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NOTAS DE AULA 1° SEMANA
A – RESUMO D - Mineralogia;
- Petrografia;
- Sedimentolog
- Formação do
- Geomorfolog
- Mapas e Estru
- Métodos de I
- Geologia e M
- Materiais Nat
B – BIBLIOGRA
- GEOLOGIA
Viktor Leinz
Companhia E
- GEOLOGIA
José Henriqu
Livros Técnic
- GEOLOGIA
José Carlos R
Editora Mc G
FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS, AMBIENTAIS E DE TECNOLOGIAS
GEOLOGIA Prof. DOUGLAS CONSTÂNCIO Téc. MIRIAN PATRICIA ZATTA
O PROGRAMA
ia;
solo;
ia;
turas (Perfis);
nvestigação do Subsolo;
eio Ambiente;
urais de Construção.
FIA (Básica)
GERAL
e Sérgio Estanislau do Amaral
ditora Nacional.
GERAL
e Popp
os e Científicos.
PARA ENGENHEIROS CIVIS
odrigues
raw – Hill do Brasil Ltda.
1
NOTAS DE AULA 1° SEMANA
- GEOLOGIA APLICADA A ENGENHARIA
Nivaldo José Chiossi
Grêmio Politécnico.
- GEOLOGIA ESTRUTURAL APLICADA
Yociteru Hasui e José Augusto Mioto
ABGE –Votorantim.
- MANUAL DE MINERALOGIA
Cornelius S. Hurlbut Jr.
Livros Técnicos e Científicos Editora.
- CURSO PRÁTICO DE GEOLOGIA GERAL
Antenor Braga Paraguassu, Nilson Gandolfi e Paulo M. B. Landin
USP – São Carlos.
- GLOSSÁRIO GEOLÓGICO
Viktor Leinz e Othon Henry Leonardos
Companhia Editora Nacional
- DICIONÁRIO GEOLÓGICO – GEOMORFOLÓGICO
Antonio Teixeira Guerra
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística.
C – BIBLIOGRAFIA (Complementar)
- PROSPECÇÃO GEOTÉCNICA DO SUBSOLO
Maria José C. Porto A. de Lima
Livros Técnicos e Científicos Editora S/A.
- GLOSSÁRIO DE TERMOS TÉCNICOS DE GEOLOGIA DE ENGENHARIA
Antonio Antenor Tognon
ABGE.
2
NOTAS DE AULA 1° SEMANA
- NORMAS TÉCNICAS DA ABNT- NORMAS TÉCNICAS DA ABNT E DA ABGE.
D – DIVISÃO DA GEOLOGIA
a) Geologia Teórica ou Natural;
b) Geologia Aplicada (Geotecnia ou Geologia de Engenharia).
Obs. Para Engenharia: FÍSICA + APLICADA
BÁSICO + GEOTECNIA
E – DEFINIÇÃO
GEOLOGIA é o estudo da Terra, sua origem, transformações, através da análise das rochas.
GEO – TERRA (Geologia aplicada a Engenharia Geotécnica)
LOGIA – ESTUDO (Engenharia Geotécnica)
F – DIVISÃO DA TERRA
Crosta ou litosferaManto
Núcleo
3
NOTAS DE AULA 1° SEMANA
3.300 km
2.900 km
60 km
Núcleo
Manto
Crosta ou Litosfera
G – CONSTITUIÇÃO DA TERRA
a) Crosta ou Litosfera:
- constituída pelo SIMA (silício + magnésio) e pelo SIAL (silício + alumínio); ínio);
- temperatura: 800° a 1000° C - temperatura: 800° a 1000° C
b) Manto: b) Manto:
- constituído de sulfetos e óxidos de ferro e magnésio; - constituído de sulfetos e óxidos de ferro e magnésio;
- temperatura: 2000° C - temperatura: 2000° C
c) Núcleo: c) Núcleo:
- constituído de níquel (Ni) e ferro (Fe); - constituído de níquel (Ni) e ferro (Fe);
- temperatura: 4000° C - temperatura: 4000° C
H – GRAU GEOTÉRMICO H – GRAU GEOTÉRMICO
A cada 30 m de profundidade na Crosta Terrestre a temperatura aumenta em 1° C em
relação a Atmosfera.
A cada 30 m de profundidade na Crosta Terrestre a temperatura aumenta em 1° C em
relação a Atmosfera.
4
NOTAS DE AULA 1° SEMANA
I – CAMADA GEOLÓGICA I – CAMADA GEOLÓGICA
Representa uma unidade Litológica da Crosta ou Litosfera. Representa uma unidade Litológica da Crosta ou Litosfera.
....................................................
......................................................______________________________________________________________________________________________________________________
................................................................................................................
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
A
B
C
J – COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CROSTA TERRESTRE (%) J – COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CROSTA TERRESTRE (%)
Segundo Clark: Segundo Clark:
ELEMENTO ELEMENTO PESO PESO VOLUME VOLUME
O 46,6 91,77
Si 27,7 0,80
Al 8,1 0,76
Fe 5,0 0,68
Ca 3,6 1,48
Na 2,8 1,60
K 2,6 2,14
Mg 2,1 0,56
Total 95,5 % 99,79 %
5
NOTAS DE AULA 1° SEMANA
K – MATERIAIS FORMADORES DA CROSTA TERRESTRE
Principais:
1) Minerais
2) Rocha
2.1) Rocha Ígnea ou Magmática
2.2) Rocha Sedimentar
2.3) Rocha Metamórfica
3) Solo
3.1) Solo Residual
3.2) Solo Transportado
4) Material em estado Amorfo
5) Mineralóide
6) Minério.
1-MINERAL
É um elemento químico ou uma combinação química formado por um processo
inorgânico natural o qual possui uma estrutura cristalina, ou seja, tridimensional ordenada,
portanto sua estrutura possui uma forma geométrica definida.
Ex.: quartzo, feldspato, mica, calcita
Obs. Todo mineral pode apresentar a sua estrutura molecular possível de observar a olho nú,
quando isto ocorre denominamos de Cristal.
