UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
DEDALUS-Acervo-lGC
r
'.É
a5'
PROPRIEDADES
TECNOLÓGICO
ililililil1lliltilltilililllilllilllillllillllilllilllil
30900004679
GEOTÉCNICAS
DE
ARENITOS
E
ÐA
COMPORTAMENTO
FORMAçÃO
CATUA
JAYME
DEOLIVEIRA
CAMPOSTeso apresentadå ao ln6tltuto de G€oclência€
da Unlversldad€ de São Paulo como requiclto
a obtênçáo do tltulo de Doutor
Orientador:
Dr,
José Eduardo Siqueira FarjallatPãgina B
19
parágrafo,
159 |-se
rr. ..por
volta
de 50Pã1¡in;: 19
19 I
Pãgina 25
2g
parágrafo, 49
Iinha:
ondecos..,",
leia-se "...com
cimentosPág i na 4/
ERRATA
inha:
ondese
lê .'..,por
voìta
de 50oxg/cn2. . .
".
lt le
ia-inha;
ondese
lâ ",,,fazendo.,,",
leia-se
r'.,,jazerrclo. . . "se
lê
",,,com
lirnonÍtico
ec i men
tos
não
i.r r boná t i-'l inlonf t
i co¡'carboná t i co. . .',
39
fõrmula:
ao
invés de"yas",
leia-se,,,ys,,Pág i na 59
-a
t-tt(r = c
f õrnru la ;
'l- o,
tgTabe l
a
7:
ondese
l ê:Pásina 106
5? pa
rãgrafo,
21
linha;
ondese
lê
"leia-se "..,corn a
novagranulometria..,,',
Pág i
na
1\2l'?
parágraf o,. ap¿ì ren tefnen te .
invés de "S*
c
+ o +
tçl0",
"ys (g/r^3¡",
leia-se
rr'yas (g/.n,1¡",com
a
prova granulonletri¿, ¡tao 0".
69
tt
lcia-se
Pág i na 90
l¡
Página
l!0,59
parãgrafo,
49llnha¡
pá9lnqtZj, l9
parSgrafo, 29
l¡n¡a;
pâglna
20J,19
parãgrafo,
5-alinha;
e
pãglnaz?zt
19parágrafo,
59ìlnha;
ondese
lê
".,.excessões,,,,,, lela-se,,,,.exceções,.,,,.
Pág
ina
1734?
parágrafo,
l9
l¡nha;
ondese
lê're) ,,,ênsaios,,,',
leia-se
"e)
,,,ãmostras,.,rr,
Pãg
ina
18049
parágrafo,
l9
l¡nha¡
ondese
ìô',,,.cja
ordem de25
Kg/nin.,,',,
leia-se
"...da
ordem de2\
y,g/ ¿¡2 ¡nr i n . . . ,, ,Påg
ina i8!
49
parágrafo,
49linha:
ondese
lê
,',,,cisalhamento
r¡á;cimo m.:x,".,',leia-se
",,.cisaìhamento
máxima @ max,,.,',Pág
Ìna
I !229
parãgrafo, 59
linha:
ondese
lê ,r.,,deteoriração,,.,',
ìeia-se".
. .deterioração,,,",
Pãg
ina
I !819
parãgrafo, 89
linha:
ondese
ìê,',.,os
valores
nrãximosde
E,são..,",
leia-se
",..os
valores
máxlmose
mÍnimos deE, são,.,'r.
Pág
ina
202e
20J69
parãgrafo,
j9 l¡n¡a;
e
l9
parågrafo, 49
linha,
r e s pe c t i v anre n t e :onde
se
¡!rr,,,os
nódulos.,,,,, ìeia-se
"os
móduìos..,'r.Pág i na 204
Pãg
ina
21029
parágrafo,
lE
linh";
onde se J.ê ',Una dassérle
lmp I i cações . , , ' ' ,ìeia-se
"Uma dassêrias
lmpllcações...",
Pã9 i na 210
69
parãgrafo,
3Êlinh",
ondese
lê,,,,.quando å
colocaçâo...,,
leia--se 'r..,guanto ã
colocação,,.',,
Pág
ina
2ll
19
parãgrafo,
l9
linna;
ondese lê,,,,.como
já frizamos",,,,,
ìeia--se
'r,,,conrojã
sefrizou.,,,,.
Pãg
ina
216ll?
parágrafo,
l9
llnha;
ondese
l.ê,,.,,Farran
6 Thênoz(
),,,,,'
ìeia-se ¡r,.,Farran
¿ Thônoz(1965),,,,,,,
P âgi na Ll'J
l9
parágrafo,
9-alinha:
ondese
lê
',,,,que
fundlrão,.,,,,
leia-se
".,.que
fehdìlharão.,.",
Pá9ina
2l!
39
parágrafo,
49ì¡nha:
ondese
lê
,,Esclarece quefor
desenvolvi-do.,.",
ìeia-se
"Esclarece quefol
desenvolvido,,.,,,
Pâ9ina 22\
29
parágrafo,
39 ìinha;
ondese
lê,,,,,tabelas
nünleros 55e 56,
Ado-tar-se,,,r',
leia-se
"..,tabelas
números 55e
56,
adotar-se,.,[.
Pãgina 226
,,,,,ç¡uni-Pãgina 226
A
fraserr-
Canbotas metãìicas ertgeral
com chapas de blIndagen
nascalotas.rr, é
seguldapela frase
I'A escolha dasustentação
serã
tambéminfluenciada pelas
condlçôesdo
lençol
freático
e
pelasveìocidades
tle percoìação da águapor
ocaslão das escavações,",e por
|Maclçosda
categoria
Vl
"e
seustlpos
especlficos de
revestlmento, aosquais
deve
seracrescido:
rrChapas metállcas ou b'l indagens sobre cambotasmetál¡cas
(cc¡r¡
ou sen aplicação
uìterlor
de urna camada degunlta,)".
