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Rochas Sedimentares
Intr. Eng. Geotécnica
Rochas Sedimentares
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Rochas que resultam da desintegração e decomposição de rochas preexistentes (magmáticas, metamórficas ou sedimentares), graças a ação de intemperismo (conjunto de processos mecânicos, químicos e biológicos que ocasionam a transformação das rochas em sedimentos)
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Formação de rochas sedimentares
Formação de rochas sedimentares
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- Pré-existência de rochas- Presença de agentes móveis ou imóveis que desagreguem ou desintegrem aquelas rochas- Presença de agente transportador dos sedimentos- Deposição deste material em uma bacia de acumulação continental ou marinha- Consolidação desses sedimentos- Litificação (Diagênese): transformação do sedimento em rochas definitivas (bacias sedimentares). Último processo de formação das rochas sedimentares. É dividido em:
Condições para a formação de rochas sedimentares
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-CIMENTAÇÃO: Cristalização de material carreado pela água que percola pelos vazios do sedimento (espaço de vazios deixados pelas partículas sólidas), preenchendo-os e dando coesão ao material
- COMPACTAÇÃO: Compressão dos sedimentos devido ao peso daqueles sobrepostos, havendo gradual diminuição da porosidade (redução de vazios)
- AUTIGÊNESE: Formação de novos minerais in situ (por cristalização)
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- Conjunto de processos que ocasionam a desintegração (ação física) e a decomposição (ação química) das rochas e dos minerais, por ação de agentes atmosféricos e biológicos.
- Importância geológica: destruição das rochas para originar:* Sedimentos (arenoso, argiloso... , granulometria e
composição uniformes)* Solos (mistura ou não de sedimentos)* Rochas sedimentares (sedimentos cimentados)
Intemperismo ou meteorização
Intemperismo ou meteorização- BENFÍCIOS ECONÔMICOS:· Concentração de minerais úteis ou minérios (ouro, platina, pedras preciosas, etc);· Formação de depósitos enriquecidos de Cu, Mn, Ni, etc.
- DIFERENÇA ENTRE INTEMPERISMO E EROSÃO:· INTEMPERISMO: fenômeno de alteração das rochas executado por agentes essencialmente imóveis;
· EROSÃO: remoção e transporte dos materiais por meio de agentes móveis (água, vento).
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Intemperismo ou meteorização
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Intemperismo físico
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- Desintegração das rochas, que é a ruptura das rochas inicialmente em fendas (fraturas), progredindo para partículas de tamanhos menores sem, no entanto, haver mudança na composição, constituindo apenas em fraturamento da rocha.
- Agentes: - VARIAÇÃO DA TEMPERATURA- CONGELAMENTO DA ÁGUA- AÇÃO FÍSICA DE VEGETAIS- CRISTALIZAÇÃO DE SAIS
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Intemperismo físico
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Variação da temperatura: contração e expansão
Intemperismo x Clima
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Intemperismo físico
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Congelamento da água: aumento de volume
Intemperismo físico
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Ação física dos vegetais
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Intemperismo químico
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- Decomposição das rochas: a presença de trincas (fendas) permite a circulação da água e de agentes químicos, que em contato direto com os diversos minerais existentes contribui para a sua decomposição (alteração da composição).
- Agentes- HIDRÓLISE- HIDRATAÇÃO- OXIDAÇÃO- CARBONATAÇÃO- AÇÃO QUÍMICA DOS ORGANISMOS E MATERIAIS ORGÂNICOS
Intemperismo químico: Hidrólise
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Combinação de íons da água com os compostos: formação de novas substâncias.
Ex: FELDSPATO ORTOCLÁSIO
2K(AlSi3O8)+ 2H+ +H2O 2K+ + 4SiO2 + Al2Si2O5(OH)4Ortoclásio sílica caulinita
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Intemperismo químico: Hidratação
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Adição de moléculas de água aos minerais formando novos compostos
Ex: CaSO4 + H2O CaSO4 . 2H2O
Provoca também o aumento de volume: desintegraçãomuito variada
Intemperismo químico: Carbonatação
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- Decomposição por CO2.
Ex: CO2 + H2O H2CO3
O CO2 contido na água forma ácido carbônico
CaCO3 + H2CO3 Ca(HCO3)2
(calcita) + (ác. carb.) (bicarbonato de cálcio)
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Intemperismo químico: Oxidação
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Decomposição dos minerais pela ação oxidante de O2 e CO2
dissolvidos na água: hidratos, óxidos, carbonatos, etc.
Minerais contendo Fe, Mn, S, Cu: + susceptíveis à oxidação
Exemplo: Fe++ Fe+++
Decomposição da rocha
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Decomposição da rocha
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Classificação das rochas sedimentares
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Rochas de origem mecânica
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- Rochas grosseiras> 2 mm, originadas por depósitos de aluvião.