6
NOTAS DE AULA 1° SEMANA
2-ROCHA
É o agrupamento de um ou mais tipos de minerais. Podem ser classificadas quanto a:
2.1 Presença de minerais:
- Uniminerálicas: formadas por um só tipo de mineral.
Ex.: calcário, mármore
- Pluriminerálicas: formadas por 2 ou mais tipos de minerais.
Ex.: granito, gnaisse
2.2 A origem:
- Rochas ígneas ou magmáticas: formada pelo resfriamento do magma (lava de vulcão) em
contato com a atmosfera (água ou ar) ou no interior da crosta terrestre.
Ex.: basalto, diabásio, granito
- Rochas sedimentares: formadas pelo acúmulo de solo, matéria orgânica ou pela
precipitação de substâncias químicas em bacias de sedimentação.
Ex.: arenito, siltito, argilito, gipsita, coquina, folhelho
- Rochas metamórficas: são originadas de rochas pré-existentes que sofreram a ação dos
agentes do metamorfismo (altas pressões e altas temperaturas) ocorrendo uma alteração
em sua estrutura e composição mineralógica.
Ex.: gnaisse, mármore
3-SOLO
É o resultado final da decomposição de rochas ou dos minerais pela ação dos agentes
do intemperismo. Estão divididos em 2 grupos básicos:
- Solo residual: é o material que se decompõe e permanece no mesmo local onde sofreu sua
decomposição.
7
NOTAS DE AULA 1° SEMANA
- Solo transportado: é o material intemperizado que sofreu um transporte natural pela ação
dos agentes geológicos.
Ex.: solo de aluvião ou aluvionar, solo de coluvião ou coluvionar, solo de talus, solo glacial,
solo eólico.
Obs. Também temos o solo orgânico que é constituído por matéria orgânica,
fundamentalmente vegetal.
4-MATERIAL EM ESTADO AMORFO
É um elemento químico ou uma combinação química, formada por um processo
inorgânico natural, mas não possui uma estrutura tridimensional ordenada cristalina.
Ex.: ágatas, sílex, calcedôneas.
5-MINERALÓIDE
É um elemento químico ou uma combinação química, formada por um processo
orgânico natural.
Ex.: petróleo, âmbar, pedra no rim
6-MINÉRIO
É todo o material (mineral, rocha ou solo) que tenha um aproveitamento industrial ou
comercial. Portanto:
SOLO + ROCHA + MINERAL = MATERIAL NATURAL DE CONSTRUÇÃO
Obs.
É verdade que experiência em Geologia (Geotecnia) não se transfere, mesmo que se
queira, mas adquire-se na vida prática pela vivência.
Também é importante se ter bons mestres, como tudo na vida.
8
NOTAS DE AULA 2° SEMANA
1-DEFINIÇÃO
Mineralogia: é a
Mineral: é um e
inorgânico natur
estrutura tridimen
Cristal: é quando
2-ORIGEM
– Resfriamento
– Resfriamento
– Evaporação d
– Reações entre
3-IDENTIFICAÇ
- Cristalografia
- Microscopia
- Análise quím
- Propriedades
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS, AMBIENTAIS E DE TECNOLOGIAS FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL
GEOLOGIA Prof. DOUGLAS CONSTÂNCIO Téc. MIRIAN PATRICIA ZATTA
MINERAIS (MINERALOGIA)
ciência que estuda os minerais.
lemento químico ou uma combinação química, formado por um processo
al, com fórmula química definida e possui estrutura cristalina, ou seja,
sional ordenada.
o mineral apresenta externamente sua estrutura molecular.
do magma (lava de vulcão);
de soluções ou gases magmáticos;
e soluções salinas;
substâncias.
ÃO
por difração de raio X;
cristalográfica;
ica;
(físicas e químicas).
9
NOTAS DE AULA 2° SEMANA
4-PROPRIEDADES FÍSICAS (possíveis de identificação a olho nú)
- Clivagem;
- Fratura;
- Dureza;
- Escala de Mohs (relativa):
- 1 talco
- 2 gipso
- 3 calcita
- 4 fluorita
- 5 apatita
- 6 ortoclásio
- 7 quartzo
- 8 topázio
- 9 corindon (água marinha, safira, rubi)
- 10 diamante
- Tenacidade;
- Peso específico ou Densidade relativa;
- Propriedades que dependem da luz (brilho, traço, cor);
- Magnetismo.
5-PROPRIEDADES QUÍMICAS
Dissolução dos calcários (carbonatos de cálcio) por ácidos (ácido clorídrico).
Ex.:
CaCO3 + HCl = CaCl2 + H2O + CO2
10
NOTAS DE AULA 2° SEMANA
6-ALGUNS DOS PRINCIPAIS MINERAIS
- Quartzo (SiO2);
- Feldspato (ortoclásio ou plagioclásio);
- Mica (muscovita ou biotita);
- Calcita (CaCO3);
- Hematita ( minério de ferro);
- Pirita (minério de ferro);
- Talco (pedra sabão);
- Gipso;
- Barita.
7-ESCALA PRÁTICA PARA DETERMINAÇÃO DA DUREZA
Unha – 2,5
Moeda – 3,0 DUREZA Baixa – 1 à 2 Média – 3 à 5 Alta – 6 à 10
Canivete – 5,0
Vidro – 5,5
Porcelana – 6,0
Quartzo – 7,0
11
3° SEMANA
1-DEFINIÇÃO
È o agrup a) Uniminerálic
Ex.: mármore
b) Plurimineráli
Ex.: granito (
2-TIPOS DE RO
2.1 Rochas Ígnea
- É o material
ar);
- O magma (la
da crosta a al
- C
- C
2.1.1 Tipos de m
- M
concentração de S
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS, AMBIENTAIS E DE TECNOLOGIAS
FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL GEOLOGIA
Prof. DOUGLAS CONSTÂNCIO Téc. MIRIAN PATRICIA ZATTA
ROCHAS (PETROGRAFIA)
amento de um ou mais tipo de mineral. As rochas podem ser:
as: formadas por um só tipo de mineral;
(calcita)
cas: formadas por dois ou mais tipos de minerais.
quartzo, feldspato e mica)
CHAS
s ou Magmáticas (Primárias)
resultante do resfriamento do magma em contato com a atmosfera (água ou
va de vulcão) é o material de característica plasto-viscosa, que ocorre abaixo
tas temperaturas, composto por:
omponentes voláteis: H2O, CO2, Co, N2, H2, SO3;
omponentes não voláteis: O, Si, Fe, Mg.
agma:
agma básico (superfície): maior concentração de Fe, Mg e uma menor
iO2;
12
3° SEMANA
- Magma ácido (profundidade): maior concentração de Al, Na, K, e de SiO2.
