Cartografia geotécnica subterrânea do maciço granítico de Arca D'Água (sector de Carvalhido–Burgães): implicações para o modelo geomecânico comportamental

Este trabalho pretende enfatizar a importância da elaboração de uma base de dados extensa e robusta para o melhoramento da cartografia geotécnica subterrânea do maciço granítico do sector de Carvalhido–Burgães (Porto). Este estudo envolveu a análise e o refinamento das principais características geomecânicas ao longo de um traçado com cerca de 1220 m, para a caracterização do maciço rochoso da galeria subterrânea Carvalhido–Burgães. Para esta caracterização foram coligidos e uniformizados dados geológicos, geotécnicos e geomecânicos relativos a várias campanhas de campo, realizadas entre 2005 e 2011, tendo estado a técnica da amostragem linear aplicada ao grau de compartimentação do maciço rochoso na base do seu estudo. Além disso, procedeu‐se a um tratamento estatístico das descontinuidades, bem como dos parâmetros geológico‐geotécnicos e geomecânicos a estas associados. O zonamento geotécnico do maciço granítico foi realizado sempre em estreita ligação com o conhecimento das características do maciço in situ. Pretende‐se que esta metodologia contribua para um melhor conhecimento da compartimentação dos maciços rochosos em geral e, em particular, do modelo geomecânico comportamental do maciço rochoso do Porto.

Geotecnia dos túneis do maciço de Paranhos: avaliação hidrogeomecânica exploratória

As classificações geomecânicas são uma das abordagens mais reconhecidas para estimar a qualidade do maciço rochoso, face à sua simplicidade e competência para gerir incertezas. As incertezas geológicas e geotécnicas podem ser avaliadas de forma eficaz usando classificações adequadas. Este estudo pretende enfatizar a importância das classificações geomecânicas e índices geomecânicos, tais como a Rock Mass Rating (RMR), a Rock Tunnelling Quality Index (Qsystem), o Geological Strength Index (GSI) e o Hydro‐Potential (HP) Value, para ajuizar a qualidade do maciço rochoso granítico das galerias subterrâneas de Paranhos (setor de Carvalhido ‐ Burgães; área urbana do Porto). Em particular, o valor hidro‐potencial (HP‐value) é uma classificação semi‐quantitativa aplicada a maciços rochosos que permite estimar as infiltrações de água subterrânea em escavações de terrenos rochosos. Para esta avaliação foi compilada e integrada uma extensa base de dados geológico‐geotécnica e geomecânica, apoiada na técnica de amostragem linear de superfícies expostas descontinuidades. Para refinar o zonamento geotécnico do maciço rochoso granítico, previamente realizado em 2010, foram coletadas amostras de rocha em pontos‐chave, com o objetivo de avaliar a sua resistência através do Ensaio de Carga Pontual (PLT). A aplicação das classificações geomecânicas foi realizada de uma forma equilibrada, estabelecendo diferentes cenários e tendo sempre em conta o conhecimento das características do maciço in situ. Apresenta‐se uma proposta de zonamento hidrogeomecânico com o objetivo de compreender melhor a circulação geo‐hidráulica do maciço rochoso granítico. Pretende‐se com esta metodologia contribuir para aprofundar o conhecimento do substrato rochoso do Porto, nomeadamente no que diz respeito ao seu comportamento geomecânico.

Cartografia de zonamento geotécnico no apoio ao planeamento e valorização da exploração do georrecurso: o caso do maciço rochoso da Curviã (Joane)

Este trabalho centra-se no estudo do aproveitamento expectável do maciço rochoso da pedreira da Curviã N.o 2 (Joane, Vila Nova de Famalicão, no N Portugal), através da obtenção de um bloco unitário tipo que forneça indicações para a exploração do recurso geológico para fins industriais e/ou ornamentais. Desta forma, investiga-se se num dado limite de zona geotécnica do maciço rochoso e propicio a obtenção de blocos com dimensão, avaliados apos o processo de transformação, nomeadamente, para enrocamento em obras marítimas ou balastro em obras ferroviárias. Foram seleccionados diversos afloramentos, tendo-se recorrido a técnica de amostragem linear as superfícies expostas do maciço. Esta técnica e uma das formas mais expeditas de coligir dados geológico-geotécnicos relativos as descontinuidades. Procedeu-se, ainda, a um tratamento estatístico das descontinuidades, bem como dos parâmetros geológico-geotécnicos e geomecânicos a estas associadas, propostos pela Sociedade Internacional de Mecânica das Rochas (ISRM). Todos os dados foram representados cartograficamente numa base apoiada pelos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) e utilizadas as ferramentas de geologia estrutural, analise morfotectónica, modelação digital de terreno e cartografia de zonamento geotécnico. O zonamento geotécnico do maciço granítico foi realizado sempre em estreita ligação com o conhecimento das características do maciço ”in situ”. Pretende-se que esta metodologia contribua para um melhor conhecimento da compartimentação dos maciços rochosos em geral e, em particular, do modelo geotécnico comportamental do maciço rochoso da Curviã N.o2.

