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ASPECTOS GEOLOGICOS E ESTRUTURAIS
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Ronaldo L. S. IZZO, D.Sc.
http://paginapessoal.utfpr.edu.br/izzo
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ROCHAS RARAMENTE SO MATERIAIS CONTNUOS !
Estabilidade Geolgico estruturais
Geologia Estrutural
Ocorrncia natural de fissuras na rocha, como planos de estratificao, juntas e falhas.
Denominadas Descontinuidades
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As Descontinuidades:
Planos de fraqueza em uma massa de rocha intacta e
muito mais resistente.
Ento, rupturas tendem a ocorrer
PREFERENCIALMENTE ao longo destes planos.
Influenciam DIRETAMENTE na estabilidade de
taludes rochosos.
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As propriedades das descontinuidades ligadas
estabilidade de taludes rochosos so:
Orientao;
Persistncia;
Rugosidade;
Grau de Intemperismo (Infiling).
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Plano de estratificao:
Representam uma interrupo no curso do plano de
sedimentao, o qual separado, portanto, por falhas
ou estratos.
Dobras:
Podem ser classificadas de acordo com o mecanismo de
formao:
Dobra por Flexo;
Dobra por Cisalhamento.
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Falhas:
So fraturas ou zonas de fraturas ao longo das quais
houve um aprecivel deslocamento devido a tenes
cisalhantes.
A direo de mergulho da falha, corresponde ao estado de
tenses que existiu no momento de formao da falha.
As falhas podem ser classificadas de acordo com a direo de
mxima e mnima tenso.
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Juntas:
So fraturas na rocha, ao longo das quais, houve pouco
ou nenhum deslocamento, ou ainda, houve um leve
movimento perpendicular superfcie da falha.
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Observao:
Quando o comprimento da falha muito menor do que
as dimenses do talude, a influncia desta falha na
estabilidade do talude indireta.
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As propriedades da descontinuidades afetaro a
resistncia do macio rochoso, assim:
Mapeamento;
Testemunhos de sondagem.
Determinao da influncia das descontinuidades na
estabilidade
Relao entre a orientao das descontinuidades e a face do
talude.
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Os objetivos gerais do mapeamento geolgico so:
Identificar um conjunto (ou conjuntos) de
descontinuidades, ou ainda, um nico elemento (falha)
que ir controlar a estabilidade de um talude em
particular.
Identificar se as descontinuidades ocorrem em conjunto
(padro) ou so aleatoriamente orientadas.
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Todas as rochas observadas em afloramentos ou
escavaes sofreram uma longa histria de modificaes
ao longo de centenas, ou at bilhes, de anos.
A sequncia de modificaes que uma rocha sedimentar,
por exemplo, pode sofrer :
Deposio de sedimentos na superfcie; Soterramento gradual (vrios Quilmetros); Presso e Temperatura; Elevao superfcie.
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Durante este processo, a rocha ainda pode ser submetida a
deformaes que compreendem dobras e falhas.
Este processo resulta em tenses, atuando na rocha, que
exedem em muitas vezes sua resistncia ao cisalhamento,
causando fraturas na rocha e formando juntas e falhas.
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Em rochas sedimentares, planos de estratificao
coincidentes com quebras na continuidade dos planos de
sedimentao tambm se formaro.
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Embora a orientao das descontinuidades seja o fator
preponderante que influencia na estabilidade, outras
propriedades como a persistncia e o espaamento so
muito significantes.
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Estas propriedades podem influenciar a estabilidade da fundao.Em ambos os casos existem duas famlias de descontinuidades: afamlia A (set A) mergulha cerca de 40 no sentido da face dotalude e a famlia B (set B) mergulha para o interior com umapendente elevada.
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A) As juntas J1 so bem espaadas e temuma persistncia maior do que aaltura do talude, constituindo umpotencial plano instvel de falha.
B) Os conjuntos de juntas J1 e J2 tembaixa persistncia e esto poucoespaados de tal maneira que, apesarda queda de pequenos blocos, no hgrande chance de ocorrer uma rupturade maiores propores do talude.
C) As juntas J2 so persistentes e bemprximas, formando uma srie definas colunas pendendo em direo face do talude, tem grandes chancesde levar a uma ruptura portombamento.
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ORIENTAO DAS DISCONTINUIDADESO primeiro passo na investigao das descontinuidades em umtalude rochoso a anlise de suas orientaes e identificao deCONJUNTOS de descontinuidades, ou ainda, descontinuidadesSINGULARES, que possam causar uma potencial instabilidade deblocos de rochas.Podem ser obtidas informaes das orientaes dasdescontinuidades atravs de: Mapeamento superficial; Mapeamento sub-superficial.
