CARACTERIZAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE

MACIÇOS ROCHOSOS

MACIÇO ROCHOSO

É

Do ponto de vista do seu aproveitamento em engenharia

Um conjunto de BLOCOS DE ROCHA

Justapostos e articulados

MATERIAL que forma os blocos MATRIZ do maciço rochoso é

ROCHA INTACTA

SUPERFÍCIES que limitam os blocos DESCONTINUIDADES

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

CARACTERIZAÇÃODE

MACIÇOS ROCHOSOSversus

CLASSIFICAÇÃODE

MACIÇOS ROCHOSOS

Características do maciçodiferem de local para local,função da história geológica da região considerada, é necessário evidenciar os atributos do meio rochoso que condicionam o seu comportamento ante as solicitações impostas pela obra em questão

Hierarquizar aquelascaracterísticas, organizá-lasindividualmente em grupos ou classes, às quais se possa associar comportamentos diferenciados do meio rochoso, para as condições de solicitação

Características mais visadas no estudo do comportamento dos maciços rochosos

Obras hidráulicase certas obras de

escavação

Obras subterrâneas profundas

•Deformabilidade•Resistência à compressão•Permeabilidade

Estados de tensão naturais

Tais características compreendem

As feições geológicas

Parâmetros geotécnicos

Caracterizaçãogeológico-geotécnica

do maciço rochoso

Índices e Propriedades físicas(in-situ e laboratório)

CLASSIFICAÇÃO GEOLÓGICA

1. Classificação litológica(génese da formação geológica) 2. Qualidade do maciço rochoso

Baseia-se

MineralogiaEstrutura da rochaTextura da rochaComposição química, coloração, etc.

Baseia-se

Estado de alteraçãoGrau de fracturação

ENGLOBA

2. Qualidade do maciço rochoso

a) Estado de alteração

W4-5

W1-2

O maciço apresenta-se completamente friável, praticamente com comportamento de solo

DecompostoW5

Alteração visivel em todo o maciço e a rocha é parcialmente friável

Muito alteradoW4

Alteração visivel em todo o maciço rochoso mas a rocha não é friável

Medianamentealterado

W3

Sinais de alteração apenas nas imediações das descontinuidades

Pouco alteradoW2

Sem quaisquer sinais de alteração

SãoW1

DescriçãoDesignaçõesSimbolos

Percentagem de recuperação – obtém-se multiplicando por 100 o quociente entre a soma dos comprimentos de todos os tarolos obtidos numa manobra e o comprimento do trecho furado nessa manobra

Considera-se que o maciço rochoso está:

•Pouco alterado (logo, em princípio, de boa qualidade) - % de recuperação superior a 80%

•Medianamente alterado (valores intermédios) – 80%>r>50%

•Muito alterado (logo de má qualidade) - % de recuperação inferior a 50%

Espaçamento entre diacláses

b) Estado de fracturação

Próximas

Medianamente afastadas

Afastadas

<6

6 - 20

20 - 60

60 - 200

>200

Intervalos(cm)

F4-5

F1-2

Muito próximasF5

Próximas F4

Medianamente afastadas

F3

AfastadasF2

Muito afastadasF1

DesignaçõesSimbolos

1. Classificação da Sociedade Internacional de Mecânica das Rochas(SIMR)

2. A avaliação do grau de fracturação de um maciço pode ser igualmente feita através:

•da contagem do número de diacláses por metro

•Do estudo de tarolos de sondagem – indica-se a dimensão

do maior tarolo numa dada operação de furação – CRITÉRIO

DISCUTÍVEL, uma vez que é frequente a existência de zonas

fragmentadas na vizinhança imediata de zonas pouco

fracturadas e sendo, em regra aquelas que condicionam o

comportamento do maciço

c) RQD (Rock Quality Designation)

Engloba num só os dois critérios – estado de alteração e fracturação (Deere, 1967)

Estado de alteração e fracturação

Excelente90-100%

Boa75-90%

Razoável50-75%

Fraca25-50%

Muito fraca0-25%

Qualidade do maciço rochosoRQD

Em princípio, a determinação do RQD deve ser feita apenas em sondagens que utilizam amostradores de parede dupla ou tripla, de diâmetro igual ou superior a 76 mm. Em maciços muito anisotrópicos ou em furos de muito pequeno diâmetro, perde sentido a utilização deste critério em consequência da má qualidade dos tarolos obtidos.

d) Outras classificações baseadas no estado de alteração e fracturação

MULLER (1962)

4 estados de alteração

Rocha sã--------------------------------------grau1Rocha pouco a medianamente alterada-----grau2Rocha alterada--------------------------------grau3Rocha decomposta ou solo residual----------grau4

e

5 grupos para o espaçamento das diacláses

Ocasional-----------------------------acima de 2 mGrande---------------------------entre 20 cm e 2 mPequeno------------------------entre 2 cm e 20 cmMuito pequeno-----------------entre 0.1 cm e 2 cmZona de esmagamento (como solo)--- d<0.1 cm

LIDA (1970)

Estado de alteraçãoA--------rocha dura a sãB--------medianamente alterada e medianamente duraC--------alterada, fracturando-se facilmente com martelo

Espaçamento das diaclásesI---------------------------afastamento>50 cmII--------------------------afastamento entre 15 e 50 cmIII-------------------------afastamento <15 cm

