediações das descontinuidades W 3 Medianamente alterado Alteração visivel em todo o maciço rochoso mas a rocha não é friável W 4 W 4-5 Muito alterado Alteração visivel em todo o maciço e a rocha é parcialmente friável W 5 Decomposto O maciço apresenta-se completamente friável, praticamente com comportamento de solo

9 Percentagem de recuperação obtém-se multiplicando por 100 o quociente entre a soma dos comprimentos de todos os tarolos obtidos numa manobra e o comprimento do trecho furado nessa manobra Considera-se que o maciço rochoso está: Pouco alterado (logo, em princípio, de boa qualidade) - % de recuperação superior a 80% Medianamente alterado (valores intermédios) 80%>r>50% Muito alterado (logo de má qualidade) - % de recuperação inferior a 50%

10 b) Estado de fracturação Espaçamento entre diacláses

11 1. Classificação da Sociedade Internacional de Mecânica das Rochas (SIMR) Intervalos Simbolos Designações (cm) >200 F 1 Muito afastadas F 1-2 Afastadas F 2 Afastadas F 3 Medianamente afastadas Medianamente afastadas 6-20 F 4 Próximas F 4-5 Próximas <6 F 5 Muito próximas

12 2. A avaliação do grau de fracturação de um maciço pode ser igualmente feita através: da contagem do número de diacláses por metro Do estudo de tarolos de sondagem indica-se a dimensão do maior tarolo numa dada operação de furação CRITÉRIO DISCUTÍVEL, uma vez que é frequente a existência de zonas fragmentadas na vizinhança imediata de zonas pouco fracturadas e sendo, em regra aquelas que condicionam o comportamento do maciço

13 c) RQD (Rock Quality Designation) Engloba num só os dois critérios estado de alteração e fracturação (Deere, 1967)

14 Estado de alteração e fracturação RQD Qualidade do maciço rochoso 0-25% Muito fraca 25-50% Fraca 50-75% Razoável 75-90% Boa % Excelente Em princípio, a determinação do RQD deve ser feita apenas em sondagens que utilizam amostradores de parede dupla ou tripla, de diâmetro igual ou superior a 76 mm. Em maciços muito anisotrópicos ou em furos de muito pequeno diâmetro, perde sentido a utilização deste critério em consequência da má qualidade dos tarolos obtidos.

15 d) Outras classificações baseadas no estado de alteração e fracturação MULLER (1962) 4 estados de alteração e Rocha sã grau1 Rocha pouco a medianamente alterada-----grau2 Rocha alterada grau3 Rocha decomposta ou solo residual grau4 5 grupos para o espaçamento das diacláses Ocasional acima de 2 m Grande entre 20 cm e 2 m Pequeno entre 2 cm e 20 cm Muito pequeno entre 0.1 cm e 2 cm Zona de esmagamento (como solo)--- d<0.1 cm

16 LIDA (1970) Estado de alteração A rocha dura a sã B medianamente alterada e medianamente dura C alterada, fracturando-se facilmente com martelo Espaçamento das diacláses I afastamento>50 cm II afastamento entre 15 e 50 cm III afastamento <15 cm Abertura das diacláses a -fechadas, não alteradas ao longo das superfícies de diacláses b - fechadas, um pouco alteradas ao longo da diacláse c - pouco abertas ou fechadas mas muito alteradas ao longo das diacláses d - muito abertas

17 e) Classificação baseada na espessura das camadas (SIMR-1980) Intervalos Simbolos Designações (cm) >200 L 1 Muito espessas L 1-2 Espessas L 2 Espessas L 3 Espessura mediana Espessura mediana 6-20 L 4 delgadas L 4-5 Delgadas <6 L 5 Muito delgadas