Após,segue-se
',Ao se adotaras
ponderações,.¡,.,quanto
a
tais
utllizações;
',,a1êmdos
Ítensl),
Z) e
J)
da pågina 226 eo
rodoe
conteudo da páglna 227.Pagi na 221
^a
lg
paràgrafo,
3: llnha;
ondese lê,,.,,composta
necessariarnente,,,r',ìeia-se
",.,comporta
neces sar iamente,.,rr.Pág
ina
2102?
pará9rafo,
li linha;
ondese
lê
¡'0esforço
resistente
vaìe
R =A,rl ìeia-se
"0
esforço
resistente vale
R= 72.
A,',,Pág
ina
2J5.29
parágrafo, 89
l¡nhu:
ondese
lê,,,,,Barros,
1969), Ter-se-å.,,',
,leia-se ",
, . Barros,
1969),
ter-se-ã..
,",
Pág
ina
2J6_ -a
29
parãgrafo,
3: linha;
ondese
ìê,,,,,sendo,,,,,',
ì e i a - se
, , " . . s e n-so. . .
",
Pã9
ina
24073
referência;
ondese
ìê ",,,AvifieId''.
Lela-se
'r. ,,Airf
ield,,.
Página 2J!
JÊ
referênciai
ondese
lê
"Bagolini,
Bernando,.,',,
Robert,
A, 0
a.r,etto. .C.a lu.ã cqno ba,s.e .e_s:aÀl.l_i_z adaAcresc idas
as
referênclas;0ìivelra, J,E,,
de, 6
Caruso,t,c,!Cl:å.Jsr.lf".çãr
t.
legÞ:
sed ¡mentâres c lmentadas
g¡1d"
dgferro.
Atas do 29 Slmpõslo Reqloa
flns
rodovi6riosnal
de Geologia,Vol,
2,
RloClaro, nov,
1,979,Tese de concurso
ã
Cátedra de Estradasde
Ferroe
de Rodagem cl ¿¡Esco-ìa
de Engenharia da Universldade do Paranå, 1,956,Souza, Antonio C,G, de E
Terraz,
Antonio C,P, Aì.gjumasconsiderações
so--bre
a
possibi.l.idade dejt iì¡:"dg_9"_]¡terita
no Haranhão cor¡ gglegs*do na compg.sição de concJ_etos
-
Serninãrio dadisciplina
de pós-gradua_ção
- aterÌais
de Construção-
Escola <1e Engenharia deSão
Carìos,200
Variações de:
a)
Hódulo deFigura 63
parâmetros geomecânl cos (Rocha
,
1977)Def ornrabl lidade
para soìos
e
rochas10?
3 ú 103I >,
3 6
t
i9]-
:
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Angulo deAtrito
35
S cl l o,";
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Resistênciaà
Cornpressão Unia.rial\s
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PROPRIEDADES
TECNOLÓGICO
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GEOTÉCNICAS
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ARENITOS
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Dr,
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LISTA DE
LISTA DE
LISTA DE
LISTA DE
CapÍtuìo
ÏABELAS
QUADROS
F I GURAS
Pág i na
iv
vii
viii
xi ,l I 2 3'I I
12 12 12 13 17 IB 18 t8 20 20 20 22 26 40
\l
FOTOSO TEMA PROPOSTO I nt rodução
Objet i vos do Es tudo
Estado da arte
I nd i cações do cam i nho
a
segu I rI
I.
OS DADOSA Formação Caiuá no Pontal do paranapanema
I nt rodução
Cons i derações sobre as ocorrênc i as
Parâmetros
estqtísticos a
partlr
das curvas cumulativas Ar redondamentoTextura
superficial
Es t
ruturas
sed i nlentaresI I
I.
METODOLOGIAExame da
bibl
iografia
existente Viagenr ao canpoe coleta
de ômostrasSiste¡nática para
a
caracterização das amostrasEnsa i os
,
testes e
es tudosGranuìonretrið
Dens idade dos grãos
Hassa específ
ica
âpôrente seca Absorção d 'á9uaPo ros iclade êparehte Po ros idade rea I
Porcentagcm de saturação de vazios
Ensa
ios
de durab i I idade A durabil idade de rochasTes
tes
de durabilidade Ensaios
mecân icosRes
istância
ao
inìpâcto TretonResistência
å
abrasão Los AngeìesEnsaios de compressão slmples
axial
e deformabilidadeRes is tênc i
a
ao c isa ìhamento-
compressão t r iax ia ìPe rmeab i I idade
IV.
APRESENTAçÃOE
INTERPRETAçÃO DOS RESULTADOSQuestões relacionadas
ã
Mineralogiae
Petrograf¡aGranulometria
De ns idade dos grãos
Massa espec
Íf ica
aparente secaAbsorção d | água Po ros idade âparente Po ros idade rea l
Porcentâgem de saturação dos vazios
Ensa ¡os de durabiìidade
Cicìagem natu rê I C i c ìagern água-es tufa
Cons iderações sobre
os
ensaios de cicìegemEnsa
ios
mecân i cosResistãncið
ao
lmpâcto TretonConsiderações
relatÌvas
aos ensaic¡s deresistência
ao impacto TretonRes i s tênc
ia
å
Abrasão Los Anqe lesComentãrios sobre
os
ensalos de Abrasão Los Angeies Ensaios de compressãoaxlðì
e deformabilidade¡i
Pã9 ina
\3 \5 4b 46 \7 \7 4B 48 4B 50 51 51 5\ 5\ 57 60 63 6j 8t B1 81 9\ o7 101 102 106 106 106
I t¿
Comentários quanto
å
compressão simples e deformabil idaoe
Ensaios
triaxiais
com osArenitos
Caiuá Conslderações sobreos
ensaios¡riaxiais
Ensa
ios
de permeab i I ìdade como
Aren ito
Ca iuáV.