2.2 Tectônica de Placas ou Teoria das Placas
2.2.1 Conseqüências do movimento das Placas:
- Vulcanismo: podemos definir como a subida do magma (lava) até a superfície da crosta;
- Plutonismo: é o magma (lava) que não consegue ser expelida (lançada na superfície) e
resfria-se no interior da crosta.
2.3 Classificação quanto à Gênese ou Origem
2.3.1 Rochas Extrusivas ou Vulcânicas
É o magma que sofre o seu resfriamento em contato com o ar ou água, na superfície da
crosta.
13
3° SEMANA
Ex.: Basalto:
- resfriamento rápido;
- minerais de tamanho microscópio;
- Rc = 800 kgf/cm2 (resistência à compressão simples)
- Cor escura (preta).
2.3.2 Rochas Hipo-abissais
É o magma que sofre o seu resfriamento no interior da crosta em profundidades
intermediárias (+/- 50 m).
Ex.: Diabásio
- resfriamento lento;
- minerais de pequeno tamanho, mas possíveis de observar a olho nú.
- Rc = 1200 à 1700 kgf/cm2 (resistência à compressão simples)
- cor cinza escura.
2.3.3 Rochas Intrusivas ou Plutônicas
É o magma que sofre o seu resfriamento a grandes profundidades (+/- 300 m).
Ex.: Granito
- resfriamento muito lento;
- minerais bem desenvolvidos;
- Rc = 2500 kgf/cm2 (resistência à compressão simples)
- cor clara.
Obs.
Quanto mais lento e profundo for o resfriamento do magma, mais desenvolvido será os
minerais que a constitui, consequentemente, maior a resistência à esforços mecânicos de
compressão a rocha terá.
2.4 Modos de ocorrência do Magma na Crosta
- derrame;
- sill;
- dique;
- batolito (stokes).
14
3° SEMANA
Observação:
↑_________________________________________________________
BASALTO VESICULAR (ÁGUA) BASALTO COLUNAR OU PRETO (AR)
SUPERFÍCIE Superfície da Crosta
Interior da Crosta
↓ INTERIOR
Obs. As rochas mai
- basalto colunar;
- diabásio;
- granito.
DIABÁSIO GRANITO PEGMATITO
s utilizadas como Brita dentro da Engenharia Civil são:
15
4° SEMANA
1-DEFINIÇÃO
È o estág
rocha pré-existen
2-INTEMPERISM É um conde rochas e mine 3-AGENTES DE São divid a) Físicos - variação de te- congelamento- cristalização - ação física do b) Químicos - hidrólise; - hidratação; - oxidação; - carbonatação- ação química
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GEOLOGIA Prof. DOUGLAS CONSTÂNCIO Téc. MIRIAN PATRICIA ZATTA
ROCHAS SEDIMENTARES
io final de um conjunto de processos naturais que vão da decomposição da
te até o seu transporte e sedimentação.
O
junto de processos naturais que ocasiona a desintegração e a decomposição rais por ação dos agentes atmosféricos e biológicos.
INTEMPERISMO
idos em 2 grupos:
mperatura; da água;
dos sais; s vegetais.
; dos organismos e das matéri
as orgânicas.
17
4° SEMANA
4-FATORES QUE INFLUENCIAM NO INTEMPERISMO - Clima; - Topografia; - Tipo de rocha; - Vegetação (capeamento natural). 5-HORIZONTES DE INTEMPERISMO São as fases de transformação que uma rocha ou material pré-existente sofre quando submetido aos efeitos dos agentes do Intemperismo. ______________________________________
- Restos vegetais ______________________________________
SOLO ORGÂNICO
- Resíduos sendo possível observar os fragmentos de quartzo
______________________________________
SOLO RESIDUAL
______________________________________
SOLO SAPROLÍTICO
SAPROLITO
______________________________________ ______________________________________
ROCHA ALTERADA
______________________________________
ROCHA SÃ
6-CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS SEDIMEN - Origem química; - Origem mecânica; - Origem orgânica.
- Solo de rocha podre, com vestígios da estrutura da rocha
- Rocha podre, que conserva as características da rocha original, porém desagregável.
- Rocha intensamente fraturada (no regime de fadiga)
- Com suas características inalteradas
TARES
18
4° SEMANA
6.1-Origem Mecânica (clástica) Consiste na lenta compactação dos extratos de sedimentos que tende a comprimir os grãos, produzindo embricamento (união de grãos ou formação de uma estrutura) dos mesmos e agregação.
Deposição
Rocha Sã ou Pré-existente
- Litificaçã
- Compact
- Cimentaç
Intemperismoou
Meteorização
→ Solo Residual
o: deposição em camadas
ação: compactação lenta e
ão: cimento natural que pr
Ação dos agentes geológicos (água
de rios, vento, gelo, chuva)
→ → Solo
Transportado
Sedimento
--Co
C ↓
ou estágios superpostos.
natural pelo peso próprio das partícu
Extratos ou C
oporciona coesão (colagem) à futura
Cimento natural
Diagnese:Litificação;mpactação;imentação
Rocha Sedimentar
Extratos ou Camadaslas (solo).
amadas
rocha.
19
4° SEMANA
Ex.:
- Conglomerado: partículas >2,0 mm;
- Arenito: partículas entre 2,00 à 0,062 mm;
- Siltito: partículas entre 0,062 à 0,002 mm;
- Argilito: partículas < 0,002 mm;
- Varvito de Itu;
- Siltito Argiloso.
6.2-Origem Química
Rochas inorgânicas que se formam através da precipitação de soluções químicas em
bacias de sedimentação.
ANTES:
Materiais em suspensão: sais dissolvidos
Bacia
N.A.
