CLASSIFICAO DE MACIOS ROCHOSOS ? Classificao de Lauffer (1958) Stand-up time (perodo

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  • CLASSIFICAO DE MACIOS

    ROCHOSOS

    CLASSIFICAO DE MACIOS

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    ROCHOSOS

    Interesse das classificaes de macios:

    Definio de parmetros que caracterizam o terreno

    Baseadas em observaes ou ensaios simples

    Classificao/linguagem universal

    Checklist dos parmetros mais importantes

    Independente de quem as aplica

    Baseadas em experincia/casos de obra

    Comparao com situaes semelhantes

    Indicao (bsica) de medidas a adoptar (sustimento)

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    Os sistemas de classificao de macios rochosos

    tm por objectivo a caracterizao da estabilidade

    dos macios rochosos quando interessados por

    obras de engenharia civil

    Foram inicialmente criados para aplicao em

    estruturas subterrneas

    Importante:

    Caracterizao do material rocha (caracterizao

    mecnica em laboratrio)

    Estudo das descontinuidades (observao e ensaios

    in situ)

    Descrio do macio

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    Propriedades Mtodos de determinao

    Composio mineralgica

    Fbrica e textura

    Tamanho de gro

    Cor

    Descrio visual

    Microscopia

    Difraco de raios X

    Porosidade (n)

    Peso especfico ()

    Teor em gua

    Tcnicas de laboratrio

    Permeabilidade (coeficiente de

    permeabilidade, k)

    Ensaio de permeabilidade

    Propriedades de

    identificao e

    classificao

    Durabilidade

    Alterabilidade (ndice de

    alterabilidade)

    Ensaios de alterabilidade

    Resistncia compresso simples

    (c)

    Ensaio de compresso uniaxial

    Ensaio de carga pontual

    Martelo de Schmidt

    Resistncia traco (t) Ensaio de traco directa Ensaio de traco indirecta

    Velocidade de ondas snicas (Vp, Vs) Medida de velocidade de ondas elsticas em

    laboratrio

    Resistncia (parmetros c e ) Ensaio de compresso triaxial

    Propriedades

    mecnicas

    Deformabilidade (mdulos de

    deformabilidade elstica estticos e

    dinmicos: E, )

    Ensaio de compresso uniaxial

    Ensaio de velocidade snica

    Material rocha

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    Caracterizao superficial com base em

    afloramentos e superfcies de escavao

    Caracterizao em profundidade com

    recurso a sondagens (execuo de logs)

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    Numa escavao subterrnea pretende-se:

    Utilizar o macio como principal material estrutural

    Provocar a menor perturbao ao macio

    Utilizar apenas quando e se necessrio medidas de sustimento (o

    menos possvel)

    As classificaes mais antigas tinham carcter qualitativo, enquanto as

    mais recentes so baseadas na quantificao de parmetros simples,

    que se traduzem no estabelecimento de graus de qualidade dos

    macios e permitem estimar as suas propriedades resistentes globais

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    Classificao de Terzaghi (1946)

    Carga no suporte

    Aplicao essencialmente em rochas brandas, com aplicao de perfis

    metlicos

    Diviso em 7 classes, considerando:

    Modo de jazida

    Estado de fracturao

    No considera a litologia

    Classes: de rocha intacta a rocha expansiva

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    Classificao de Lauffer (1958) Stand-up time (perodo auto-portante) depende de

    Orientao do eixo do tnel

    Forma da seco

    Mtodo de escavao

    Mtodo de suporte

    Span = vo livre (distncia entre a frente de escavao e o ltimo

    suporte, se for maior do que o dimetro.

    Quanto maior o vo, menor o perodo auto-portante

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    Nota: as classes no grfico

    so as definidas por

    Terzaghi

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    Relaciona as caractersticas do macio, o tipo de escavao e o suporte a

    aplicar

    Princpios bsicos: Mobilizao da capacidade de suporte

    Emprego de beto projectado

    Sustimentos flexveis

    Fecho da soleira em macios muito alterados

    Observao permanente (para definir momento de aplicao do suporte)

    Permite aligeirar o suporte

    Aplicado em macios muito fracturados ou de m qualidade

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    Rock Structure Rating (RSR) (1972) Primeira classificao paramtrica

    A Geologia (litologia, estrutura, resistncia) (ex. metamrfica,

    pouco dobrada, mdia)

    B Geometria (espaamento e atitude das diaclases face

    escavao) (ex. normal ou paralela ao eixo, inclinao)

    C Condies hidrogeolgicas e preenchimento das fracturas

    Calcula a carga sobre o suporte e recomenda suporte

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    C) Classificao Geomecnica (Bieniawski, 1973)