REFLEXõES QUANTO À APLICAçÃO DOS ARENITOS CAIUÁ .¡ii
Pãg ína
1\3
180 189
t92
195 Notas
relêtivas å
rotuìação
geotécnica dosarenitos
emqu es
tão
1g5Ap I icab i ì îdade conro
fundação
202 Perfurab i I idade dos Aren itos
Caluã
ZO\Apl
icabilidade
comoenrocamentos
Z0lCritêrios
gera is
paraa
escolha dosmateriais
nêtura¡s
208Enrocêmentos
2OBrrRip-rapsrr
212Cons iderações sobre algumas especificações
construtivas
213 Apl icação como agregado parðconcrero
216Ut i I izaçào em obras rodov iár
ias
Z1B Ut i I ização em escavaçõessubterrâneas
220Ta ludes em Aren i
tos
Caiuá
229Concìusões
e
recomcntaçõesfinais
235Tabe I a
L ISTA DE TABELAS
Des ignação das amostras, sua procedência
e
ensaiosreali
zados.
Série
grossa do de peneiras empregadas no penelramentoda
fraçãosolo ..
Percentagens das frações grossas
e finas
em amostras dos Aren itos
Caiuå
.Densidade dos grãos dos
Arenitos
CaiuáMassa
especifica
apârente seca dosArenitos
Caíuã...
ldem...
ldem.,.
ldem
,,.
ldem.,,
Va'lores da absorção d,ãgua nos
Arenitos
Caiua .ldem
.,,
ldem..,
ldem..,
ldem...
Valores da poros idâde apêrente dos
Arenitos
Caiuá,.
ldemldem,..
ldem..,
lder¡ . . .
Poros ídade rea
ì
dos Aren ¡tos
Ca iuá
.Percentagem de saturação rJos vazios dos
Arenitos
CaiuãValores compararivos das propriedades
fisicas dos
Arenitos
Caiuáe
BotucâtuPãg i na
L
Graus de coerência derochas
232,
Atitudes
do diacìas¿mento noAren¡to
Ca¡uá, .locaìde
amostragem
ll .,,,.
...:
253. 4. ( 6. 7. 8. 10. 11. 12. tJ, 14, 15, tb. 17, 18. 10 20.
21 .
23.
2\.
25. 26. t'7
Hinera
is
pesados (em %) Ciclagennatural
com osno
Arenito
Caiuá Aren itos
Caiuá .Pã9 ina Tabe la
28. ,a 30.
31 . 7a
'2 ''
j4, 2Ê 36. 38. ?ô 40. \1 .
42. 43.
\tt.
45. \6. L'j 48. Ào 50, 51. 54. 55. 56. 57.Ciclagem água-estufa com os
Arenltos
Caiuãldem...
ldem...
ldem
...
ldem,.,
ldem,.,
ldem,,,
ldem,.,
ldem..,
ldern . , ,
Resistência
ao
impacto Treton com osArenitos
Caiuã ldernldem,.,
ldem
.,,
ldem.,.
ldem,..
ldem
..,
ldem,.,
ldem,..
ldem
...
ldem..,
ldem
...
ldem,,.
109lt0
111 11r 112 114 115 116 117 118 134 134 135 135 135 136 136 136 137 ldem 137 138 138 138 139 139 140 r41 58. 59.ldem
-,,
Resistência
ã
abrasão Los Angeles doArenito
Caiuã,..,
ldem
..
,Ensaios de compressão simples e deformab i I idade
,
dadosdos corpos de prova
ensaiados
."..,,..
1q\ Ensaios de compressãotriaxíais -
fndices
físicos
_ Amostrðs
pertencentes ao ConJuntoI
..
,.,
.. ,,
.,.
.l
lB1 Ensêios de comprescãotr¡axiäis -
Amostras pertencentesao Conjunto
1
,...,
1g3Ensaios de permeabi
lidade
com osArenitos
Caiuá
19hResistência
å
compre:sãosimples,
módulo de deformabilV¡
Pãg ina
Tabe I a
61.
62.
Carga de rocha H^ em
[¡etros
de rocha sobreo suporte
doteto
do túneì,Pcomlargura
B metros,alturâ
H- metrose
uma profundidadesuperlor
a
1,5
(A+
H,) ..:...,..".
ZZ3Quad ro
t.
2.
L ISTA DE QUADROS
Pãg ina
Critérios
dureza.
paraa
descrição dosArenttos
Caiuá quanto à,.,.,:,.
2tlRelação nominal dos ensalos
referldos
na TabelaZ
...
Figura
|lapa de ìocalização dos pontos Esquema da máquina
de
lmpêctoL ISTA DE F I GURAS
de amos t ragem
I'TretonI
vtrt
Pá9 í na
21 ct 53 55 56 58 61 82 83 B4 B5 86 87 119 120 121 122 123 124 125 126 1, 2. 3. 4. E 6. 7. B, o 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17, 18. 19. 20. at.
))
zt.
24. 26. 28. 29.Esquema de um
Extrðtor
Soxhlet Esquema da máqu i na Los Angeles
. . , . .
Corte esguemãt
ico
de uma montêgem para ensalofle Compres sao S imp ìes
Axial
.Esquema da câmara para ensaros
triaxiais
"r r";;; ...
Corte esquemát ¡co de um permqâmetro . . . , .
Curvas granulométricas do
Arenlto
Caiuá ldem...
1""...
ldem..,
ldem
...
ldem...
ldem.,
Ensaios de c ic lagem nåtural
ldem
..
ldem...
Ensa i os de ciclagem água_estufa
ldem.,.
ldem...
ldem
...
ldem-.
Idem ldem,.
lden
...
ldem ldem
...
deformações,
parq
rochasEnsa
nito
ios
de deformab I I i dade eCaiuã
Curvas genér
icas
telrsõps x (Seg. Jilc Ilo
l4endes,
mod. )127
128
I tô
i3o 131 149 15t 152 ldem
Figura
IX
Pã9 i na
lÂ2 154 155 156 157 158 30.