DEPOIS:
Água evapora
Água infiltra
Rocha Sedimentar
20
4° SEMANA
Ex.:
- Calcáreo;
- Gipsita.
6.3-Origem Orgânica
Acúmulo de animais, vegetais, ou seja, matéria orgânica de natureza diversa, que
encontram condições favoráveis de formação, tais como, pântano, fundo do mar ou rios, onde
se acumulam.
Depositam
Ex.:
- Folhelho Betuminoso (restos vegetais);
- Coquina (restos de concha).
7-ROCHAS SEDIMENTARES DE APLICAÇÃ
- Arenito (calçamento) Rc= 250 kgf/cm
- Varvito de Itú (piso de piscina, revestimento
- Calcáreo (fábrica de cimento);
- Gipsita (gesso, cimento Portland).
Fundo do Pântano
O NA ENGEN
2;
interno);
Matéria orgânicamorrem
Formam a RochaSedimentar
HARIA
21
5° SEMANA
1-DEFINIÇÃO
São aque
elevadas tempera
Ex.:
Arenito (Sedimen Cálcáreo (Sedime Granito (Magmát 2-METAMORFI São fenô
composição mine
Metam
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GEOLOGIA Prof. DOUGLAS CONSTÂNCIO Téc. MIRIAN PATRICIA ZATTA
ROCHAS METAMÓRFICAS
las originadas de outras rochas que sofreram a ação de altas pressões e
turas, ou tiveram contato com gases e líquidos magmáticos.
tar) Quartzito (Metamórfica);
ntar) Mármore (Metamórfica);
ica) Gnaisse (Metamórfica)
SMO
menos naturais que provocam alteração na estrutura, como também na
ralógica da rocha original (magmática e sedimentar).
Metamorfismo
Esmagamento
orfismo
22
5° SEMANA
3-TIPOS DE METAMORFISMO
a) Cataclástico: ação de altas pressões dirigidas que provocam mudanças na estrutura da
rocha original;
Ex.: Cataclasito, Milonito.
b) Termal (Contato): ação de altas temperaturas (transferência de calor de massas
magmáticas) que provocam mudanças na composição da rocha original (recristalização).
Ex.: Mármore
r
Magm
c) Dinamotermal: ação de altas pressões + pres
estrutura e na composição mineralógica da roch
Ex.: Itacolomito, Itabirito, Xisto, Filito, Ardósi
Sedimento ou Rocha Sedimenta
Transferência de calor forma a nova rocha Metamórfica
Metamorfismo de Contato
a
sões dirigidas que provocam alterações na
a original.
a.
23
5° SEMANA
d) Plutônico: ação de altas temperaturas + pressões confinantes (hidrostática) que provocam
alterações na estrutura e na composição mineralógica da rocha original.
Ex.: Granulito, Eclogito.
4-ROCHAS MAIS EMPREGADAS NA ENGENHARIA CIVIL
- Gnaisse: brita, fachada de residência;
- Ardósia: piso, fachada (revestimento externo e interno);
- Itacolomito (pedra mineira): piso, fachada;
- Mármore: piso, revestimento (externo e interno), lajes polidas (pia).
24
6° SEMANA
1-SOLO RESIDU
É o resíd
quando a rocha o
Ex.:
- Basalto
- Calcário
- Granito
2-SOLO TRANS
É o mater
orgânica, pela aç
Bacias de Sedime
2.1- Tipos de Sol
a) Solo de aluvi
um rio em é
marginais. Q
transportado
Ex.: Transporte d
- Solução: íons
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FORMAÇÃO DO SOLO
AL
uo final da decomposição da rocha, ficando somente vestígio de quartzo
possui em sua constituição.
decomposição Terra roxa (argila vermelha);
decomposição Argila branca, cinza, clara;
decomposição Areia fina silte argilosa micácea
PORTADO
ial proveniente do transporte de solo residual + solo saprolítico + matéria
ão dos agentes geológicos ou agente de dinâmica interna (transporte), para as
ntos.
os Transportados
ão ou aluvionar: é o material depositado pela ação do transporte de água de
pocas de cheias, onde o volume de água aumenta, atingindo as baixadas
uando o mesmo retorna a sua normal, provoca a deposição do material
(sólido).
e partículas:
de sódio, cálcio, fosfato;
26
6° SEMANA
- Suspensão: partículas finas;
- Rolamento: partículas maiores no fundo do leito (areia até 0,2 mm);
- Saltação: bate no fundo e salta (assim sucessivamente);
Ex.: seixos rolado.
ROCHA SÃ SOLO RESIDUAL SOLO TRANSPORTADO
Intemperismo Agentes Geológicos
ANTES
CHUVA DURANTE
Partículas em transporte
N A
Baixada ou Marginais
N A
CHUVA DEPOIS
CHUVA
Vento
b) Solo Eólico: parte de camadas de alta pressão para as camadas de baixa pressão. A ação
do vento provoca erosão e transporte de partículas e quando se dá a diminuição de
velocidade temos o depósito do material.
27
6° SEMANA
Em resumo:
Erosão Corrosão;
Transporte Suspensão, rolamento, saltação;
Deposição Depósitos eólicos;
Depósitos
Deposição
Vento
Solo eólico
Ex.:
- Areia do deserto conseqüência do desgaste de paredões rochosos;
- Dunas são depósitos de material de granulação uniforme (areia);
- Locais no Brasil Cabo Frio, Lagoa dos Patos, Lagoa de Abaeré, Vila Velha.
c) Solo Glacial: as geleiras tem poder de erosão e transporte muito maior que dos rios e,
consequentemente, maior deposição. Os materiais de locais de antigas geleiras vem sendo
transportado durante a ação do degelo e funciona como uma lixa que vai raspando os
materiais (intemperizando-os) em regiões topograficamente bem caracterizadas. Portanto,
das regiões mais altas , grandes blocos desagregam-se e descem para regiões mais baixas.
O gelo se liqüefaz e forma depósitos glaciais, os quais são constituídos por materiais mais
resistentes, não ocorrendo o intemperismo químico.
