FunGeo_Parte 1A_Introdução e Perfis.pdf

8/18/2019 FunGeo_Parte 1A_Introdução e Perfis.pdf

1/89

Engenharia Civil

PUC-Rio

NGA

I N

T R O D U Ç

Ã O

T . M . P .

d e C a m p o s

A mais antiga do mundo. Dela se originaram todas as

engenharias presentemente existentes

Exemplos de Sub-Áreas

Construção CivilEstruturasHidráulica

Geotécnica

SaneamentoTransportes MineraçãoPetróleo

Ambiental

FundaçõesPavimentação

Aterros e BarragensEncostas

Solo ReforçadoTúneis e Escavações

Obras Lineares(dutos, linhas de transmissão,rodovias, ferrovias)

Geotecnia AmbientalMineração

Poços (Água, Petróleo e Gás)


2/89

Engenharias Geotécnica e Ambiental

Engenharia Civil Eng. de Minas eMetalurgia

GeologiaEngenhariaSanitária

Mecânica dasRochas

Geologia deEngenharia

Mecânica dos Solos

GeotecniaCiências

Ambientais

Climatologia, Hidrogeologia,

Mineralogia, Geofísica, Físico-Química, Sismologia, Geoquímica

Química, Microbiologia,Toxicologia, Ecologia, Legislação

Ambiental

Geotecnia

Ambiental

1930

1970

1980

1990

1950


3/89

Geotecnia Ambiental

PUC-RioNGA Meio Físico(natural ou modificado pelo homem)

Caracterização Propriedades Monitoramento Modelagem

Movimentação de Sólidos

EscorregamentosErosãoSubsidência

Disposição de ResíduosProjetado REUSO Não Projetado

Movimentação de Fluidos

Mudanças Hidrogeológicas Alterações Geoquímicas

Transporte de Contaminantes

RemediaçãoPrevisão Prevenção


4/89

Geotecnia Ambiental

PUC-Rio

NGA

I N

T R O D U Ç

Ã O

T . M . P .

d e C a m p o s

Iniciada na PUC-Rio em 1984

Sub-Áreas

Movimentos de Massa(escorregamentos, erosão e subsidência)

Disposição de Resíduos(industriais, de mineração, urbanos, rurais e radioativos)

Transporte de Contaminantes(orgânicos e inorgânicos, solúveis ou de baixa solubilidade,

mais leves e mais pesados que a água)

Recuperação de Áreas Degradadas - RAD

Recuperação de Áreas Contaminadas - RAC(subsolo e águas subterrâneas)


5/89

FUNDAMENTOS DE GEOTECNIA

PUC-Rio

NGA

I N T R O D U Ç Ã O

T.M.P. de Campos

PARTE 1Solos: Definições e classificação quanto à origemPrevisão do Comportamento de Engenharia de

Solos: Problemas GeotécnicosDeterminação de Perfis: amostragem

Propriedades Índice

EstruturaClassificação

Solos Compactados


6/89

Definições BásicasPUC-Rio

NGA

C o

n c e i t o s G e

o t é c n i c o s B

á s i c o s

T.M.P. de Campos

Rochas: agregados naturais de minerais unidos porforças permanentes muitos fortes. Doponto de vista geotécnico, só se consegue

escavá-las com o auxílio de ferramentasespeciais como broca, dinamite, etc.

Solos: produtos de intemperização de rochas e dedecomposição de matéria orgânica.

(diferentes definições sob os pontos devista geológico, pedológico e geotécnico.


7/89

Solos: definições

PUC-Rio

NGA

C o

n c e i t o s G e


á s i c o s

T

. M . P .

d e C a m p o s


8/89

PUC-Rio

NGA

C o n c e i t o s G e

o t é c n i c o s B á s i c o s

T . M . P .

d e C a m p o s

-10

0

10

20

I n t e m p

e r i s m o

x

C l i m a


9/89

PUC-Rio

NGA


o t é c n i c o s

B á s i c o s

esmectita T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Efeitos da Intemperização naComposição do Solo


10/89

PUC-Rio

NGA


o t é c n i c o s

B á s i c o s

Ordem de estabilidade, frente

ao intemperismo, de

constituintes de solosmais comumente encontrados

na crosta terrestre

T.M.P. de Campos (2012)


11/89

PUC-Rio

NGA


o t é c n i c o s

B á s i c o s

Efeito do pH na solubilidade de elementos químicoscomuns em solos


Fe+++

Al.+++

Fe

++

SiO2

S o

l u b i l i d a d e ( m i l i m o l e s / L

)

0

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

pH


12/89

Solos

Classificação Quanto à Origem

Residual (Maduro, Saprolítico)

Transportado ou Sedimentar(Aluvião, Colúvio, Tálus, Loess, Till )

Orgânico (Turfa)

PUC-Rio

NGA

C o n c e i t o s G e o t é c n i c o s

B á s i c o s



13/89

Solos Tropicais

PUC-Rio

NGA

C o

n c e i t o s G e


á s i c o s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

SolosResiduais

SolosLateríticos

Solo residual de sienito

O produto da intemperização da rochapermanece no local de origem

Solos superficiais formadosem ambiente tropical

úmido, em decorrência,essencialmente, delixiviação de óxidos de ferroe alumínio de materiaissobrejacentes bemdrenados.