3t'
32-33. J4. 35. 36. 37. 38. 39. 40.41 .
\2.
43. 44. \5. 4b. 47. 48. 49. 50.51 .
52. È2 5¡1. EI 56. 57.
ldem
...
ldem.,.
ldem...
ldem.,
,ldem,.,
ldem
..
.ldem.,.
ldem
,,,
ldem ldem ..,
ldem...
ldem
...
ldem...
ldem..,
ldem,..
Idem.,.
159 160 tbt ldem 162 163 164 165 166 167 168 169 170 17t 172 t74 175 176 177 178ldem...
ldem..,
ldem
...
Correlação
entre
yês
(massaespecifica
aparente
seca)
ea rupturê
(orup)
no ensaro dL.orprJ.lãã'ri'rp,",
para
varios
exemplares deArení,",
ð"jlå*.ll.
. .:::
Correlaçãoentre
yas
(massaespecífica
ap¿renteseca)
eE4g. (mõ,;'rto de-deforr¡abi
l¡¿"å"-.å.ã"t"ï";:';
=
40Kg/ctì¿) para
vários
exemplaros¿"
Ài""¡iãr"cãiu;
...
,.:l"l:nã?
entre a
poros idade êparenre{pa)
e
a
ruprurano ensaio de compressão simples
(or"pj'iurl l"r¡o,
e_ xemp
lares
de Aren itos
Uâ I uâCorre lação
entre
på
(Dôr¿"
"iå,t
iãï'àå;"';":#i:;'l:::
"5":"iåi¿rl,"51o,jl3o"J:_
rios
exemptares daArenitts
ca¡uå..:.':i .'..:.:...
Correlaçãoentre
a
absorção.d,água (Ab)e
a
rupturä
no ensa
io
de conrpressão s imples
irrrpt
-i"."""5ii.,
exem_ plares
de Aren itos
Caiua
.
'":i:liî:i,:::':"l:"J:i';:il,:l
:l
:il:,5t0
Jîii,,ï,,.,j:
exempìares de
Arenitos
[6iuj ....":.:..,..::::
Ensa.ios
triaxiais
como
Arenito
Caluá_
envoltórias
de l4ohr
-
Séries Ae
B
.179
Figura
58.
Ensalostriaxials
como
Arenito
Cêiuã-
curvasx
deformaçôesaxlats
especfficas
-
Séries A et;,...:rl
X
Pág í na
187
1BB
191
196 l9B 200 201 203 205
211 231
231
59. ldem-SériesCeD.
60.
Comportâmenrofrágil
dúctil
e
plástico
de rochas.,segun_ do
valores
cresàentes"orn
g àlferença
ic
__
r61.
,.i.:l::-":-:!:r"
":.
resisrônctas à
.orpr".lão
;?;r;".
"
a
compressaopuntiforme,
comvalores
tfpicos
para
"J
rochas mais comuns ,
62,
Classificeçãode,materlals
rochosoS, baseada na resistência
å
compressãoslmples,
nc,...:...:":...,..,...
63.
Var,lações dos parâmetros geomecânlcos parasoìos e
ro-chas . ,
64.
Cl¡sslficação
geotéçnlca para roçhas inractâs65.
Graude
influência
da deformabllidade ,66,
Seção geolõgicano
local
da amostragemlll,
indicando
â
comparr ¡mentêção dos Aren I
ros
cai;ã
. . . .Método padrão para
avallar-se a
adequabilldade deum ma_
teriaì
para[r
ip-rap',Relação de
forças
naanállse
de equilíbrio_limite ...
Condições para
a
estâb¡ ìldade detðludes
em rochas estrâtificadas
e
diaclasadas
..,...:
bt,
68.
Foto
l,
2, 3. 4. 5. 6. 7. 8. a i0. 11. 12. 12 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.21 .
')t
1'2
24.
)E
26.
L ISTA DE FOTOS
Afloramento do
Areniro
Caiuá. Esrrada BR-376,trecho
Ha-ringã-NovaIondrina,
proxlmldades de paranavaíPonto de amostragem
ll ,,..,
ldem.,.
ldem
...
ldem...
ldem , ",AmostrasnúmerÕs1e2.
Amostrasnúmeros3e\,
Amostrasnúmeros5e6,
Amostrasnúmeros7e8.
Amostr,rs números
9
e l0
.Amos
trå
número l1Pãg i na
27 2B to 30 31 11 J4 2E Jb 5t 38 39 6\ 65 66 67 6B 69 70 71 '1) 77 74 1Ê 76 77
Amos t
ra
número 12Lãmina número I
Lâmina número 2
Lâmina número 4
Lâmina núr¡ero
3 ...,.
Lâmina número
5 ...
Lâmina número 6Lâmina número
/
Lâmina número 8Låm i na número
!
Lãmina númr:
ro
10Lâmina núnrero 11
Lâm i r,a núnrero 1 2
Lãmina número 13
CAP TTULO I
O TEHA PROPOSTO
_!rr1-|e!!eÐ
As rochas secl înentares brandas não têm
sido
devidamente levadas em cons ideração quantoãs
suas propr iedades geotécn i cas.Nada parece mais impróprio que
este
estado decoisas,
já
que nosdias
atuais
cristaliza-se
uma mentaìidade que determînâum
comportamento baseado não mais nodesperdício
inconseqénte, mas nautitização criteriosa
e
racional
dos recursosnaturais.
Sem dúvida essa posturaé
abrangente,
eassim serrdo,
atinge
obrigatoríamentea
Geoteçnia, en todosos
seus
ramosde at iv idade.
