Post on 24-Jul-2015
WORKSHOP
PROJECTO GeoSIS_Lx PROJECTO GeoSIS_Lx –– PTDC/ECM/64167/2006PTDC/ECM/64167/2006
Modelação e cartografia geológica e geotécnica tridimensional em áreas urbanas – Aplicação a Lisboa -
Caracterização geotécnica das Argilas Miocénicas de Lisboa
Algumas tendências para as Camadas de Prazeres e Argilas do Forno do Tijolo
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Estrutura da apresentação
• Introdução
– Enquadramento geral
– Enquadramento geológicodas argilas Miocénicas
• Composição e mineralogia
– Análises por difracção de Raios-X
– Observação microscópica
• Características físicas
• Características mecânicas
• Conclusões
• Trabalhos em curso
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Introdução
• Enquadramento geológico
– Bacia formada no início do Terciário
– Sedimentação contínua
– Alternância de níveis continentais e marinhos
– 18 unidades litoestratigráficas identificadas: solos e rochas
– Formações argilosas mais relevantes: Camadas de Prazeres, Argilas do Forno do Tijolo e Argilas Azuis de Xabregas
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Composição e mineralogia
• Análise semi-quantitativa por difracção de Raios-X• Amostras da unidade Camadas de Prazeres • 7 Amostras recolhidas no Largo do Chiado• Profundidades entre 36m e 39,5m
• Observação macroscópica:– Silte argiloso de cor cinzenta escura– Fósseis marinhos bem conservados
(dimensão centimétrica)
• Observação microscópica :– Lâminas polidas – MOP– Lâminas polidas e fragmentos de amostra - MEV
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Análise por difracção de raios-X
• Análises mineralógicas das amostras totais
PiriteGessoCalciteFeld. Na
Feld. K
QuartzoCauliniteIliteMont.-Clorite
Cloriten.
5--8-28-52-77
71861331319486
71-942419324-5
61-1043018274-4
111310-302255133
82-832912344-2
9298430224391
(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Análise por difracção de raios-X
• Análises mineralógicas da fracção <2μm
PiriteGessoCalciteFeld. Na
Feld. K
QuartzoCauliniteIliteMont.-Clorite
Cloriten.
n/a7
--Vest.-Vest.Vest.15596196
-2--3134643135
------8747114
-2----7764113
-2----6774112
Vest.-Vest.-1511636141
(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Observação MEV
• Lâminas– Locais seleccionados a partir
do MOP– Cobertura com camada de
carbono • Fragmentos
– Montagem em suporte metálico de fragmentos de 6 amostras
– Fragmentos obtidos aleatoriamente
– Cobertura com camada de ouro-paládio
• Lâminas– Heterogeneidade da amostra
quanto à orientação e dimensão das partículas;
– Alguma orientação preferencial na lâmina cortada paralelamente à superfície do terreno;
– Clastos de quartzo com dimensões variáveis e diferente esfericidade
– Presença abundante de microfósseis
– Numerosos aglomerados de pirite framboidal
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Observação MEVMatriz granular Orientação preferencial
Partículas com formas e dimensões variáveis
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Observação MEV
Microfóssies Pirites framboidais
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Observação MEV
• Fragmentos
Grande variedade de dimensões de partículasEstrutura em favo de mel
Sulfuretos de ferro com diferentes estruturas cristalinas
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Observação MEV
Flocos com dimensão argila bem visíveisFragmentos de concha a interromper a matriz mais fina
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Características físicas
• Resultados de ensaios laboratoriais e in situ recolhidos– Cerca de 250 processos visados (1975 a 2008)– 345 amostras das Camadas de Prazeres– 97 amostras de Argilas do Forno do Tijolo– 12 amostras de Argilas Azuis de Xabregas
• Compilação de dados• Tratamento estatístico: valores máximos, mínimos,