Solos Colapsíveis, Solos Expansivos


14/89

Solos Residuais

PUC-Rio

NGA

C o

n c e i t o s G e


á s i c o s

T . M .

P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Peculiaridades estruturaisda rocha mãe sãopreservadas no soloresidual jovem ou solosaprolítico

F i l i t o

G r a n i t o - G n a i s s e

Gnaisse


15/89

Solos Residuais

PUC-Rio

NGA

C o

n c e i t o s G e


á s i c o s

T . M .

P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Solo Saprolítico

Rocha Mãe

Solo

Maduro

Planos de fraqueza da rocha preservados no solo


16/89


17/89

Previsão do Comportamento de Solos

PUC-Rio

NGA

C o

n c e i t o s G e


á s i c o s

Solo: Material poroso, constituído por vazios e sólidos

Poros: Preenchidos por fluidos incompressíveis (e.g.água) e/ou compressíveis (e.g. ar)

Sólidos: Minerais primários e secundários (produtos deintemperização), matéria orgânica

Solo: Sistema particulado, multifásico. T . M .

P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )


18/89


PUC-Rio

NGA

C o

n c e i t o s G e


á s i c o s

T . M .

P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Transmissão deesforços em solos

Solo seco

Carregamento

Movimentos relativos

Plastificação

Envergamento(bending)

Deslisamento


19/89


PUC-Rio

NGA

C o

n c e i t o s G e


á s i c o s

T . M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Papel da fase constituída pelos poros

Interação físico-química

Interação física


20/89


PUC-Rio

NGA

C o

n c e i t o s G e


á s i c o s

T . M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Papel da fase constituída pelos poros

Interação hidro-mecânica

(Compartilhamentode cargas)


21/89

Menisco de água

Solos Não Saturados

Sucção: efeito deatrair um grão desolo para o outro.

Aumentaresistência, diminuicompressibilidade,

torna o solo maisrígido.

PUC-Rio

NGA


C o

n c e i t o s G e


T . M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )


22/89

Solos ExpansivosFunção da mineralogia.

Aumentam de volume em presença de água.

PUC-Rio

NGA


Solos Colapsíveis

Colapsam (recalque abrupto):a) Em presença de água

b) Sob carregamento (por ter estrutura instável)

C o

n c e i t o s G e


T . M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )


23/89

PUC-Rio

NGA


ATIVIDADES GEOTÉCNICAS

E

PROBLEMAS GEOAMBIENTAIS


24/89

Aterro Estruturado sobre Solo Mole – SESC-Rio

PUC-Rio

NGA

A t i v i d a d e

s G e o t é c n i c a s

T . M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )


25/89


26/89

PUC-Rio

NGA

A t i v i d a d e

s G e o t é c n i

c a s

T . M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Túneis

Metrô/SP

Rio/Siqueira Campos

UHE-Rio Pelotas/RS

Imigrantes/SP

E t bili ã d E t


27/89

PUC-Rio

NGA

A t i v i d a d e

s G e o t é c n i

c a s

T . M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Estabilização de Encostas,Taludes e Escavações

Geomantas

Gabião

Solo Reforçado - Geogrelhas

Tirantes

ã d


28/89

PUC-Rio

NGA

A t i v i d a d e

s G e o t é c n i

c a s

T . M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Disposição deResíduos

Industriais

Lagos dedisposição de

resíduo debeneficiamento

da bauxita


29/89

PUC-Rio

NGA

A t i v i d a d e s

G e o a m b i e n t a i s

T . M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Disposição de Resíduos SólidosUrbanos

Aterro Metropolitano de Jardim Gramacho, Duque de Caxias, RJ


30/89

PUC-Rio

NGA

A t i v i d a d e

s G e o t é c n i

c a s

T . M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Recuperaçãode Áreas

Degradadas

Subsidência em Cajamar SP (1986)


31/89

Subsidência em Cajamar, SP (1986)

Subsidência em Terezina PI (2005)


32/89

Subsidência em Terezina, PI (2005)

E hi t d tó i d b


33/89

Enchimento de reservatório de barragem(Serra da Mesa, GO)