Ocorre, no
entanto,
quea
caracterização daspropriedades
geo-técnicas
é
muitas vezcsdif¡cultada
por
umacerta
inadequaçãodos
ensaiose
normas paraa
reguìamentação deutiìização
dessesmater¡ais,
que
condu-zem quase que sistemêticâmenLeã
fixação
devalores
que cerceiam,de
ime-d
iato a
sua ap I icação.A construção de obras de grande
porte,
principalmentehodrelétri
"cas, exige
a
ut¡lização
de enormes volumes demateriais
de construção,so-i¡cita
com cargas devulto
as
fundações, impõealterações
nomeio físico,
responsãveis por modÌficações acentuadas nas propriedades dos
materiais
u-tilizados.
Poroutro
ìado,
a
reìação custos,/benefÍcios tendea
tornar-secada vez maior em função dos qrandes invest¡mentos
exigidos
para
aqueìesprojetos.
Estarealidade
conduza
considerar-se cada vez maisa
apìicação denrêteria¡s
classificados
como menos nobres na construçãodas
referìdasobras,
e
cujos
aspectos nornìativos
de empregoestá a
exigir
urgentes provi dências da modernatecnoìogia-
Mesmo para obras pequenas,cuja
implantaçãodia
a
dia
mais sejustifica,
seja
do ponto devista
técnico
ou econômico ,os c¡têdos mate,riais devem
ser
necessarian(ìnte considerados, corTìo2
0s
Arenitos
Caiuá, rochas sedimentares deocorrôncia
bastantesignifícativa,
particuìarment.e nê reg¡ão sudoeste do estado desão
paulomas também no
norte
e
nordeste do paranáe suì
do Mato Grosso doSul,
re presentam justamente osmateria¡s
quejustificam
o
interesse
aqu¡ exposto. Numa região ondeo
basaltoé
escasso, pelo menos emsuperfÍcie,
é
muitonatural
queos arenitos
sejam conven¡entemente aproveitados.Com os
meios sofisticados
quea
tecnoìogia oferece paraque
seentenda
a
realidade
física
dosmateriais natura¡s aqui focaìizados,
e
atra vés de manipulaçãocriteriosa
dosvários
t¡pos
dessesmateriais
em
cond¡ ções deaplícabilidade
específicas, é
possÍvel
que se chegue ås adequações bastantesatisfatórias
quanto ao uso dosarenitos
em questão"objet
ivos
do Es tudoDe acordo com
o
probìema posto no Ítemanterior,
esboçam_se de imediato osobjetivos
deste trabalho.lnicialnente, tratou-se
da obtençãoe anáìise
dosparâmetros
fi
sicos
dosArenitos
Caiuá, conoo
convéma
toda abordagemgeotécnica
que se pretendafazer,
de quaìquermater¡al nêtural.
0utro
âspectode
importânciaé
que{renitos
Caiuã apresentam certas caracterÍsticas
geot6cnicas quejustificam
tratá-ros
como
rmateriaisde baixa
resistênciarr,
como se verá no desenvolver deste trabaìho.Procurou-se
seguir
umraciocÍnio
que conduza ìogicamenteao
en quadrâmento dosarenitos referidos
no lugar
que thesó devido,
quanto
ås
suas propr iedades geotécn icas.
A compart¡mentação do maciço
arenÍtico
em função de suas proprie dades, particularmente geo mecânicas,foi
considerada commuito
interesse parapossib¡l¡tar
a
aplicaçãoseletiva
dos materiais,Considerou-se ainda oportuna
a
abordagem da questãorelativa
ãsespecificações
e
ensaìos que normal izama
apl icação geotêcnicados
materiais
de construção em nosso meiotécnico.
Com esseespÍrito,
ressaìtou_sea
contradiçãoentre ta¡s
especificaçõese
ensaios com as nossas reaì idadesfísicas¡
particularnrentecrimäticâs,
asquais
conferemãs
rochas
certosâtributos,
digamos assim, bastantesatisfatõrjos,
o suf¡c¡ente
parêjust¡_
f
icar
a
sua ut ¡ ì ização.3
1)
Aspectos mineraì69icose
petrogrãficos,
cujas sujeições
rerativamenteä
gênese, cimentação, ambiente de deposição
e
transporte são
inegáveis;2)
Elaboração de uma compartimentaçãotipoló9ica
dessesmateriâis,
es_ sencialmente
quaìitativa,
em função de descrições macroscópicas.Desta_
que a
âspectospart¡cuiâres
quanto âsanisotrop¡as
texturais
e
egtrutura¡s,
que corlferern' comojá
seviu
antes, dìversif
icaçõc.:ssignifi-cativas
no comportamênto dosmateriais
em questão;3)
As propriedadesfÍsicas,
onde setratará
da granulometria,inassas espe_
cíficas,
porosidades, porcentagem de saturação dosvazios
e as suas
va
riações
nosdiferentes tipos
estudados;4) oistinção
entre o
clesempenho dosarenitos
em função dasvariações
ci.cri
cas de umidecimento
e
secagenì,o
que determ¡na, emsíntese,
a
sua dura_
b i I idade;
5)
Aspectosreiativos
ås propriedades geomecånicas dosarenitos,
ou
seja
,sua res istênc
ia e
deforr¡abi ì idade, em correspondôncia àsvariações
das propriedadesfísicas
e
dosdiferentes t¡pos
existentesi
6)
Reflexões sobrea
suaaplicabiììdade,
proporcionadaspelo
desempenho va
riável
de seustipos
de acordo comdiversas
solicitações e diferentes
a
plicações,
procurando sempredar
reìevo aos aspectos,jã
mencionados que dízem
respeito
åsespecificações,
ensaiose
critérios reaiistas
de aplicação.Sem
pretender,
evidentemente, esgotår essas propostas,espera_se que
o
interessepelo
tema dotrabalho seja
despertado,levando
a um
apro_ fundamento cada vez maior dos conhecimentos geotécnicos dosarenitos
caiuáe
de rochassinilares.