18 CLASSIFICAÇÕES BASEADAS EM CRITÉRIOS TÉCNICOS OU DE ENGENHARIA Objectivo Considerar os parâmetros (nomeadamente fisico-mecânicos) que interessam aos diferentes projectos de engenharia ROCHAS DOS MACIÇOS ROCHOSOS Propriedades e parâmetros fisicos das rochas -isotropismo -densidade -densidade aparente -peso específico da fracção sólida -teor de humidade -porosidade -permeabilidade -condutividade hidráulica -velocidades de propagação do som (Vp e Vs) -resistência à compressão uniaxial

19 DEERE (1967) Quanto à resistência à compressão simples Intervalos (σ r ) (Kg/cm 2 ) Simbolos Designações >2200 A Muito alta B C D Alta Média Baixa <275 Quanto ao quociente E t /σ r Intervalos (E t /σ r ) > <200 H M L E simbolos Muito baixa Designações Alto Médio Baixo Ex. de classificação:am, EL E t módulo de elasticidade tangente a 50% da tensão de rotura

20 COATES (1964) a) Resistência à compressão simples (Kg/cm2) Fraca <700 Forte Muito forte >1760 b) Comportamento pré-rotura Elástico Viscoso c) Características na rotura Frágil Plástica

21 CLASSIFICAÇÃO BASEADA NA HOMOGENEIDADE DO MACIÇO ROCHOSO E CONTINUIDADE DA ROCHA a) Homogeneidade da formação Maciça Estratificada b) Continuidade da rocha na formação espaçamento entre diacláses Compacta Fracturada Fragmentada >1.8 m 76 mm-1.8 m <76 mm

22 STAPLEDON (1968) Resistência à compressão simples (σ r ) Kg/cm 2 < >1800 Designação Muito fraca Fraca Mediana Forte Muito forte

23 RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES (SIMR) Intervalos Mpa a (Kg/cm 2 ) >200 (>2000) ( ) Simbolos S 1 S 1-2 S 2 Designações Muito elevada Elevada Elevada ( ) S 3 Média Média 6 20 (60-200) S 4 Baixa S 4-5 Baixa <6 (<60) S 5 Muito baixa Nota: Quando o maciço rochoso é marcadamente anisotrópico, o valor considerado deverá corresponder à direcção segundo a qual o valor é menor

24 FRANKLIN (1972) Desenvolveu o ensaio de carga pontual que permite a obtenção de um indice de resistência à compressão, correlacionável com a resistência à compressão simples, que é de determinação muito expedita podendo ser, inclusivamente, utilizado no campo DUREZA (martelo de Schmidt) Martelo de Schmidt

25 VAN DER VLIS (1970) Classificação baseada no valor da dureza (classificação em provete) Aspecto da rocha Termo descritivo Dureza de Brinell Módulo de elasticidade (10 5 Kg/cm 2 ) Sem cimento Não consolidada <2 <0.7 Fragmenta-se sem dificuldade Branda Fragmenta-se com dificuldade com os dedos Friável Fragmenta-se com alicate Consolidada Não se Median. dura Fragmenta com Dura alicate Muito dura >125 >9.2

26 ONODERA (1963) ed/ed Simbolo Designação 0.75 A Excelente B Bom C Razoável D Fraco 0.20 E Muito fraco ed módulo de elasticidade determinado in situ Ed módulo de elasticidade determinado em laboratório

27 ALGUNS SISTEMAS RECENTES DE CLASSIFICAÇÃO DE MACIÇOS ROCHOSOS CLASSIFICAÇÃO DA SIMR PARÂMETROS 1. Caracterização geológica Classificação petrográfica Grau de alteração das rochas Estrutura geológica-dobras, falhas, etc. Fracturação-características das fracturas, atitude das famílias de fracturas, etc. 2. Duas características estruturais dos maciços rochosos Espessura das camadas Espaçamento entre fracturas 3. Duas características mecânicas Resistência à compressão simples do material rocha Ângulo de atrito das fracturas

28 Ângulo de atrito das fracturas Intervalo Simbolos Designação >45º A 1 A 1-2 Muito elevado Elevado 35º-45º A 2 Elevado 25º-35º A 3 Médio Médio 15º-25º A 4 A 4-5 Baixo Baixo <15º A 5 Muito baixo