médios, desvio padrão• Algumas correlações
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Características físicas - Camadas de Prazeres
• Alguma variabilidade na composição granulométrica
• Percentagem de argila quase constante em profundidade
33%
17%
50%
%argila
% areia
%silte
n=2
n=6
n=8
n=11
n=25
n=21
n=36
n=32
n=24
n=41
n=53
n=53
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Pro
f. (m
)
(345 amostras)
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Características físicas - Camadas de Prazeres
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110wL (%)
I P (%
)
0,39,45,211,85,3σ1,0620,320,440,419,9μ2,266,053,077,053,5Máx
0,064,013,019,07,5Mín.255304301301299n
IC (%)IP (%)wP (%)wL (%)w (%)
IP=0,78*(wL-13,8) [R2=0,93]
At=0,75
At=1,25 Argila de Londres(0,95)
Argila Weald(0,63)
Horten(0,42)
0
10
20
30
40
50
0 10 20 30 40 50
% Argila
Ip (%
)
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Características físicas - Camadas de Prazeres
0
10
20
30
40
50
60
0 20 40 60 80w, wL, wP (%)
Pro
f. (m
)
12 17 22 27γ, γd (kN/m3)
2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0G
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0e
γ =20,38 kN/m3 (±1,01)
γd=17,12kN/m3 (±1,24)
G=2,64 (±0,09) e=0,53 (±0,11)
(345 amostras)
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Características físicas - Argilas do Forno do Tijolo
• Granulometria mais fina
• Variação mais expressiva da granulometria em profundidade
33%
10%
57%
%argila
% areia
%silte
n=2
n=3
n=9
n=18
n=7
n=16
n=25
n=41
n=11
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
5
10
15
20
25
30
35
40
45P
rof.
(m)
(97 amostras)
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Características físicas – Argilas do Forno do Tijolo
0,38,13,79,74,5σ1,117,421,238,719,9μ2,341,032,065,033,5Máx.0,032,09,721,05,7Mín.98103103103102n
IC (%)IP (%)wP (%)wL (%)w (%)
IP=0,77*(wL-16) [R2=0,87]
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
wL (%)
I P (%
)
At=0,75
At=1,25 Argila de Londres(0,95)
Argila Weald(0,63)
Horten(0,42)
0
10
20
30
40
50
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00
% Argila
I P (%
)
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Características físicas – Argilas do Forno do Tijolo
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 20 40 60 80w, wL, wP (%)
Pro
f. (m
)
2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0G
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0e
12 17 22 27γ, γd (kN/m3)
γ =20,28 kN/m3 (±1,10)
γd=16,97kN/m3 (±0,95)
G=2,70 (±0,06) e=0,57 (±0,07)
(97 amostras)
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Características mecânicas
• Ensaios de laboratório– Ensaios de compressão uniaxial: 109(CP) + 44(FT)– Ensaios triaxiais de compressão e de extensão: 51(CP) + 24(FT)– Ensaios de corte directo: 4(CP) + 3(FT)– Ensaios edométricos: 15(CP) + 3(FT)
• Ensaios de campo– Ensaios sísmicos entre furos: 4 furos (CP) + 12 furos (FT)– Ensaios pressiométricos
• SBPT: 35(CP) + 4(FT)• Ménard: 89(CP) + 15(FT)
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Resistência à compressão uniaxial
• Grande dispersão de resultados
• Pouco significado estatístico
• qu (FT) < qu (CP)
0
10
20
30
40
50
60
0 400 800 1200 1600 2000qu (kPa)
Pro
f. (m
)
Camadasde Prazeres
0 400 800 1200qu (kPa)
Argilas doForno do Tijolo
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
• Argilas do Forno do Tijolo24 amostras; 5 locais; 14m a 34mc’=36kPa; φ’=33º [R2=0,84]
0
100
200
300
400
500
600
700
0 200 400 600 800 1000 1200 t' (kPa)
s (k
Pa)
Argilas do Forno do Tijolo
• Camadas de Prazeres50 amostras; 14 locais; 2m a 35mc’=15kPa; φ’=34º [R2=0,96]
0
200
400
600
800
1000
1200
0 500 1000 1500 2000t' (kPa)
s (k
Pa)
Camadas de Prazeres
Ensaios de compressão triaxial
• Envolventes de rotura
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
