Introduo Mecnica Introduo Mecnica das Rochasdas Rochas

MSc. Cristianlia Amazonas da Silva PintoMSc. Cristianlia Amazonas da Silva Pinto

ProfessoraProfessora

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS UFAM FACULDADE DE TECNOLOGIA FTCURSO DE ENGENHARIA DE PETRLEO E GS

Anlise Individual do Problema;Anlise Individual do Problema;

Anlise dos Mecanismos Associados;Anlise dos Mecanismos Associados;

Anlise Global do Problema.Anlise Global do Problema.

Anlise de Deslocamento;Anlise das Estabilidade da Estrutura quanto a

Ruptura.Anlise de Sistemas Corretivos para Macios

Rochosos;Acompanhamento da Construo e Funcionamento

das estruturas

Abordagem/Anlise dos problemas de Engenharia de Rochas (Hudson & Harrison, 2000)

Caractersticas do materialCaractersticas do material Anlise do comportamento rochoso Complexa Estudo das propriedades das rochas.(fsicas, mecnicas, etc)

ROCHA: Material geolgico Slido consolidado; constitudos por minerais Textura grande massa ou em fragmentos Descontinuidade (escala varivel)ultramicroscpica da ordem de 10-8 mm (tomo e rede cristalina)microscpica da ordem de mm (microfissuras, microdobras, unio

entre os gros, etc.)macroscpica da ordem de mm-cm (amostra de mo), como:

estratificao, xistosidade, dobras fraturas, etc.

Escala de trabalho varivel

Rocha como material na Engenharia Rocha como material na Engenharia EngEng P & GP & G

Amostra de calha

Rocha IntactaRocha Intacta Rocha intacta definida na engenharia como

uma rocha que no contm fraturamentosignificativo. No entanto, sua forma controlada por suas caractersticas genticas eeventos geolgicos posteriores podem afetarsuas propriedades mecnicas e alterao domaterial por meio do intemperismo.

(Hudson & Harrison, 2000Hudson & Harrison, 2000)

MassaMassa rochosarochosa semsem descontinuidades,descontinuidades, sobresobreaa qualqual sese verificamverificam propriedadespropriedades dede resistnciaresistnciamecnicamecnica.

Distribuio das Rochas na Crosta Distribuio das Rochas na Crosta TerrestreTerrestre

Rocha gneaRocha gnea Rocha MetamrficaRocha Metamrfica Rocha SedimentarRocha Sedimentar

Tipos de RochasTipos de Rochas

RochaRocha definiodefinioUnidades estruturais da crosta e do mantoConstituda por associao mineralgica.

Constituio do Planeta

Caractersticas Fsicas Caractersticas Qumicas

RochasRochas Minerais

Estruturao Terrestre

LITOSFERALITOSFERAConstituio da CrostaAbundncia de alguns elementos

Minerais Formadores de RochaMinerais Formadores de Rocha

Muitos minerais 2000 minerais 15 minerais Rochas

Principais Grupos:Principais Grupos: Silicatos: Feldspato, Mica, Quartzo, Serpentina,

Dorita, Talco; xidos: Hematita, Magnetita, Limonita; Carbonatos: Calcita, Dolomita; Sulfatos: Anidrita (SO4Ca), gesso (SO4Ca. 2 H2O) Argilo Minerais: Caolinita, Ilita, Montmorilonitas

(CAPUTO, H.P. 2003)

Propriedades Morfolgicas

Hbito Transparncia Cor Brilho DurezaDureza Clivagem Fratura DensidadeDensidade

* Outras Propriedades:* Outras Propriedades:

Magnetismo Efervescncia (reao

a cidos)

Rocha gneaRocha gnea

Granito Gabro Diorito

Riolito Basalto Andesito

Tipos de Rochas gneasTipos de Rochas gneasComposioComposio MineralgicaMineralgica PlutnicasPlutnicas VulcnicasVulcnicas

F.K. + Qz. + Plag. + Biotita Granito Riolito

Plag. + Qz. + F. K. + Biotita / Anfiblio

Granodiorito Dacito

F. K. + Anfiblio Sienito Traquito

Plag. + Anfiblio Diorito Andesito

Plag. + Piroxnio Gabro Basalto

Piroxnio + Olivina Peridotito Picrito

Piroxnio Piroxenito ___

Olivina Dunito ___

Rocha gneaRocha gnea

Bsica

Intermediria

Ultrabsicas

cidas

A gnese da Diversidade de Magma e os tipos de Rochas Magmticas

1 Magma Andestico2 Vulcanismo Andesitico3 - Vulcanismo Basltico4 Magma Andestico a Rioltico

Composio Mineralgica essencialF.K. + Qz. + Plag. + Biotita

Composio Mineralgica essencialPlag. + Piroxnio

Microfotografias em nicis paralelos e nicis cruzados.

BasaltoTextura Afantica

(Consolidao superfcie)

GabroTextura Fanertica

(Consolidao em profundidade)

Famlias de Rochas Magmticas

Incremento da cor escura e densidade

Incremento de slica e cores claras

Forma dos Corpos Intrusivos: Macio ouirregular; Tabular; Cilndrico; Formato decogumelo.

