aula 2_rochas geotecnia i udf

P R O F E S S O R : A L E X A N D R E G I L B AT I S TA M E D E I R O S

Geotecnia I

Tipos de Rochas e aplicações de cada tipo de rocha na Engenharia

ROCHAS

• Agregados naturais de uma ou mais espécies de minerais.

• Constituindo assim unidades mais ou menos definidas da crosta terrestre.

Magmáticas: Resfriamento e consolidação do magma (material em estado de fusão no interior da terra)

Classificação quanto a gênese (Formação)

Sedimentares: Consolidação de materiais derivados da decomposição e desintegração de qualquer rocha

Metamórficas: Originadas pela ação da pressão, temperatura e de soluções químicas de outra rocha qualquer

CICLO DAS ROCHAS

ESTUDO DAS ROCHAS

Unidades constituintes das rochas e são definidos como sendo sólidos homogêneos, naturais, que apresentam arranjo ordenado e composição química definida.

Quantidades definidas e proporcionais de elementos químicos

Arranjo organizada e regular arranjo cristalino

MINERAIS

ROCHAS MAGMÁTICAS (ou Ígneas)

Formada pelo magma solidificado, uma rocha em estado de fusão, rica em sílica, que provém de camada interior da Terra, penetra na crosta e chega até a superfície terrestre.O magma é semelhante a muitos dos materiais que são expelidos para o exterior durante erupções vulcânicas.Qualquer material ígneo que alcança a superfície terrestre recebe o nome de lava. A maioria das lavas se constitui da rocha negra e densa denominada basalto, e os cientistas creem que a rocha derretida na camada interior da Terra (que é profunda demais para ser explorada) é também desse tipo.

Composição química dos magmas:Magmas básicos: pobres em Si e ricos em Fe e Mg – muito móveis.Magmas ácidos: ricos em Si e pobres em Fe e Mg – mais viscosos.


Superfície da crosta a partir da matéria expelida pelos vulcões

Formadas na superfície (derrames);

Resfriamento: rápido, contato direto com atmosfera;

Cristais da rocha: muito pequenos;

Exemplo: basalto

Basalto Granito

Plutônicas ou Intrusivas

Magma não consegue romper as camadas superiores da crosta;

Formadas grandes profundidades;

Resfriamento: gradual, origem a rochas cristalinas perdas de calor são menores e mais lentas;

Exemplo: Granito

Vulcânicas, Extrusivas


Basalto

Diorito

Sienito

Granito

Pedra-pomes


CONSTRUÇÃO CIVIL:Granito rocha mais empregada como pedra de construção.Basalto também se presta para as mesmas utilidades.


ATERROS:

Solos rochas graníticas + grãos quartzo + lamelas argila: excelentes materiais para a construção de aterros compactados aliam atrito e coesão

Solos provenientes de basalto possuem grãos puramente argilosos, resistindo somente à coesão.

ESTRADAS:Rochas graníticas vantagem de fornecer fragmentos de brita (forma cubóide), ideais para o emprego em bases de estradas, face à elevada resistência à compressão e ao desgaste que a elas confere.


BARRAGENS:Basaltos: problema permeabilidade, devido ao intenso fraturamento da rocha.- Injeção de calda de cimento;- Cortina de jet grouting;- Bermas na região de montante.


FUNDAÇÕES:Rochas graníticas e basálticas: excelentes materiais para servirem de fundação de prédios e demais obras de engenharia.O problema está associado aos solos residuais dessas rochas – presença de matacão.

ROCHAS SEDIMENTARES

Resultam da desintegração e decomposição de rochas preexistentes (magmáticas, metamórficas ou sedimentares) ação de intemperismo - conjunto de processos mecânicos, químicos e biológicos que ocasionam a transformação das rochas em sedimentos

Contêm evidências de ambientes passados Muitas vezes, contêm fósseis.

Deposição lenta

Deposição rápida

ROCHAS SEDIMENTARES

ROCHAS SEDIMENTARES

As etapas básicas do ciclo sedimentar são:- Decomposição de rochas (intemperismo)- Remoção e transporte dos produtos do intemperismo- Deposição dos sedimentos- Consolidação (endurecimento) dos sedimentos

ROCHAS SEDIMENTARES

Intemperismo da rocha geradora eventual transporte do material (em suspensão ou solução) deposição em ambiente de menor energia litificação (= diagênese; transformação em rocha)

ROCHAS SEDIMENTARES

Características mais importantes estratificação (separação em camadas ou estratos de qualquer formação natural ou artificial que se encontrava em forma homogênea)

Estratificação paralela

Estratificação ondulada

ROCHAS SEDIMENTARES

Estratificação cruzada

ROCHAS SEDIMENTARES

Rochas de origem mecânica (clásticas ou detríticas): Formada a partir do transporte de detritos inconsolidados.

