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Rochas
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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
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.
ROCHAS MAGMÁTICAS (ou Ígneas)
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
ROCHAS MAGMÁTICAS (ou Ígneas)
CONSTRUÇÃO CIVIL:Granito rocha mais empregada como pedra de construção.Basalto também se presta para as mesmas utilidades.
ROCHAS MAGMÁTICAS (ou Ígneas)
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.
ROCHAS MAGMÁTICAS (ou Ígneas)
BARRAGENS:Basaltos: problema permeabilidade, devido ao intenso fraturamento da rocha.- Injeção de calda de cimento;- Cortina de jet grouting;- Bermas na região de montante.
ROCHAS MAGMÁTICAS (ou Ígneas)
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.
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
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.
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)
ROCHAS METAMÓRFICAS
ROCHAS METAMÓRFICAS
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
ROCHAS METAMÓRFICAS
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
ROCHAS METAMÓRFICAS
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