Tipos:a) Conglomerados: fragmentos arredondados, transportados
e depositados. O tamanho varia de seixos até matacões.
b) Brechas: fragmentos angulosos e cimentados por sílica, carbonato de cálcio, etc; o que demonstra que o transporte não foi muito grande.
Rochas de origem mecânica
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- Rochas arenosasSão as mais representativas e comuns, com diâmetros entre 0,01 e 2 mm.a)Arenitos: constituídas substancialmente de partículas ou grânulos de quartzo detrítico, sub-angulares ou angulares. O cimento pode ser sílica, carbonato e cálcio, substâncias ferruginosas, etc.b) Siltito: granulação finíssima ~ 0,01 mm, formados por erosão fluvial, lacustre ou glacial. Apresentam camadas muito finas identificadas por diferentes faixas coloridas (películas de óxido de Fe).
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Rochas de origem mecânica
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- Rochas argilosasRepresentadas pelos mais finos sedimentos mecanicamente formados, com < 0,01 mm até dimensões coloidais. São divididos em três grupos:a) Grupo do caulimb) Grupo da montmorillonitac) Grupo das illitas (hidrômicas)
Ex: folhelhos (camadas horizontais bem destacadas em planos) e argilito (planos horizontais são menos comuns).
Rochas de origem mecânica
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Rochas de origem química
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a) Calcárias: precipitados em bacias através de mudanças físico-químicas do meio.Ex. mármore travertino, crescimento de estalactites e estalagmites, dolomitos, etc.
b) Ferruginosas: origem inorgânica e química.
c) Silicosas: precipitação de soluções cujo constituinte predominante é a sílica. Ex. sílex de origem química.
d) Salinas: produto da precipitação química das bacias.Ex. cloretos, sulfatos, boratos, nitratos, etc.
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Rochas de origem química
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Calcário
Rochas de origem orgânica
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a) Calcárias: acúmulo de conchas ou carapaças de composição carbonatada.
b) Carbonosas: acúmulo de matéria vegetal com posterior carbonização, total ou parcial, e consolidada. Compreende as turfas e carvões (lignito, carvão betuminoso e antracito)
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Rochas de origem orgânica
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Calcário coquífero Carvão mineral (turfa)
Aplicações práticas de rochas sedimentares
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1. CONSTRUÇÃO CIVIL – EDIFICAÇÕES- Bem cimentadas: blocos de fundação e de alvenaria,
calçadas, meio fio, etc.- Pouco cimentadas: areias para concreto, lamitos para
tijolos e cerâmicas
2. ATERROS- Solos argilo-arenosos, que combinam o atrito das
areias com a coesão das argilas- Se forem predominantemente arenosos ficam
vulneráveis à erosão da chuva e vento
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Aplicações práticas de rochas sedimentares
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3. TALUDES e TÚNEIS- Estabilidade depende da direção do plano de
estratificação da rocha
Túneis
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Aplicações práticas de rochas sedimentares
- 1: túnel sempre nas mesmas camadas horizontais: risco de desplacamento do teto por flexão.
- 2: túnel corta camadas diferentes, mergulhantes: a escavação descalça as placas de rochas, causando desmoronamentos.
- 3: túnel corta camadas verticais diferentes: favorável, não há descalçamento das placas de rocha na escavação.
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Aplicações práticas de rochas sedimentares
4: túnel corta as mesmas camadas mergulhantes: desfavorável no pé-direito do lado direito e favorável do lado esquerdo. Exigido espessura assimétrica da abóbada de CA
5: túnel atravessa as mesmas camadas verticais: as lajes são descalças durante a escavação. O desmoronamento é < do que quando são encontradas camadas horizontais
6: túnel atravessa camadas mergulhantes 2 vezes: desfavorável no teto do pé-direito esquerdo e favorável do lado direito.
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4) BARRAGENS:
Aplicações práticas de rochas sedimentares
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5) PROBLEMAS DE EROSÃO:
Aplicações práticas de rochas sedimentares
- EROSÃO INTERNA: percolação de águas ácidas através das camadas, dissolvendo o CaCO3 e deixando nas camadas vizinhas que irão progressivamente aumentando até atingirem cavernas de gdes dimensões
- EROSÃO EXTERNA: provocadas pelas águas que saem da barragem, via estruturas hidráulicas, como o vertedouro, a descarga de fundo, etc. Estas correntes podem ser dotadas de gde velocidade, carreando volumes enormes de rochas sedimentares pouco ou medianamente cimentadas.
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6) FUNDAÇÕES:
Aplicações práticas de rochas sedimentares
- Os sedimentos recentes concentrados nas planícies de inundação dos cursos d´água (em pleno processo de erosão-transporte-deposição e que ainda não sofreram mais diagênese), mostram caract. que influem nos projetos de fundações: presença de água muito próxima da superfície e a presença de camadas lenticulares de argila (argila mole).
- Problemas associados à rochas calcárias em contato com águas ácidas, provocando erosão interna, e arenitos pouco cimentados que estão sujeitos à erosão externa.
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