Ex.:
- Varvito de Itú ou Siltito argiloso (depósito glacial mais famoso do Brasil)
28
6° SEMANA
Material intemperizado + Blocos de rocha
Degelo
Pé de elevação
Solo glacial
O solo de aluvião pode também se formar nos momentos em que o curso do rio sofre
diminuição de velocidade, ou seja, em seus meandros.
Erosão
Depósito
Solo de aluvião
Erosão
Depósito
d) Solo Coluvial (Creeping): solo residual que escorrega lentamente na proporção de 1 à 3
cm de espessura ao ano. Seu transporte se dá em regiões altas para as baixas pela ação da
gravidade.
Ex.: Serra do Mar.
29
6° SEMANA
Solo residual ou intemperizado
Elevação Transporte lento
Solo coluvial
Pé de elevação
e) Solo de Talus: material intemperizado + blocos de rocha que sofrem um transporte rápido
( desmoronamento) das regiões altas para as baixas.
Ex.: Curva da Onça (Rodovia Anchieta)
Transporte rápido
(desmoronamento)
Material extremamente heteregêneo
Talus
Obs. Ação geológica dos organismos
f) Carvão: originam-se de vegetação continental (matéria orgânica) que sujeita a processos
químicos vai transformando a celulose em carvão, através da perda progressiva de
oxigênio e hidrogênio e a crescente concentração de carbono.
30
6° SEMANA
MATÉRIA ORGÂNICA Celulose CARVÃO
Turfa
Linhito
Uma espécie de argila orgânica que não dá suporte para fundações.
3- CLASSIFICAÇÃO DO SOLO QUANTO A GRANULOMETRIA
- Pedregulho ou Cascalho: > 2,00 mm;
- Areia (fina, média ou grossa): 2,00 a 0,062 mm;
- Silte: 0,062 à 0,002 mm;
- Argila: < 0,002 mm.
4- CLASSIFICAÇÃO DO SOLO PARA TERRAPLANAGEM
- Material de primeira;
- Material de segunda;
- Material de terceira.
31
7° SEMANA
1-DEFINIÇÃO1-DEFINIÇÃO
2-APLICAÇÃO
- Barramento d
- Canais (rip-ra
- Gabiões;
- Base de rodov
- Revestimento
- Agregado gra
3-APLICAÇÕE
- Argilas: cerâm
- Areias: agreg
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GEOLOGIA Prof. DOUGLAS CONSTÂNCIO Téc. MIRIAN PATRICIA ZATTA
MATERIAIS NATURAIS DE CONSTRUÇÃO MATERIAIS NATURAIS DE CONSTRUÇÃO
ROCHA SOLO
Decomposição
DAS ROCHAS (Geologia)
e rios (enrocamento);
p);
ias e ferrovias;
, piso, lajes polidas;
údo (brita).
S DOS SOLOS (Mecânica dos Solos e Materiais de Construção)
ica, aterro, cortinas de vedação;
ado miúdo, asfalto,
32
7° SEMANA
4-JAZIDAS (Pedreiras)4-JAZIDAS (Pedreiras)
Para a exploração de uma pedreira ou um depósito de argila ou areia ou até cascalhos,
estes dependem de 3 fatores básicos:
- Qualidade do material;
- Volume de material útil;
- Transporte.
Obs. Meio Ambiente.......
4.1-Qualidade do Material
Está relacionado com a finalidade, ou seja, a sua utilização (propriedades geológicas,
físicas e mecânicas).
4.1.1-Propriedades Geológicas
- Grau de alteração dos minerais;
- Textura e estrutura;
- Propriedades químicas;
- Reatividade com cimento (alto teor de sílica);
- Ciclagem (ação ao Intemperismo).
Ex.: Composição mineralógica:
- Peso específico:
- granito 2,6 t/m3
- basalto 2,9 t/m3
- hematita 6,5 t/m3
4.1.2-Propriedades Físicas (Propriedades índices)
- Peso específico aparente seco;
33
7° SEMANA
- Peso específico aparente saturado;
- Peso específico natural;
- Absorção de água;
- Porosidade aparente;
- Umidade natural;
- Grau de saturação.
4.1.3 Propriedades Mecânicas
- Resistência à compressão simples ou uniaxial (kgf/cm2);
- Resistência à compressão puntiforme (kgf/cm2);
- Resistência à tração ou compressão diametral (kgf/cm2);
Obs. Ainda temos mais 2 propriedades que são verificadas: dilatação térmica e a
resistência ao choque.
4.2-Volume do Material
Deve-se ter um volume maior ou igual para uma exploração de no mínimo 50 anos e a
área explorada deverá ser reconstituída quanto a degradação ambiental.
- Mapeamento superficial Levantamento topográfico;
- Sondagem (perfuração) Percussão (solo); Rotativa (rocha);
- Cubagem = vida útil de 50 anos.
4.3-Transporte
É de fundamental importância a localização geográfica da jazida, uma vez que, se as
distâncias do depósito até os centros consumidores for considerável, este material se torna
anti-econômico.
34
7° SEMANA
5-PROPRIEDADES MECÂNICAS 5-PROPRIEDADES MECÂNICAS
5.1 Resistência à Compressão Simples ou Uniaxial
Utilizamos corpos de prova cilíndricos ou testemunhos de sondagens rotativa (C.P.).
CP
l
l = comprimento
l/d = 2,5 = +/- 10%
d = diâmetro
d
P
Prato da prensa
CP
RC = kgf / cm2
P
RC = Carga de Ruptura (P) Área do CP (π . d2 / 4)
35
7° SEMANA
5.2-Resistência à Compressão Puntiforme 5.2-Resistência à Compressão Puntiforme
d d
Amostra irregular Amostra irregular
Macaco hidráulico Macaco hidráulico
Ma Ma
P - fixo Esfera de aço - ∅ 1,00 cm
P - móvel
d
Manômetro
Is = PIs = P
d2
onde:
d = distância entre as esferas;
Is = índice de resistência à compressão puntiforme;
P = carga de ruptura;
Obs. Quando for utilizado corpo de prova cilíndrico, devemos considerar:
- l/d = 1,1 +/- 5% (quando ensaiado ao longo do comprimento);
- l/d ≥ 1,4 (quando ensaiado ao longo do diâmetro).