PUC-Rio

NGA

S u

b s i d ê n c

i a


34/89

Voçoroca em Área de Urbanização – Bauru, SP


35/89

Voçoroca em Área

Urbana (Bauru, SP)

Foto de 1993 – IPT/SP

(Arenito da Bacia do Paraná)

Voçoroca em Área de Empréstimo Itumbiara GO


36/89

Voçoroca em Área de Empréstimo – Itumbiara, GO


37/89

PUC-Rio

NGA Lagoa(1989)

P r o b l e m a

s G e o a m b i e

n t a i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )


38/89

Zona Oeste do Rio de Janeiro (1996)


39/89


40/89


41/89


42/89


43/89

PUC-Rio

NGA

P r o b l e m a

s G e o a m b i e

n t a i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

EscorregamentosSanta Catarina

Nov/2008

Escorregamento Salvador BA


44/89

PUC-Rio

NGA

P r o b l e m a

s G e o a m b i e

n t a i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Escorregamento Salvador, BA

2006

Ilh G d A d R i (01/2010)


45/89

Ilha Grande – Angra dos Reis (01/2010)

PUC-Rio

NGA

P r o b l e m a s

G e o a m b i e

n t a i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

N F ib (C l ) J /2011


46/89

Nova Friburgo (Caleme) – Jan/2011

PUC-Rio

NGA

P r o b l e m a s

G e o a m b i e

n t a i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 1 )

N F ib (C l ) J /2011


47/89

Nova Friburgo (Caleme) – Jan/2011

PUC-Rio

NGA

P r o b l e m a s

G e o a m b i e

n t a i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 1 )

N F ib (C t ) J /2011


48/89

Nova Friburgo (Centro) – Jan/2011

PUC-Rio

NGA

No a Frib rgo (Vale do Vieira) Jan/2011


49/89

Nova Friburgo (Vale do Vieira) – Jan/2011

PUC-Rio

NGA

P r o b l e m a s

G e o a m b i e

n t a i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 1 )


50/89

Ruptura de Canal – Rio das Pedras, Rio

PUC-Rio

NGA

P r o b l e m a s

G e o a m b i e

n t a i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Problemas Geoambientais


51/89

PUC-Rio

NGA



Barragens de Resíduos Industriais

Cataguases, MG

Ruptura de Fundação – Shanghai - China


52/89

uptu a de u dação S a g a C a

PUC-Rio

NGA

P r o b l e m a s

G e o a m b i e

n t a i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Ruptura de Fundação – Vila do Pan – Zona Oeste do Rio


53/89

p ç

PUC-Rio

NGA

P r o b l e m a s

G e o a m b i e

n t a i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

R l Dif i l


54/89

TORRE DE PISA

5 9 m

1174 - 1350 22 m

PUC-Rio

NGA

P r o b l e m a s

G e o a m b i e

n t a i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Recalque Diferencial

R l Dif i l Ri d P d Ri


55/89

Recalque Diferencial – Rio das Pedras, Rio

PUC-Rio

NGA

P r o b l e m a s

G e o a m b i e

n t a i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )


56/89

PUC-Rio

NGA

P r o b l e m a s

G e o a m b i e

n t a i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Recalque edistorções em

edifício em área deindústria

Causa Investigada

Colapso do subsolo

arenoso nãosaturado devido àinfiltração de soda

cáustica

Mi ã


57/89

PUC-Rio

NGA

P r o b l e m a s G e o a m b i e

n t a i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Drenagem Ácida

Mineração

Erosão e Estabilidade deTaludes



58/89

PUC-Rio

NGA



Disposição de Resíduos

Emissão de efluentes líquidos e gasosos


59/89

PUC-Rio

NGA

T . M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Contaminação doSubsolo e Águas

Subterrâneas

P r o b l e m a

s G e o a m b i e n t a i s

Necro-

chorume


60/89

PUC-Rio

NGA

T . M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )


Subterrâneas

P r o b l e m a


Resíduos de

fabricação de pesticida

Cidade dosMeninos, Duquede Caxias, RJ


61/89

PUC-Rio

NGA

T . M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

P r o b l e m a


Resíduosradioativos

CésioGoiânia/GO


Subterrâneas

Desenvolvimento de Novos Projetos,


62/89

PUC-Rio

NGA

j ,Entendimento de Problemas Ocorridos ePrevenção de Acidentes Geo-Ambientais


B á s i c o s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Conhecimentos Básicos Mínimos Requeridos

Definição de perfis geológico-geotécnicos (conhecimento das características do subsolo e definiçãode propriedades das camadas relevantes)

Definição de aspectos hidrogeológicos de

interesse

Modelos de comportamento dos materiais doperfil


63/89

PUC-Rio

NGA

PERFIS DE SOLOS


B á s i c o s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Exemplos de Perfis de Solos Residuais