cu entre =290kPa e 480kPa
Ensaios de compressão triaxial
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 200 400 600 800cu (kPa)
Prof
. (m
)
Camadas de Prazeres
cu entre 50kPa e 685kPa
• Resistência não drenada
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 100 200 300 400 500 600cu (kPa)
Prof
. (m
)Argilas do Forno do Tijolo
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Ensaios edométricos
• Camadas de Prazeres:– 15 amostras – 5 locais– Prof. de 2,7m a 31m– Baixos níveis de tensão no
ensaio– Sem determinação de OCRCc entre 0,05 e 0,3Cr entre 0,03 e 0,06cv entre 2,1x10-8 e 6x10-7 m2/sk entre 2x10-11 e 5x10-8 m/s
• Argilas do Forno do Tijolo– 3 amostras– 1 local– Prof. de 14m a 18,6m– Baixos níveis de tensão no
ensaio– Sem determinação de OCRCc entre 0,02 e 0,04
cv entre 6x10-8 e 1,2x10-6 m2/s
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Ensaios sísmicos entre furos
20
25
30
35
40
45
50
0 1000 2000 3000 4000 5000E0 (MPa)
Pro
f. (m
)
Camadas de Prazeres
• Camadas de Prazeres– 4 furos– Prof. de 26m a 36m
E0 entre 1235MPa e 2705MPa
• Argilas do Forno do Tijolo– 12 furos– Prof. de 24m a 47m
E0 entre 609MPa e 6622MPa
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000E0 (MPa)
Argilas do Forno do Tijolo
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Ensaios com o Pressiómetro de Ménard
• Camadas de Prazeres:– 98 ensaios – Prof. de 3,5m a 46,5mEM entre 6MPa e 423MPa
• Argilas do Forno do Tijolo– 15 ensaios– Prof. de 12m a 45,5mEM entre 32MPa e 200MPa
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 100 200 300 400 500EM (MPa)
Pro
f. (m
)
Camadas dePrazeres
0 100 200 300 400 500EM (MPa)
Argilas doForno doTijolo
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Resistências não drenadas
Camadas de Prazeres
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 250 500 750 1000 1250
cu (kPa)
Pro
f. (m
)
Ménard
Triaxial
• Comparações
Pressiómetros:
cu (Ménard) = pl*/β(β=15)
cu (Triaxial) ≈ cu (Ménard)
Argilas do Forno do Tijolo
0 250 500 750 1000
cu (kPa)
Ménard
Triaxial
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Conclusões
Forma angulosa das partículasPresença de ilitePresença de feldspatos detríticos Presença de pirites
Deposição das Camadas de Prazeres sob influência da acção do mar
Camadas de Prazeres:
IP=0,78*(wL-13,8) [R2=0,93]
Argilas do Forno do Tijolo:
IP=0,77*(wL-16) [R2=0,87]
• Argilas do Forno do Tijolo com menores percentagens de areia
Actividade das argilas:– Camadas dos Prazeres - normal ou pouco activa (grande % ilite)– Argilas do Forno do Tijolo - pouco activa
• Boas correlações lineares de IP com wL para ambas as formações
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Conclusões
• Compressão uniaxial: qu (FT) < qu (CP)
• Ensaios Triaxiais: valores semelhantes para c’ e φ’; cu (CP) > cu (FT)
• Ensaios edométricos: baixos níveis de tensão
• Ensaios Cross-Hole: E0 (FT) > E0 (CP)
• Pressiómetro de Ménard: EM (CP) > EM (FT); cu (CP) ≈ cu (FT)
• Para as duas formações: cu (Triaxial) ≈ cu (Ménard)
Sem determinação de OCR
12 furos (FT) 4 furos (CP)
mais representadas
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
• Campo experimental, que interessa as Camadas de Prazeres
• Ensaios de campo já realizados:– SPT– Ensaios com o pressiómetro
de Ménard– Ensaios com o pressiómetro
Autoperfurador – Ensaios sísmicos entre furos
Trabalhos em curso
• A realizar:– recolha de amostras em bloco
(diferentes prof.)– Ensaios de laboratório:
• Identificação• Triaxiais• Edométricos clássicos e
de grande capacidade.
Análise conjunta de toda a informação para estabelecer com rigor alguns parâmetros geotécnicos, que se espera sejam úteis para o projecto em solos desta natureza.
PROJECTO GeoSIS_Lx – PTDC/ECM/64167/2006
CIUL 04 de Maio de 2011
Muito obrigada!