36
7° SEMANA
5.3-Resistência à Compressão Diametral (Resistência à tração – Ensaio Lobo Carneiro) 5.3-Resistência à Compressão Diametral (Resistência à tração – Ensaio Lobo Carneiro)
P P
Prato da prensa Prato da prensa
D Corpo de prova cilíndrico D Corpo de prova cilíndrico
l/d ≥ 1,4 l/d ≥ 1,4 P P
l l
Rt = 2 x PRt = 2 x P
π x d x l onde:
- P = carga de ruptura;
- d = diâmetro;
- l = comprimento.
Obs. Para avaliar o valor aproximado da resistência à compressão simples (Rc), podemos
utilizar a relação desenvolvida pelo IPT:
Rc = 16 x Is
Onde:
- Is = índice de resistência a compressão puntiforme
37
7° SEMANA
6-PROPRIEDADES (Índices físicos)6-PROPRIEDADES (Índices físicos)
São tomadas 6 amostras de rocha (∅ 2 a 3”) aparente no campo em seu estado natural
para determinação:
- Peso D: fragmento pesado em seu estado natural (PESO NATURAL);
- Peso A: fragmento após secagem em estufa com temperatura de 100 a 110° C por um
período mínimo de 24 h (PESO SECO);
- Peso B: fragmento após imersão em água por um período mínimo de 48 h (PESO
SATURADO);
- Peso C: peso submerso em água após saturação de 48 hs., utilizando a balança hidrostática
(PESO IMERSO)
Com os valores acima obtemos as propriedades índices ou os índices físicos das
rochas que estão abaixo calculados:
a) Peso Específico Aparente Seco (γs):
lVolumeTotaidosPesodosSóls =γ 3cm
gCB
As−
=γ
b) Peso Específico Aparente Saturado (γsat):
)( 3cmg
CBBsat−
=γ
c) Peso Específico Aparente Natural (γnat):
)( 3cmg
CBDnat−
=γ
d) Porosidade Aparente (n):
38
7° SEMANA
100⋅=lVolumeTota
ziosVolumedeVan (%)100⋅−−
=CBABn
e) Absorção de Água (ab);
100⋅=idosPesodosSól
absorvidaPesodeáguaab (%)100⋅−
=A
ABab
39
7° SEMANA
EXERCÍCIOS DE GEOLOGIA
1- Duas amostras de rocha do tipo Basalto foram submetidas a um ensaio de resistência à
compressão simples, como mostra tabela abaixo:
CP DIÂMETRO (cm) COMPRIMENTO
(cm)
CARGA DE
RUPTURA (kgf)
01 3,0 8,2 12500
02 2,5 6,8 13100
Pede-se: calcular a resistência à compressão simples para as amostras que satisfazerem a
relação comprimento/diâmetro.
2- Três amostras irregulares de rocha do tipo Granito foram ensaiadas à compressão
puntiforme, como mostra a tabela abaixo:
AMOSTRA d (cm)
CARGA DE
RUPTURA (kgf)
01 4,2 1280
02 4,8 1250
03 5,1 1230
Pede-se:
a) calcular a resistência à compressão puntiforme;
b) calcular o valor aproximado da resistência à compressão simples.
d = distância entre as esferas
utilizar a relação: Rc = 16 x Is, onde:
-Rc = resistência à compressão simples;
-Is = índice de resistência à compressão puntiforme.
40
7° SEMANA
3- Duas amostras de rocha foram ensaiadas à resistência à compressão diametral como
mostra o quadro abaixo:
CP DIÂMETRO (cm) COMPRIMENTO
(cm)
CARGA DE
RUPTURA (kgf)
01 3,0 8,2 6580
02 2,5 6,8 5750
Pede-se: calcular a resistência à compressão diametral para as amostras que satisfazem a
relação comprimento/diâmetro.
4- Cinco amostras de uma mesma rocha foram pesadas conforme a tabela abaixo:
CP PESO SECO
(g)
PESO SATURADO
(g)
PESO SUBMERSO
(gf)
01 287,0 299,6 197,5
02 269,3 272,4 179,2
03 263,9 266,4 175,3
04 238,6 241,1 158,3
05 330,0 333,5 219,2
Sabendo-se:
- absorção de água é a relação entre o peso da água absorvida e o peso dos sólidos;
- porosidade aparente é a relação entre o peso de água absorvida e o volume da amostra;
- o peso específico aparente seco é a relação entre o peso dos sólidos e o volume da
amostra.
Pede-se: calcular os valores destas propriedades para cada uma das amostras.
41
8ªsemana
MAPEAMENTOS E PERFIS GEOLÓGICOS
1.MAPAS São levantamentos plani-altimétricos topográficos os quais são constituídos por: a) Escala reduzida b) Indicação do norte c) Data do levantamento d) Linhas limites ou de contorno e) Aspectos de interesse (estradas, rodovias, ferrovias, etc.) onde representamos o
relevo, ou seja, as feições morfológicas da crosta. Exemplo:
2.ESCALAS As medidas efetuadas no terreno, para serem colocadas no mapa, sofrem uma redução aritmética, onde é denominada “Escala do Mapa”. A escala pode ser representada numericamente ou graficamente. No primeiro caso, a representação é feita por uma fração, como por exemplo: 1/50.000. Isto indica que uma distância entre dois pontos quaisquer, medidos no mapa, é 1/50.000 da distância real entre dois pontos do terreno que lhes são correspondentes nas escalas gráficas. A relação das distâncias estão reduzidas proporcionalmente em um segmento de reta que serve como padrão. 3.REPRESENTAÇÃO GRÁFICA a)Tipos de mapeamentos GEOLÓGICO: são aqueles onde se encontram assinalados, por intermédio de legendas, não só diferentes corpos rochosos existentes numa determinada região, como também suas estruturas geológicas. É elaborado a partir de um mapa topográfico, onde são colocados os limites (linhas de contato) das diferentes litologias e suas estruturas, utilizando-se para isso símbolos gráficos ou cores diversas.