Folhelhos

Conglomerado

Brecha

Siltito

ArgilitoContém quartzo, feldspato, calcários e micas

Arenitos

Composto por quartzo, feldspato (ou outros minerais de origem ígnea)

ROCHAS SEDIMENTARES

Rochas de origem química: Formadas por minerais quimicamente precipitados calcita e dolomita (calcários), sílica (cherts), halita e silvita (evaporitos)

Sílex

Estalactites e estalagmites

Dolomito

Rochas de origem orgânica: Formadas pela precipitação e/ou acúmulo de materiais orgânicos animais ou vegetais carapaças silicosas de algas diatomáceas (diatomitos), fragmentos de conchas (coquinas), carapaças (exoesqueletos) carbonáticos de algas e celenterados (recifes de coral), e restos vegetais continentais e subaquáticos (carvão)

ROCHAS SEDIMENTARES

Carvão mineral

Calcário

ROCHAS SEDIMENTARES

CONSTRUÇÃO CIVIL – EDIFICAÇÕESRochas sedimentares bem cimentadas bom material para blocos de

fundação e de alvenaria, calçadas, meio-fio, etc.Ex. Arenito de Botucatu

Quando pouco cimentadas ou trabalhadas por agentes geológicos dão origem a depósitos de areias e pedregulhos, com imenso uso na construção civil.

http://1.bp.blogspot.com/_VRpy3eu_Kfk/TCYZG51hcnI/AAAAAAAAJ1g/X127gqm9dm8/s1600/DSC01020.JPG

ROCHAS SEDIMENTARES

ROCHAS SEDIMENTARES

ATERROSSolos de rochas sedimentares,

argilo-arenosas utilizadas com certa tranquilidade em aterros, já que combinando o atrito das areias com a coesão das argilas dão um material com boa resistência e fácil trabalhabilidade.

Os problemas surgem quando os solos são predominantemente arenosos, pois são vulneráveis à erosão pela água das chuvas e pelos ventos.

TALUDESA estabilidade do talude está

diretamente associada à direção do plano de estratificação da rocha.

ROCHAS SEDIMENTARES

TÚNEISA direção predominante do plano de estratificação da rocha é

fundamental para o comportamento do maciço na frente de escavação e dos possíveis tipos de tratamento e escoramento.

ROCHAS SEDIMENTARES

BARRAGENSO empuxo das águas provoca esforços horizontais que tendem a fazer com que a barragem deslize, independente do tipo de rocha de fundação. O que vai impedir o deslizamento serão atrito entre a base da barragem e a rocha.Em algumas situações desfavoráveis é comum a utilização de tirantes de aço ancorados abaixo do último plano de estratificação. Esta medida garante a estabilidade do maciço e aumenta a interligação da base da barragem com a rocha de fundação.

ROCHAS SEDIMENTARES

FUNDAÇÕESSedimentos recentes concentrados nas planícies de inundação dos cursos d’água características que influem nos projetos de fundações: presença d’água próxima da superfície e a presença de camadas lenticulares de argila no perfil (argila mole).

Outros problemas estão associados a rochas calcáreas em contato com águas ácidas, provocando erosão interna, e arenitos pouco cimentados que estão sujeitos a erosão externa.

ROCHAS METAMÓRFICAS

Rocha proveniente de transformações sofridas por qualquer tipo de rochas preexistentes que foram submetidas a processos termodinâmicos (variação T-P) os quais produziram novas texturas e novos minerais que geralmente se expressam orientados segundo diferentes traçados.

As rochas metamórficas mesma composição química das rochas originais, das quais foram formadas.

Surgem novos e diferentes minerais, mas formados do mesmo material.

AGENTES DO METAMORFISMOCalor• Agente muito importante• O calor promove uma recristalização – são originados novos minerais estáveis

Pressão (tensão)• Aumenta com a profundidade• A pressão pode ser aplicada igualmente em

todas as direções,• A pressão pode ser orientada (diferencial)



CONSTRUÇÃO CIVILPedra britada – aproveita-se os gnaisses, quartzitos e os mármores. As rochas xistosa, devido à tendência de formar fragmentos lamelares, não são apropriadas para material de brita, seja para concreto, seja para asfalto.

Revestimento de pisos e paredes – mármores polidosCoberturas - ardósias


TALUDESPlanos de xistosidade mais

instáveis do que os planos de estratificação, dentro do pacote de rochas metamórficas mergulhantes podem existir camadas com baixíssima resistência, especialmente devido às micas.

Talude de Corte da BR-116


BARRAGENSRochas metamórficas são pouco permeáveis, espessuras de solos que justificam a opção por barragens homogêneas de terra. O grande problema é a atitude da xistosidade (presença de pressão no processo de sua formação).

Sistema de Abastecimento de Água do Aqueduto Samaná, República Dominicana

RESUMOS

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