Es tado dä arte
Pode-se
afirmar
que muito pouco se faz, até
o
momento,quanto
ã
se compreender
o
conportamento geotécnico dosArenitos Caiuá.
lsto se
e¡plica,
empàrte,
pelo
fato
de que essas rochas sedimentaresestão
sendo estudadas, do ponto de
vista
geoìógico, com mais empenho apenôs recentemente.
É
inegãvel queo
escìarec¡mento depârtÌcuìaridades geológicas,
princi
palmentegenéticas,
representamfatores
de
importãncia naelucÌdação
dos parâmetros geotácnicos dos
arenitos
em questão"4
tÍficas
dotipo
pesquisa outrabalhos
técnicos visandoa
îndividualizaçãogeotécn
ica
de rochas brandas,
pârt ¡cu rarmente aren itos.
serão c r tadosa
seguir,
alguns trabalhosque, pelo
seuteor, apresentem
alguma identificação
queauxiìiem,
de aìguma maneira, na compreensãodos
parâmetros geotécn i cos dos a ren i tos .Num trðbaìho que provavelmente
seja
únîco, at6
o
movimento, po¡sse
trata
de um estudo aplicado dosArenitos
Caiuá, Robert (1956) estuda osmesmos
utiìizados,
como baseestabiìizada
parafins rodoviários.
Concìuique'
na impossibiìidade de se executêra
basee
sub-base dasestradas
corn
agregados de rocha, dadas as
diståncias
exageradas detransporte,
na
re_gião
NE do Paraná, a melhor soluçãoseria
o
aprove¡tamento deareia argilo
-si
ìtosa,
proveniente da desagregação dos bancos dearenÌto.
Acrescentaque
o
probìemê se resume na construção de uma base capaz desuportar
os esforços transmitidos
pelosveÍculos
arravés da camada de desgaste, pâra poster¡ormente
trânsn¡tÍ-ìos
respect¡vamenteã
sub_basee
base.I nvocando
a
exper iência
arner icana da 6poca, Robert
recomendatrês
tipos
deestabiìizantes:
1)
c ¡mento
porrÌand2)
Asra Ito
d i lu ído3)
AlcatrãoE pa
ra
uma densìdade põe um pavímento nas seguintesde
tråfego
inferior a
1000veÍculos/dia,
pro condições:especifica
a)
Sub-greide: Soìonâtural,
devidamente compactado,b)
Sub-base: Solonatural
ìocal,
compactados de acordo com as ções para cada caso.c)
Basg; |4¡sturâestabirizada,
de sorosìocais
com umdos
estabiUzantesmenc i onados ac ima .
d)
Camada de desoaste: Hacadame betuminosotipo
rrpenetração invertidal,com espessura compactada de5
cm.Tourenc (1974) aborda gener¡camente
o
temarfläteriais
de Constru ção'r analisando questõesrelativas ã classiticaçåo
e identificação
petrggrÉfica,
alteração
dos minerais eestruturas
dosreferidos materiais,
aten do-se aindaå
anárise das propriedades mecânicas que infruem nacrassrfica
ção.
Yoshida (1974)tr"t"
de aspectosrelativos å
petrografia,
ì4ecânlca dos Soìose
Hecãnica das Rochas nâ tecnologia demateriais
naturais
de5
Earton (1974) descreve a mudança no desempenho geotécnico de
aren¡tos
frìá
vels
da
lnglêterra
a alterações
de umidade durantea
amostragem. Nessa mesma
ilnha,
citam-se Raymond, Gaskin, Daviese
Van Dalen(tglS),
que aplicame
analisamos testes
devibrações,
cårregamentoe
triaxiais em
materiâ¡spara
lastros
de estradas deferro
do Canadã;e
Spence,Ramsey
e
Dhir(1974), que aval iam ensaios de
resistência
efetuados em agregadosde
vá r ¡ostipos
de rochas.lmportante
contribuição
é
dadapor
Bell
(1979), que estudou os arenitos
Fell,
de Northumberland,lngìâterra,
Eles foramexaminados
petregrãficamente,
o
queincluiu
anáìises modale textural
bem comosuâs
prg priedadesfísicas
e mecânicas, ouseja,
densìdade, porosidade, res¡stênc¡a, durezae
propriedadeseìásticas
a
várias
profundidades, Essasvárias
medi das foram correìacionadas paraavaìiar as
infruências
deuma
propriedade em relaçãoã outra.
Aquelas que infìuenciaram maissignificatìvamente, fc
ram consideradäs como as propriedades Índices maisúteis
e
utilizáveis
co mo base de umaclassificação
geotécnica detais
arenitos,
Esses
"rtu¿ol
permitlram
concluir
quea
resistência å
compressão simpies(oc)
tem signi_ficatlvas
correlações coma
resistência
ã
tração,
med idas de durezae
como
I'lódulo de Young. Segundoo autor,
das medidas de dureza, aquelas levadasa
efeito
comos
escleroscõpio shoree o
martelo de Schmidtsão
bastânreslmples
e
rápldas,
sendoos
seus resurtados relacionados signíficantemente comváríag
medldas deresistênciar
como
Móduìo de young, densidadee
poros í dade.
É
possÍvel
associar-seo
estudo dosArenìtos
tÌpo
Caiuá com aqueles
específicos
para rrmateriais debaixa
resistêncìa'r,
estaberecendo importantes
correlaçõesa
partlr
desse procedimento.0
assunto 'rCaracterlzação geotêcnica dematerlais
debalxa
resistônciarr,
apresentâevìdente
¡nteresse paraa
Geotecnìa, dado quetrata
demater¡als que estão sltuados numa
faìxa entre
os solos
caracterÍsticos
e os maclços rochosos francamente considerados comotal.