8ªsemana
PEDOLÓGICO: neste tipo de mapeamento só levamos em consideração a camada superficial da crosta, ou seja, o solo e seus horizontes b)Símbolos geológicos comuns (alguns exemplos);
4.Tabela de Tempo Geológico:
8ªsemana
Eon Era Período Época Idade Duração (106 anos)
Anos Atrás (106 anos)
Holoceno 0,011 Quaternário
Pleistoceno 2 2 Plioceno 11 13 Mioceno 12 25
Oligoceno 11 36
Eoceno 22 58
Cenozóico Terciário
Paleoceno
5 63 Cretáceo 72 135 Jurássico 45 180 Mesozóico Triássico
50 230 Permiano 50 280
Carbonífero 60 340 Devoniano 60 400 Siluriano 30 430
Ordoviciano 70 500
Paleozóico
Cambriano
70 570 Superior 750 750 Médio 1150 1150
Eon
Geo
lógi
co
Pré Cambriano
Inferior
2000 4500 Fronteira
Eon
Cós
mic
o
8ªsemana
8ªsemana
8ªsemana
Período Grupo Formação LitologiaEspessuras Usuais no E.S.P
Q Várzeas fluviaisAluviões marinhos
Cascalhos e argilas
T São Paulo Taubaté Argilas variegadas e arenitos limonitas 300 Cenozóico
Bauru Bauru Arenitos, siltitos e conglomerados com cim.
Calcífero 300
K
Mesozóico J Tr
São Bento
Serra Geral
Botucatu
Pirambóia
Derrames de basalto e intrusões de diabásio
Arenitos c/ estratificação cruzada (eólicos)
Arenitos (fluvi-lacustres)
1500
120
300
P Passa Dois Rio Rastro Estrada Nova
Irati
Siltitos arroxeados Folhelhos Piro-betuminosos, calcários 800
C Tubarão Tatuí Itararé
Aquidauana
Tilitos, arenitos, varvitos (fluvio glacial) 1300
D Paraná Furnas arenito (marinho) 150
Paleozóico
S O NÃO HÁ EVIDÊNCIA DE OCORRÊNCIA
Pré m i
São Roque Embasamento
Cristalino
Quartizitos, filitos, micaxistos, calcários metamórficos, gnaisses, migmatitos, granitos
8ªsemana
O estado de São Paulo, em termos geológicos, encontra-se na porção sul do núcleo oriental e na porção nordeste da bacia do Paraná. Ocorrem no estado tanto rochas do escudo cristalino, numa faixa de 90 á 150 Km de largura, a qual acompanha toda a costa Atlântica, como rochas sedimentares pertencentes à bacia do Paraná e que se estendem por cerca de 4/5 do território. Do mapa geológico em anexo temos (folha 4) a)Embasamento Cristalino: O embasamento cristalino originou-se no Pré-Cambriano inferior e todas as suas rochas são antiquíssimas, com mais de 2,6 bilhões de anos sendo representado por granitos, gnaisses e migmatitos.
b)Grupo São Roque: O grupo São Roque localiza-se nos bordos e sobre alguns pontos de Embasamento Cristalino, tendo como característica principal rochas metamórficas e uma intensa mineralização. A litologia característica são os filito, xistos, calcários, quartizitos.
c)Grupo Paraná: Tal grupo formou-se no Devoniano e tem características marinhas: as águas do mar invadiram as terras, formando um mar mediterrâneo raso que se entulhou com sedimentos marinhos. Como exemplo deste grupo citam-se as rochas de Vila Velha, próximo a Ponta Grossa (PR).
d)Grupo Tubarão: O grupo Tubarão caracteriza uma das maiores glaciações da qual se tem conhecimento. Tal glaciação teve início no Carbonífero e se estendeu até a metade inferior do Permiano, razão pela qual também é conhecida como glaciação Permo-Carbonífera.
e)Grupo Passa Dois: Tal período formou-se na parte superior do Permiano e tem como característica o clima que foi gradativamente passando para temperado e subtropical. As formações mais importantes de tal grupo são Irati, Estrada Nova e Rio do Rastro. A litologia da formação Irati é de calcáreos e folhelhos piro-betuminosos que se constituem numa importante reserva de combustíveis a serem exploradas futuramente; a formação Estrada Nova é de siltitos roxos.
8ªsemana
f)Grupo São Bento: O grupo São Bento teve início no Triássico, estendeu-se pelo Jurássico e terminou na parte inferior do Cretáceo. Houve mudança gradual do clima; no Triássico o clima ainda era úmido e correspondendo a esse período há a formação Pirambóia* que se caracteriza por arenitos fluvio-lacustres. No Jurássico, o clima se tornou árido surgindo no Sul do Brasil um imenso deserto, ao qual corresponde a formação Botucatu, que é caracterizada por arenitos com estratificação cruzada, de origem eólica. No fim do Jurássico e no começo do Cretáceo, ocorreram extensos derrames de basalto que se espalharam por toda parte sul do país e em São Paulo na sua porção centro oeste. A formação Serra Geral** é constituída por diversos derrames superpostos uns aos outros, num total de 25. Entre 2 derrames podem ocorrer camadas intercaladas de arenitos, denominadas “intertrapp”.
g)Grupo Bauru: No fim do Cretáceo, com a predominância de ambientes fluvio-lacustres houve a deposição de arenitos calcíferos que capearam quase toda formação Serra Geral, dando origem a formação Bauru. Em fundos de vales como os do rio Tietê, Paraná e Paranapanema, o arenito foi erodido, aflorando aí o basalto subjacente. h)Terciário:
No Terciário houve a formação de bacias sedimentares sobre Embasamento Cristalino. Dentre elas citam-se: 1-Formação São Paulo: Esta formação foi produzida pelo represamento de um grande lago que se estendeu desde as imediações de Osasco até Mogi das Cruzes. O lago assoreou-se totalmente com sedimentos trazidos pelo rio Tietê, Paraitinga e Paraibuna; tal depósito foi posteriormente re-trabalhado pelo próprio rio Tietê. É constituída por arenitos compactos, argilitos duros e na base, por conglomerados. Tais sedimentos podem se apresentar limonitizados.