Sondagem Geofsica
Descrio bsica: Mergulho Direo de mergulho
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ORIENTAO DAS DISCONTINUIDADES
Mergulho a mxima inclinao da descontinuidade com ahorizontal ().
Direo de mergulho a direo do trao horizontal domergulho, medido no sentido horrio a partir do norte ().
Direo de Ataque a linha de interseco de um planoinclinado com um plano horizontal de referncia. A direo de ataque forma um ngulo reto com a direo de mergulho.
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25EFEITOS DAS DESCONTINUIDADES NA ESTABILIDADE DE TALUDES ROCHOSOSORIENTAO DAS DISCONTINUIDADES
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26EFEITO DA ESCALA NA RESISTNCIA MECNICA DAS ROCHAS
Um plano de ruptura em um talude rochoso pode sercomposto de um nico plano contnuo ou por umasuperfcie complexa, composta por descontinuidades efraturas atravs de rocha intacta.
A determinao de um valor confivel de resistnciaao cisalhamento difcil!
Pequenas variaes do valor da resistncia aocisalhamento podem resultar em significativasmudanas na determinao de alturas seguras ou dongulo mais seguro do talude.
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27EFEITO DA ESCALA NA RESISTNCIA MECNICA DAS ROCHAS
A determinao da resistncia ao cisalhamento de um
macio rochoso no depende somente da
disponibilidade de resultados de ensaios de laboratrio
e de campo, mas tambm na cuidadosa interpretao de
tais resultados luz do comportamento da massa de
rocha que compe o talude como um todo.
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28EFEITO DA ESCALA NA RESISTNCIA MECNICA DAS ROCHAS
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Rocha que contm uma srie de planos de falha, que
mergulham em direo a face do talude. A resistncia, neste
caso, ser dada somente pelo atrito nos planos de falha.
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Mostra o corte de um talude em basalto (pouco resistente)
mido, com juntas pouco persistentes, prximas umas das
outras e com orientaes variadas.
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Devido as juntas serem descontnuas, no h uma nicajunta que controle a estabilidade do talude. Uma superfciede ruptura, neste caso, teria uma trajetria no contnua (emdegrau) que seguiria parcialmente ao longo da superfcie dejuntas e atravs da rocha s. A resistncia ao cisalhamentono poderia ser determinada analiticamente, podendo serdeterminada empiricamente.
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Mostra o corte de um talude no qual o teor de umidade
varia, do solo residual at a rocha s. Nesta condio a
superfcie de ruptura seria predominantemente atravs do
material menos resistente, na parte superior do talude.
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Na anlise de estabilidade seria preciso considerar
parmetros, tanto da parte superior, quanto da parte
inferior do material pelo qual a superfcie de ruptura
ocorrer.
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O grau de intemperizao de rochas expostas umidade
costuma ser variado, sendo a resistncia ao cisalhamento
deste tipo de material igualmente variado, dificultando,
portanto, a determinao de um valor de resistncia.
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Mostra uma rocha intacta, porm de baixa resistncia e
sem descontinuidades. Ex.: Rochas formadas pela
consolidao de cinzas vulcnicas.
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Devido a baixa quantidade de descontinuidades, este tipo
de rocha apresenta uma parcela elevada de resistncia
atribuda coeso e uma moderada parcela atribuda ao
ngulo de atrito do material.
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Pode-se pensar, neste caso, em taludes estveis de dezenas
de metros de altura, com elevada inclinao, contanto que
poro presses e processos erosivos sejam controlados.
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SISTEMA RMR (Rock Mass Rating)Objetivos: Caracterizar parmetros condicionantes do
comportamento dos macios rochosos; Compartimentar uma formao rochosa em classes de
macios com qualidades distintas; Fornecer parmetros para a compreenso das
caractersticas de cada classe de macio; Prover dados quantitativos para projeto geomecnico; Servir como referncia comunicao de dados na
prpria obra e entre obras distintas.
CLASSIFICAO
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SISTEMA RMR (Rock Mass Rating)Parmetros: Resistncia compresso simples (ndice de
compresso puntiforme); RQD; Espaamento das descontinuidades; Padro das descontinuidades; Ao da gua subterrnea; Orientao relativa das descontinuidades/escavao.
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41CLASSIFICAO EFEITO DA DIMENSO DO BLOCO
RESITNCIA AO CISALHAMENTOAO LONGO DAS SUPERFCIES DASDESCONTINUIDADES
TENSES OPERANTES NASVISINHANAS DA CAVIDADE
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FIM
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