64/89

OU SOLO SAPROLÍTICO

OU SAPROLITO

HORIZONTE C

HORIZONTE B





65/89



Sondagens à Trado


66/89

Sondagens à TradoTipos de Trados

PUC-Rio

NGA

D e t e r m i n a ç ã o d e P

e r f i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Equipamento de Sondagem Direta: Trado Oco


67/89

PUC-RioNGA

C

o n c e i t o s G

e o t é c n i c o s

B á s i c o s

Equipamento de Sondagem Direta: Trado Oco

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Exemplo de Perfil do Solo


68/89

PUC-RioNGA

D e t e r m

i n a ç ã o d e P

e r f i s

pSondagens a trado em estudos de jazidas

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )


69/89

S o n

d a g e m

S P T

PUC-Rio

NGA


e r f i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Sondagem SPT


70/89

Sondagem SPT(amostrador)

PUC-Rio

NGA


e r f i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Sondagem SPT


71/89

Sondagem SPT

PUC-Rio

NGA


e r f i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )


72/89

PUC-Rio

NGA


e r f i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Sondagem Rotativa


73/89

PUC-RioNGA


e r f i s

T . M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Sonda Mecanizada


74/89

Boletim desondagemSPT

PUC-Rio

NGA


e r f i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Boletim de sondagem SPT


75/89

Boletim de sondagem SPT

PUC-Rio

NGA

D e t e r m

i n a ç ã o d e P e r f i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

FOFA

Exemplo de perfil com base em SPT


76/89

p p

PUC-Rio

NGA

D e t e r m

i n a ç ã o d e P e r f i s

T . M

. P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Exemplo de Modelagem 3D do Terreno


77/89

p gAterro de Petrópolis


M o d e l a

g e m d

o T e r r e n o

Exemplo de Perfil em 3D


78/89

Solo Sedimentar


U d G fí i


79/89

Uso de Geofísica


GPR

Uso de Geofísica (GPR)


80/89

( )

T . M . P .

d e C a m p o s

( 2 0 1 2 )

Gramacho, Julho de 2010

Amostragem: Solo Amolgado


81/89

PUC-RioNGA

C

o n c e i t o s G e o t é c n i c o s

B á s i c o s

T . M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

(a)

(b)

(c)

(a) e (b): SPT

(c): Trado

Resíduo

Solo Residual

Aterro

Amostragem Indeformada: Bloco


82/89

PUC-RioNGA

C

o n c e i t o s G


B á s i c o s


Amostragem Indeformada:Sh lb Pi ã E i á i


83/89

PUC-RioNGA


e r f i s

Shelby com Pistão Estacionário(solos de granulação fina)

Tubo Shelby

Bolacha/Pistão

estacionário

Haste

interna

HasteSPT

Tubo Shelby

Bolacha/Pistão

estacionário

Haste

interna

HasteSPT

Pré-furo comtrados ocos

da perfuratriz

Conjunto doamostrodor

desce até

contato com

solo

Hastes e pistãosão mantidos

estac ionários e

crava-se o

amostrador

Conjunto égirado para

c isalhar e

soltar a

amostra

Amostrador com solo

é içad o

para a

supefíc ie

Pré-furo comtrados ocos

da perfuratriz

Conjunto doamostrodor

desce até

contato com

solo

Hastes e pistãosão mantidos

estac ionários e

crava-se o

amostrador

Conjunto égirado para

c isalhar e

soltar a

amostra

Amostrador com solo

é içad o

para a

supefíc ie

T . M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )


84/89

PUC-RioNGA

D e t e r m

i n a ç ã o d e

P e r f i s

AmostragemIndeformada:

Osterberg(argila mole)

T . M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2

)

Amostragem


85/89

PUC-RioNGA

D e t e r m

i n a ç ã o d e

P e r f i s

gIndeformada:

Denisson(solos arenosos)

T . M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2

)

Ensaios de Campo


86/89

PUC-RioNGA

C

o n c e i t o s G


B á s i c o s

p



87/89

Garrafa de

Nitrogênio

Sistema deCravação

Mangueira de pressão e


88/89

PUC-RioNGA

E n s a i o s d e C a m p o

sem escala

Condicionamento

Eletrônico e

Aquisição

Caixa de

Controle

Hastes de

Cravação

Ponteira Cônica

planta

Corpo da

sonda

Membranaexpandida

g p

conexões elétricas

Sensores de Efeito Hall

Membrana reforçada

Sensores de Efeito Hall

Membrana reforçada

Pressiômetro

T

. M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Exemplo de Perfil Geotécnico


89/89

PUC-RioNGA

C o n c e i t o s B á s

i c o s

T

. M . P .

d e C a m p o s ( 2 0 1 2 )

Exemplo de Perfil Geotécnico

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