Abertura das diaclásesa -fechadas, não alteradas ao longo das superfícies de

diaclásesb - fechadas, um pouco alteradas ao longo da diaclásec - pouco abertas ou fechadas mas muito alteradas ao

longo das diacláses d - muito abertas

e) Classificação baseada na espessura das camadas (SIMR-1980)

Delgadas

Espessura mediana

Espessas

<6

6 - 20

20 - 60

60 - 200

>200

Intervalos(cm)

L4-5

L1-2

Muito delgadasL5

delgadas L4

Espessura mediana

L3

Espessas L2

Muito espessasL1

DesignaçõesSimbolos

CLASSIFICAÇÕES BASEADAS EM CRITÉRIOS TÉCNICOS OU DE ENGENHARIA

ObjectivoConsiderar os parâmetros (nomeadamente fisico-mecânicos)que interessam aos diferentes projectos de engenharia

ROCHAS DOS MACIÇOS ROCHOSOS

Propriedades e parâmetros fisicos das rochas-isotropismo-densidade-densidade aparente-peso específico da fracção sólida-teor de humidade-porosidade-permeabilidade-condutividade hidráulica-velocidades de propagação do som (Vp e Vs)-resistência à compressão uniaxial

DEERE (1967)

Quanto à resistência à compressão simples

Muito baixaE<275

BaixaD275-550

MédiaC1100-550

AltaB1100-2200

Muito altaA>2200

DesignaçõesSimbolosIntervalos (σσσσr)(Kg/cm2)

Quanto ao quociente Et/σσσσr

Baixo L<200

MédioM200-500

AltoH>500

DesignaçõessimbolosIntervalos (Et/σσσσr)

Ex. de classificação:AM, EL

Et – módulo de elasticidadetangente a 50%da tensão de rotura

COATES (1964)

a) Resistência à compressão simples

(Kg/cm2)Fraca <700Forte 700-1760Muito forte >1760

b) Comportamento pré-rotura

ElásticoViscoso

c) Características na rotura

FrágilPlástica

CLASSIFICAÇÃO BASEADA NA HOMOGENEIDADE DO MACIÇO ROCHOSO E CONTINUIDADE DA ROCHA

a) Homogeneidade da formação

MaciçaEstratificada

b) Continuidade da rocha na formação

espaçamento entre diacláses

Compacta >1.8 mFracturada 76 mm-1.8 mFragmentada <76 mm

STAPLEDON (1968)

Muito forte>1800

Forte700-1800

Mediana200-700

Fraca70-200

Muito fraca<70

DesignaçãoResistência à compressão simples (σσσσr) – Kg/cm2

RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES (SIMR)

Baixa

Média

Elevada

<6 (<60)

6 – 20 (60-200)

20 – 60 (200-600)

60 – 200 (600-2000)

>200 (>2000)

IntervalosMpa a (Kg/cm2)

S4-5

S1-2

Muito baixaS5

BaixaS4

MédiaS3

ElevadaS2

Muito elevadaS1

DesignaçõesSimbolos

Nota: Quando o maciço rochoso é marcadamente anisotrópico, o valor considerado deverá corresponder à direcção segundo a qual o valor é menor

FRANKLIN (1972)

Desenvolveu o ensaio de carga pontual que permite a obtenção de um indice de resistência à compressão, correlacionável com a resistência à compressão simples, que é de determinação muito expedita podendo ser, inclusivamente, utilizado no campo

Martelo de Schmidt

DUREZA (martelo de Schmidt)

VAN DER VLIS (1970)

Classificação baseada no valor da dureza (classificação em provete)

>9.2>125Muito duraalicate

4.0-9.250-125DuraFragmenta com

2.6-4.030-50Median. duraNão se

1.2-2.610-30ConsolidadaFragmenta-se com alicate

0.9-1.25-10FriávelFragmenta-se com dificuldade com os dedos

0.7-0.92-5BrandaFragmenta-se sem dificuldade

<0.7<2Não consolidadaSem cimento

Módulo de elasticidade (105Kg/cm2)

Dureza de Brinell

Termo descritivoAspecto da rocha

ONODERA (1963)

Muito fracoE0.20

FracoD0.20-0.35

RazoávelC0.35-0.50

BomB0.50-0.75

ExcelenteA0.75

DesignaçãoSimboloed/Ed

ed – módulo de elasticidade determinado “in situ”Ed – módulo de elasticidade determinado em laboratório

ALGUNS SISTEMAS RECENTES DE CLASSIFICAÇÃO DE MACIÇOS ROCHOSOS

CLASSIFICAÇÃO DA SIMRPARÂMETROS

1. Caracterização geológica• Classificação petrográfica• Grau de alteração das rochas• Estrutura geológica-dobras, falhas, etc.• Fracturação-características das fracturas, atitude das famílias

de fracturas, etc.

2. Duas características estruturais dos maciços rochosos• Espessura das camadas• Espaçamento entre fracturas

3. Duas características mecânicas• Resistência à compressão simples do material rocha• Ângulo de atrito das fracturas

Ângulo de atrito das fracturas

Baixo

Médio

Elevado

<15º

15º-25º

25º-35º

35º-45º

>45º

Intervalo

A4-5

A1-2

Muito baixoA5

BaixoA4

MédioA3

ElevadoA2

Muito elevadoA1

DesignaçãoSimbolos