No entanto
os
interessados encontrarãode
infcio,
obstãcuìossig
nificatlvos
pôra sua abordagem, decorrentes daprópria
conceituação do quesejam
materiais
debaixa resistência.
Rocha
(.l977),
consc¡enre dessasdìficuldades,
Jãdisse
que
umaquestão básica que
se
levantaé
a
do conceito de rocha debaixa
resistên-cla,
que lmplìca
emdois
problemas:6
b)
Afixação do
ìimite
super¡or paraa
resistência.
Em recente
trabalho,
Melìo
(1979) chamaa
atenção parao
¡m
portante
fato
de queos
chamados horizontes decorrentesdo
perfir
de decom pos ição de rochas apenas existem na aparência,mas que os graus
de
prec! são nastentat¡vas
de que sejamutirizados
para
indicar
comportâmentos dist¡ntos
dosmateríais
aosquais
se referem, são extremamentepequenos,
Ele ainda serefere
aofato
de queexiste
um continuo absolutode
transição gradual dos parâmetros geotõcnicos médìos, de acordo coma
profundidade,e
cita
Deeree patton
(1971)
segundo osquais:
nAs descontinuidadesde
ca da zona constituem
o
único meioconfiãvel
paradistinguir
uma zonada
ou t ra, ',Adentrando mðis
o
assunto,
Mello analisa as
impl icações conti das no termorsoro residuarr
e
diz
que, de urn rado observa-sea
extrema hê
terogeneidade gue impera numa massa de
soro,
como no exempìo
dos
matacõesresiduais
envoìvidospor
argilas
siltosas
moìes;e
deoutro lado,
a
existência
das descontinu idades deestruturas
preservadas darocha
original,
e que podem,
tênto
uns comooutros,
condícionare
dominar,numa
primeira aproximação,
o
comportamento dos parâmetros geotêcnicosdo solo.
Kanj
¡
(1975)focaìiza
de maneira bêsranre conv¡ncentea
questão das proprledades mecânicas dos chamados
materia¡s
detransição,
e
que
pe demconsistir de
(r)
rocha intemperizada mais oumenos uniformemente,
e
cuja
resistôncia
seja
maior que a dosolo, ou (2)
de bìocos de rocha dura ou
pouco intemperizada, circundados ou alternados
por
solos,
queé
o
cðso mais comum. Cirando Deeree
patron
(1971), Vargas(lg7l),
Barata
(1969)
eShowers (1963), Kanj
i
se detémå
anárise dostipos característ¡cos
que com
põem
a faixa
dosmateriais
detransição,
entendendocomo sendo
os
saprolitos
e os maciços rochosos,os
seuslimites,
0ssaprolitos,
têms¡do estuda dos
pela
|4ecânica dos Solos convencional, merecendo porémas feições
geoló
gicas
que apresenta, como as descontinu idadese anisotropla,
uma abordagemparalela.
Showers (1963) descreve com pormenores
sap16litos
derochas
srgníticas
ou equivaìentes, anaìisando aspectos de sua compressibilidade,per meabilidade
e resistência,
em função da composÌção mineralógicae
proprie_dades
fÍsicas,
comoíndice
de vazios.vargas (1974)
procura
identificar
osmater¡âis situados
na
zonêentre
materiais
transformados em sorose
a
rocha sã oufissurada,
dosubs-trato
rochoso. Estabelece que essesmateriais são,
basicamente:solos
7
Tem-se desenvolvido importantes estudos
reìativos
ã
caracterização geotécnica dos
mâteriais
de baixaresistência,
particuìarmente
no
quese
refere
aosgranitos
alterados.
Dearman (1976) elâborou umtrabalho
noqual
propõe uma avaìiação em separado dos estudos da des integraçãofÍsica,
quimicae
solução daqueìas rochas.Ele
cons ìderaser a
solução um importante
componentedo
intemper i smo de rochas s i I icatadas,
comprovandoos
s igni-ficativos
aumentos usuais na porosidade como
progredir
do
intemper¡smo.ln do além, Baynese
Dearman(1978),
revelam os estudos doImicrotexturasfl
degranitos
alterados,
relacionados ãs porosidades geotécnicas dos mesmos. Se gundoeles,
as mudanças nasreferidas
propriedades induzidaspelo
intempe-rìsmo sãoatribuÍdas
ao microfraturamento, peìa aberturados
limites
exteriores
dos grãos e desenvolvimento de porosidadeintergranuìar.
Desenvoì vem um modelo, envolvendoa
rrmicrotexturarr de produtosârgilosos
de
intem-perismoe
a
¡ntensidadedeste,
paraexplicar
osvaìores
tipicamente eìeva-dos dos ânguìos deresistência
¡nterna dessemateriaì,
e
se preocupam também com
a
anáìise
de sua deformabi I idade.Kowalski
(ì975)
exam¡na as d¡ferenciações nas propriedades de resistência
de'och¿¡s
dentro
dâ zonade
infìuência dô
íntemperismo.
conclui que mudançascíclicas
reduzerna
resistêncîa,
levamå
expansãoe
redução devolume. Registra que
ta¡s
processos originam e,/ou acentuam uma anisotropiaprimãria
das rochase
no seu fraturamento, quandoa
rochaé
maciça, condu-zema
um acamamentoou
ìaminação aparentee
quandoeìa
já
é estratificada,
ìevaa
uma separação daestratificação.
Tentat¡vas têm
sido
feítas
paracorrelacionar
índices
deaìtera-ção
obtidos a
partir
de amostras de uma rocha em dìversosestágios
dealte
ração, e os mesmos Índíces
obtidos
emlaborat6rìo.
Aires-Barros
(lg7B)
desenvolveu esse
tipo
de estudo com uma grauvâca, Amostras dessarocha
emtrôs diferentes
estãgios dea)teração,
foram coìetadas de uma sondagem vertical
e
os processosde
intemperismo foram avaliadospor
observaçõesgeo-quÍmicas
e petrológicas,
Oprimeiro
processopossibilitou
avaliar a
perda ou ganho de elementos quÍmicos, Seguiu-se aquantificação
do
intemper¡smoatravés da
utilização
dos'ríndices
deaìterabiìidade¡r
e
finaìmentea
apli-cação desses índices
ãs
rochasreferidas.