    Tem por objectivo determinar a relao entre o vo livre do tnel e o tempo de sustentao sem suporte;

    Estima a coeso e o ngulo de atrito para cada classe de macio;

    Atribui pesos a seis parmetros, com base na observao de um grande nmero de tneis

    Parmetros: Resistncia compresso simples

    RQD

    Espaamento entre fractura

    Orientao das fracturas

    Caractersticas das fracturas

    Caudal

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    Macios so classificados quanto qualidade em 5 classes

    Aps classificao do macio numa das 5 classes, relaciona com o perodo de auto-sustentao e necessidade de suporte (pregagens e ancoragens, beto projectado e perfis metlicos)

    Quando indica o suporte primrio pressupe que:

    o dimetro do tnel seja cerca de 10m

    a tenso vertical no exceda 25MPa

    que a escavao seja por explosivos

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    ROCHOSOS

    Guia para a escavao e suporte de tneis (Bieniawski, 1979)

    Seco tipo = ferradura; dimetro = 10 metros; Tenso vertical < 25 MPa; Escavao com explosivos

    Suporte Classe do

    macio

    Escavao

    Pregagens Beto Projectado Cambotas Muito Boa

    I

    RMR = 81-100

    Seco total

    3 metros de avano

    Geralmente no requer suporte com a excepo de pregagens ocasionais

    Boa

    II

    RMR = 61-80

    Seco total

    1 a 1,5 metros de avano

    suporte completo a 20 m da

    frente

    Pregagens de 3 m de

    compr., espaadas de 2,5

    m, ocasional/ com malha

    em certas zonas do tecto.

    50 mm no tecto

    quando necessrio

    Nenhum

    Razovel

    III

    RMR = 41-60

    Seco parcial (frente e

    rebaixo). Avano 1,5 a 3 m.

    Incio do suporte aps cada

    fogo. Suporte completo a 10 m.

    Pregagens sistemticas c/

    4 m de compr., espaadas

    de 2 m nas paredes e

    tectos, com malha no

    tecto.

    50-100 mm no tecto

    30 mm nas paredes

    Nenhum

    Fraca

    IV

    RMR = 21-40

    Seco parcial (frente e

    rebaixo). Avano 1 a 1,5 m.

    Instalao do suporte

    concomitantemente com a

    escavao.

    Pregagens sistemticas

    com 4-5 m de compr.,

    espaadas de 1-1,5 m,

    com malha no tecto e nas

    paredes.

    100- 150 mm no tecto

    100 mm nas paredes

    Cambotas leves

    espaadas de 1,5 m

    Muito fraca

    V

    RMR < 20

    Seces mltiplas. Avano

    0,5-1,5 m. Instalao do suporte

    concomitantemente com a

    escavao. Beto projectado

    logo aps o fogo.

    Pregagens sistemticas

    com 5-6 m de compr.,

    espaadas de 1-1,5 m,

    com malha no tecto e

    paredes. Pregagens na

    soleira.

    100-150 mm no tecto

    100 mm nas paredes

    Cambotas mdias a

    pesadas espaadas de

    0,75 m.

    Fechamento da

    soleira

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    O ndice RMR tem sido correlacionado com o mdulo de deformabilidade

    do macio rochoso:

    Em = 2RMR 100 (para RMR>50) (Bieniawski, 1978)

    Em = 10 (RMR-10)/40 (Serafim e Pereira, 1983)

    (valores em GPa)

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    D) Classificao de Barton, Lien e Lunde (1974) Q System

    Analisam seis parmetros a que atribuem pesos

    RQD

    Jn n de famlias de fracturas

    Jr rugosidade das fracturas

    Ja alterao das paredes das fracturas

    Jw caudal

    SRF Stress Reduction Factor (carateriza o estado de tenso em profundidade)

    Q = (RQD / Jn) . (Jr / Ja) . (Jw / SRF)

    Representativo do

    tamanho dos blocos

    Representativo da resistncia ao corte

    Representativo da tenso efectiva

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    A classificao tem por objectivo definir o tipo de suporte necessrio estabilidade de macios rochosos interessados na construo de tneis de diversos vos.

    Q pode variar entre 0,0001 e 1000

    a classificao mais sensvel avaliao da resistncia das descontinuidades

    Relao entre RMR e Q

    RMR = 9 ln Q + 44 para tneis em Eng Civil

    RMR = 10,5 ln Q + 42 para tneis em minas

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    Figure 1.6: Chart for preliminary selection of support for underground

    excavations on the basis of the Tunnelling Quality Index Q published by

    Barton, Lien and Lunde (1974). The Excavation Support Ratio ESR

    depends upon the application for which the underground excavation has

    been designed. After Barton (1989).

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    Zonamento geotcnico

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