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
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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.
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