8ªsemana
2-Formação Taubaté: Esta formação originou-se pelo represamento natural do rio Paraíba do Sul à partir de Cruzeiro e seu posterior atulhamento e retrabalhamento quando o rio venceu o obstáculo que o detinha.
i)Quaternário: Caracteriza-se pelas formações mais recentes como os aluviões marinhos (praias e manques) e os fluviais (várzeas de rios). Estão em fase de deposição ou retrabalhamento.
9ªsemana
1 OBJETIVO
- Retirada de a
- Determinação
- Obtenção do
- Encontro do N
2 EQUIPAMENT
- Tripé,
- Haste;
- Tubo de reve
- Reservatório
- Peso de 65 kg
- Trépano ou b
- Barrilete amo
- Conjunto mo
- 03 pessoas: 1
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS, AMBIENTAIS E DE TECNOLOGIAS FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL
GEOLOGIA Prof. DOUGLAS CONSTÂNCIO Téc. MIRIAN PATRICIA ZATTA
SONDAGEM A PERCUSSÃO METODOLOGIA DE CAMPO
mostra de solo semi-deformada de metro a metro;
da resistência do solo, através da determinação do SPT;
perfil geotécnico do subsolo;
.A. (nível d’ água) estável.
O E EQUIPE
stimento;
d’água;
;
roca de lavagem;
strador padrão;
to-bomba;
sondador e 2 ajudantes.
51
9ªsemana
Detalhe do barrilete amostrador padrão
∅ interno – 34,9 mm ∅ externo – 50,8 mm bi-partido
Bi-partido
Despreza 15 cm
15 cm
15 cm
Últimos 30 cm representa a amostra semi-deformada
45 cm
Solo
3 SPT – STANDARD PENETRATION TEST
È o número de golpes necessários para a cravação dos últimos 30 cm de um barrilete
amostrador padrão, por um peso de 65 kg, solto a uma altura de 75 cm em queda livre.
52
9ªsemana
NÚMERO DE GOLPES (sem escala)
1° S 15 cm 4 golpes - despreza
15 cm 2° S 5 golpes
15 cm 3° S 6 golpes
solo
4 QUANDO INTERROMPER A SONDAGEM
- Quando encontramos o topo rochoso ou matacão de natureza rochosa;
- Quando por 3 trechos consecutivos forem necessários mais de 45 golpes para a cravação
de 5,0 cm do barrilete amostrador padrão;
- Quando por 30 minutos com o auxílio do trépano ou broca de lavagem, este penetrar
somente 5,0 cm.
TRÉPANO OU BROCA DE LAVAGEM (sem escala)
Circulação de água
20 a 30 cm
SPT 11 golpes
5 cm
53
9ªsemana
5 QUANTIDADE DE FUROS (por projeção e m2 à construir)
ÁREA (m2) NÚMERO DE FUROS
≤ 200 2
200 – 400 3
400 – 800 4
800 – 1000 5
1000 – 1200 6
1200 – 1600 7
1600 – 2000 8
2000 – 2400 9
2400 A critério do projetista
54
10ªsemana
1 FINALIDADE
Quando u
ferramentas da So
2 OBJETIVO
- Obtenção de
- Identificação
- Ensaios “In S
- perda
- % de r
- % de
- Ensaios mecâ
- Caracterizaçã
3 EQUIPAMENT
- Motor estacio
- Caixa de câm
- Moto bomba;
- Reservatório
- Hastes;
- Revestimento
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS, AMBIENTAIS E DE TECNOLOGIAS FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL
GEOLOGIA Prof. DOUGLAS CONSTÂNCIO Téc. MIRIAN PATRICIA ZATTA
SONDAGEM ROTATIVA ROCHA
ma Sondagem a Percussão se torna impenetrável, passamos à utilizar as
ndagem Rotativa.
testemunhos ou amostras indeformadas de rocha;
das descontinuidades (falhas, fissuras, fraturas, etc.);
itu”:
d’água ou absorção d’água;
ecuperação;
R. Q. D.;
nicos de Laboratório para avaliar a resistência das rochas;
o tecnológica do maciço rochoso (alteração, fraturamento).
OS
nário;
bio;
d’água (1000 litros);
s;
55
10ªsemana
- Barrilete amostrador;
- Broca ou coroa.
4 DETALHAMENTO DE EQUIPAMENTOS
Barrilete Amostrador
0,90 à
3,00 m
Mola interna
Broca ou Coroa
Broca ou Coroa
Rosca
Diamante ou Wídia (Carbeto de tungstênio)
Fissuras para
Circulação de água
56
10ªsemana
5 TIPOS DE PERFURAÇÃO
- Sem recuperação de testemunhos para fins de petróleo;
- Com recuperação de testemunhos para Geotecnia e Mineração;
6 ENSAIOS “IN SITU”
a) Perda d’água ou Absorção d’água
Tem como objetivo, avaliar a quantidade de descontinuidades que a rocha possui para
uma posterior solidificação das mesmas com injeção de nata de cimento, na proporção de 1:1;
b) Porcentagem de Recuperação e Porcentagem de R.Q.D.
- % Recuperação: avalia a qualidade da sondagem;
100Re% xodemanobracompriment
stemunhostotaldostecuperação ∑=
- % R.Q.D. (Rock Quality Designation): avalia a qualidade do maciço rochoso.
10010
...% xodemanobracompriment
cmprimentonhoscomcomdostestemuDQR ∑ ≥
=
% R.Q.D. QUALIDADE DA ROCHA
0 – 25 Muito fraco
25 – 50 Fraco
50 – 75 Regular
75 – 90 Bom
90 - 100 Excelente
57
10ªsemana
- Graus de Recuperação de Testemunhos para Avaliação da Qualidade da Sondagem
GRAUS DE
RECUPERAÇÃO
% RECUPERAÇÃO QUALIDADE DE
RECUPERAÇÃO
R1 100 – 90 % Boa
R2 90 – 75 % Regular
R3 75 % Pobre
7 DIÂMETROS DE PERFURAÇÃO MAIS UTILIZADOS EM GEOTECNIA
DIÂMETRO (∅) DIMENSÕES (mm)
B 42,0
N 54,7
h 76,2
Obs. ∅ N é o mais utilizado
58