Finalmente, segundoainda
esteêutor, as
rochas foram submetidasa
testes
de ',envelhecimentortdo
tipo
tér
mico.
I
devem, no
ìaboratório,
serem submetidasa
5
anos decondições
de
tesre,
quando secas,e
a I
ano, quando saturadas, paraatingir
asmesmas
condi_ ções das amos tras
naturais.Onodera, yoshinaka
e
Oda(r974)
rear izaram ensaiostriaxíais
comgranitos
sãose
alçerados, determinando parâmetros cornparativospara
osvários tipos
ensaiados.Tais
ensaios foram efetuados com corposde
provâcom
alturas e
diâñetros
de,
respectivamente 10e
5
cm, queforarn
submeti_ dosê
contra-pressõesde
l0
a
20 *g/cnz para prover uma saturação completae em seguîda
a
pressões confinantes de 100 Kglcm2e a carregâmentos
com êumentos. de 5a
10 Rg/cn2por minuto,
ConcìuÍram que osvalores
do
ânguìo
de
atrito
interno
{
variava
de 5Ooa 600 para exemplares razoavelmente sãos,e
de 30oa 40o para aqueìes altamentealterados,
0bservaram também que, uma mudançade
atê 7% na poros idade em rochas altamente intemperizados,o
de_ créscimo de
S¡
correspondenteé
pequeno. Noentanto, o
mesmonão
ocorrecom
a
coesão aparentec',
pois o
aumento da porosidadede
l,l a
\%
faz
con que aquele parâmetrovarie
de
150a
50
Kg/cn2. 0s mesmosautores
afirmam que mesmo numgranito
com poros idade maior gue3
a
42,
osvaìores
de
clainda permanecem
por
volta
de!0o,
e
explicam queisto
se deve emparte
âo
efeito
de aìguma coesãoresiduar
dosconstituintes granurares
reracionadaã
umacerta
coesãoestrutural
dos mesmos, devidaa
certo
entreìaçâmento dosgrãos, e
quandoê
poros îdade torna-se rnaior que 15a
20%,a
desintegra çãoterá
avançadoa
umtal
estãg¡ô que agueìa coesãoestrutural
deixa
deexistir,
Ì4uito se tem
faìado e
escrito
a
respeito da
¡nfluêncìa
dos parâ-metros deresistência
mecânica demateriais basãrticos
arterados
particu-lârnrente
os
t¡pos
brechóides,e
osmateriais
secundãriosexistentes
em juntas e fraturas
de grande extensão, nos derramesbasálticos.
Semdúvida
al gumatal
influôncia
nãoá
de maneira aìgumanegìigiveì e
podeser
constâtada
facilmente
a
partir
dos ensaios geomecânicos executâdos paravários
projetos
de fundações de barragens. Normarrnente,tais
feições
sãoparticurari
zadas como sendo basartos brechados com inúmeras
fraturas
preenchidas
pormèteriais argilosos
brancoe
creme,tipos
vesiculares e
vesÍculo_amigdaìoidais alterðdos,
comfrâturas
preenchidas peìos mesmosprodutos
argiìososjË
mencionados' ou mesmocaìcita,
ounÍveis
de contatosentre
derrames.Re
gistraram-se,
para essasfeições,
em ensaìos realizados emfundações
debarragens como
lìha
Solteir¿,
São Simão, Água Vermelha eoutras,
valores de ângulo deatrito þ'rìn
naturêrt,
variáveis entre
l30e 350.Vemos
quetais
vaìores
correspondem, sem sombra dedúvida,
âosmâter¡âis
de
baixa9
Kanj
i
(1969) preocupou-se com a questão daresistência da
inrer-faces
solo-rocha,
queconfigura,
semdúvida,
uma regiãode
propriedades mecânicascríticas.
pârt¡u
dahip6tese,
anteriormente Ievêntadapor
outrosâutores,
de que aquelainterfaces
possuiaresístência
rnenor do queo
solo quedeìê
fêziô parte,
considerado isoladamente. Ensaiou entãoamostras
de 6x6cm em uma caixa de cisaìhamento com velocidades de deformaçãode 2
xl0 -
a
5,2
x
10'
poì/min,
com desìocamentos máximos de0,J2
pol.
Essasamostras consistiam de
calcårio
ondeo
solo na interfaces
soìo_rocha
eracompos
to
pela
sequinte misturâ:Quartzo
Caolinita
I I ¡ta
Hinerais
de camadas compostasClorÌta
302
10%
20%
152
Taì mistura resultou
numsiìte
comêreia
fina,
comÍndice
deplasticidade de
12"Á,A interfaces
era
dedois
tÌpos;
umresuìtante
dâ
superfÍcie
dopróprio corte
da rocha em duaspartes,
originando umasuperfÍ-cie irregular;
o
outro
produzidopor
pol imento em mesapetrogrãfica
giratõ
ria.
Kanj
i
conclui
que,
noprimeiro,
sob a mesma deformaçãode
O,3Zpol.,
o
decr6scimo deresistôncia
é muito ma¡or paraa
interfaces
do
quepara
o
solo
unicamente, implicando,tal fato,
na redução do tempo de estê_bilização
de maciços rochosos,cujas resístências
tenhamsido
mobiìizadas. Quanto ao segundo caso, observou quea resistência da
interfaces temvalor
bem mais próximo quea
do solo,Kanj
i
sugeriu enrão na época (1969) que se definissem as magnltu desdas irregularidades da
interfaces a
part¡r
daqual
a
redução de resis_ tãncia
é
mais
observada.Kanj