Rochas Sedimentares

Conglomerado Argilito Calcrio

Arenito Folhelho Halita

Sistemas DeposicionaisSistemas Deposicionais

Tipo de Sedimento

Processos Sedimentares

Elementos:Elementos:

TerrgenosTerrgenosQz (35% 50%)Argilominerais (25% 35%)Feldspatos (5% 15%)Micas (0,1% 0,4%)M. acessrios (0,1% 10%)(zirco, turmalina, granada, etc.)Carbonatos ( ~ 1%)Fragmento de rochas (5% 15%)

QumicosQumicosCarbonatosSlicaSulfatosSais

Qz, zirco, turmalina + resistatos Chert (silex) slica microcristalina Muscovita Microclina Ortoclsio Hornblenda, Biotita Piroxnio Olivina

> E> EO

rdem

de

Esta

bilid

ade

Rochas Sedimentares Detrticas Rochas Sedimentares Detrticas (consolidadas)(consolidadas)

Sedimentos Clsticos x Rochas formadas

Folk (1968)

Membros extremos;

T = Rochas Terrgenas A = R. Aloqumicas AI = R. Aloqumicas Impuras O = R. Ortoqumicas OI = R. Ortoqumicas Impuras

Evaporitos

Calcrio

Gipisita

CalcrioDolomito

Rochas Sedimentares de Origem QumicaRochas Sedimentares de Origem Qumica

CARBONATOSCARBONATOS

Carbonatos:

OrtoqumicosOrtoqumicos formado in situ.sem retrabalhamento;

AloqumicosAloqumicos retrabalhamento

Constituintes Aloqumicos formam o arcabouo dasrochas carbonticas.

Tipos: Olitos (oides), Onclitos (oncide),Bioclastos, Pelotilhas, Pelides, Intraclastos, Micrito eEsparito.

Ortoqumicos;Aloqumico

Calcita e aragonita (CaCO3) Dolomita (CaMg(CO3)2)

Rochas Sedimentares de Origem Rochas Sedimentares de Origem Biolgica ou BiognicaBiolgica ou Biognica

Classificao das rochas

sedimentares mais comuns.

Rochas Metamrficas

Mrmore Ardsia Quartizito

Anfibolito Xisto Gnaisse

Rochas Metamrficas

Rochas Metamrficas

Ardsia

Argilito

Calcrio Mrmore

MagmaMrmoreCalcrio

Rochas Metamrficas

Comportamento

Homogneo e Isotrpico

Homogneo e Anisotrpico

No Homogneo e Isotrpico

No Homogneo e Anisotrpico

Meio Ideal = Meio Ideal = Contnuo; Homogneo; Isotrpico; (caract.) Lineares Elsticas

Material Rochoso:

Constitudo por blocos de rocha, delimitadospor descontinuidades existentes no maciorochoso. Apresenta, propriedades fsicas emecnicas, densidade, porosidade, coeso,dureza, resistncia mecnica, mdulo deelasticidade e forma de ruptura.

CARACTERSTICACARACTERSTICA

Homogeneidade ou Heterogeneidade: Rochas e Macios

est relacionadas constncia ou a variaoespacial de suas propriedades mecnicas novolume considerado.

Homogneo

Apresenta propriedadesuniformes em todos ospontos que o constitueme no so funcionalmentedependentes da posio.

*Obs.: *Obs.: Rochas so naturalmente Rochas so naturalmente NO Homogneas NO Homogneas (Heterogneas)(Heterogneas).

PropriedadesNo uniformeNo uniforme

Observao f(x) Escala;

Ex: Rochas

Heterogneo

Isotrpico Apresenta as mesmas

propriedades do materialem qualquer direo eem qualquer ponto.

Anisotrpico Propriedades variam com

a direo.

EXEX:: RochasRochas soso naturalmentenaturalmenteAnisotrpicasAnisotrpicas..

Reagem diferentementea ao das teno in situ,mesmo com propriedadesde resistncia edeformabilidade definidas.

Propriedades MecnicasPropriedades Mecnicas Dependem da orientao dos gro da rocha. Limitao trabalhos de Eng.de Perfurao

Ex: Propriedades MecnicasMdulo de Young (E)Coeficiente de Poisson ()

Obs: As ROCHAS so frequentementeanisotrpicas com propriedades direcionais.

So escalares por assumirem propriedades

isotrpicas.

Tipos de Anisotropia

ProblemasProblemas GeraisGerais::

Propriedades de rochas elsticas anisotrpicas;Resistncia trao de rochas anisotrpicas;Resistncia ao cisalhamento de rochas

anisotrpicas;

Tenses in situ anisotrpicas;Orientao arbitrria entre tenses in situ, furo

de perfurao e plano de acamamento darocha.

Referncias BibliogrficasReferncias BibliogrficasAADNAY, Bernt & LOOYEH, Reza. Mecnica de Rochas Aplicada: Perfurao e Projetos dePoos. Srie Engenharia de Petrleo. Elsevier Campus. 2011. 351 p.

AZEVEDO, I. C. D. & Marques, E. A. G. 2006. Introduo Mecnica das Rochas. CadernoDidtico 85. Editora UFV. 361 p.

CAPUTO, H. P. Mecnica dos Solos e suas aplicaes. Vol. 2. 6. Ed. Ed. Livros Tc. eCientficos. 2003.

LEINZ, V. & AMARAL, S. E. Geologia Geral. Editora Nacional. So Paulo SP. 11 Edio. 399pp. 1989.

POPP, J. H. Geologia Geral. LTC Livros Tcnicos e Cientficos. 4 Ed. 299 pp. 1988.

ROCHA, L. A. S.; AZEVEDO, C. T. Projeto de poos de petrleo: Geopresses eassentamento de colunas de revestimento. 2. Ed. Intercincia PETROBRAS, RJ. 2009.

SUGUIO, K. Geologia Sedimentar. So Paulo: editora Edgard Blcher Ltda, 2003. 400p.

TEIXEIRA, W; TOLEDO, M. C. M; FAIRCHILD, T. R & TAIOLI, F. Decifrando a Terra. Oficina deTextos. Universidade de So Paulo. 557 pp. 2000.

WYLLIE, P. J. A Terra: Nova Geologia Global. Fundao Calauste Gulbenkian. 2 Ed. 375 pp.

1988.