Estudo da antiga mina de volfrâmio das Aveleiras (Mire de Tibães): cartografia geotécnica e avaliação geomecânica

Este trabalho tem como objetivo sublinhar a importância de um estudo geológico‐geotécnico para apoiar a cartografia geotécnica do maciço rochoso subterrâneo da antiga mina de volfrâmio das Aveleiras (Mosteiro de Tibães, Braga). Foi realizado um trabalho de campo sistemático, ao longo de uma rede de galerias subterrâneas com uma extensão aproximada de 155 m. Estas galerias são constituídas, principalmente, por rochas metassedimentares, embora aflorem rochas graníticas num pequeno trecho de uma das galerias. A técnica de amostragem linear de descontinuidades aplicada ao grau de compartimentação do maciço rochoso esteve na base de todos os dados geológicos, geotécnicos e geomecânicos. Além disso, foram coligidos e integrados os dados de campanhas de campo anteriores, realizadas entre 2006 e 2011. Foram igualmente descritos os métodos de avaliação dos dados de campo, bem como a análise estatística dos parâmetros geológico‐geotécnicos. O zonamento geotécnico do maciço rochoso das Aveleiras foi desenvolvido tendo em conta o comportamento do maciço rochoso in situ, e foi apoiado por ensaios laboratoriais de resistência do material‐rocha através do Ensaio de Carga Pontual. Apresenta‐se uma proposta preliminar de zonamento geomecânico com o objectivo de apoiar o projeto de engenharia de maciços rochosos.

Cartografia de zonamento geotécnico em frentes de escavação de maciços rochosos heterogéneos (túnel do Marão): aplicação da classificação geomecânica GSI|2013

Este estudo pretende discutir a validade da aplicação da mais recente versão do “GSI – Geological Strength Index” (Hoek et al., 2013) em maciços rochosos heterogéneos por aplicação num projecto de obra subterrânea em execução. O estudo envolveu a caracterização geológicageotécnica nas duas frentes de escavação da frente “Poente” da empreitada de construção do Túnel do Marão (N de Portugal) tendo sido cartografados 305 metros no conjunto das duas frentes em 74 avanços consecutivos. Para esta caracterização foram coligidos e uniformizados dados geológicos, geotécnicos e geomecânicos relativos aos levantamentos realizados a cada avanço. A técnica da amostragem linear foi aplicada para a cartografia das descontinuidades que permitiu estabelecer o grau de compartimentação do maciço rochoso. Além disso, procedeu‐se a um tratamento estatístico das descontinuidades, bem como dos parâmetros geológico‐geotécnicos e geomecânicos associados. Os zonamentos geotécnicos e geomecânicos das secções em análise foram realizados sempre em estreita ligação com o conhecimento das características do maciço in situ. Procurou‐se estabelecer termos de comparação entre a versão do GSI|2013 e as versões anteriores (GSI|98, GSI|2001) por aplicação para os avanços cartografados. Pretende‐se que este trabalho contribua para um maior conhecimento da mais recente versão do “Geological Strength Index” (2013) para a sua aplicabilidade em projectos de geoengenharia.

Compartimentação fisiográfica do município de peruíbe, litoral de São Paulo - uma abordagem metodológica como subsídio à avaliação geotécnica de terrenos

This paper presents a method applied to the seacoast town of Peruibe, São Paulo State, Brazil. The method encompasses the application of remote sensing interpretation techniques and field survey to obtain geotechnical data and thus generate cartographic products composed of easily grouped units that work as database objects and can de used to assist geotechnical zoning. The so-called Compartmentalization Basic Units (CBUs) show the smallest land surface analyzed from its physiographic elements and have in their cores the same geotechnical properties, making it easier to analyze the potentialities and the fragilities of the physical environment and its susceptibility to the action of natural and anthropic processes. In the study area, sixty-eight units were individualized in which geotechnical properties were inferred by photo interpretation criteria, using textural properties of the image adjusted with field observations. The method proved to be easily reproducible, and is especially useful in regions where the absence of basic maps makes it impossible to establish homogeneous zones through traditional overlay of different topic informations.

Zoneamento geotécnico do sítio urbano do município de Rio Branco/AC e seus arredores, para fins de planejamento com ênfase à expansão urbana, através do sensoriamento remoto

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Subsídios geológicos para o planejamento e gestão ambiental do turismo em estâncias: estudo de caso em Paraguaçu Paulista (SP)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Volcanic stratigraphy, alteration zoning, and vein paragenesis of the Sascha-Pelligrini low-sulphidation epithermal system, Santa Cruz, Argentina

The Sascha-Pelligrini low-sulphidation epithermal system is located on the western edge of the Deseado Massif, Santa Cruz Province, Argentina. Outcrop sampling has returned values of up to 160g/t gold and 796g/t silver, with Mirasol Resources and Coeur D.Alene Mines currently exploring the property. Detailed mapping of the volcanic stratigraphy has defined three units that comprise the middle Jurassic Chon Aike Formation and two units that comprise the upper Jurassic La Matilde Formation. The Chon Aike Formation consists of rhyodacite ignimbrites and tuffs, with the La Matilde Formation including rhyolite ash and lithic tuffs. The volcanic sequence is intruded by a large flow-banded rhyolite dome, with small, spatially restricted granodiorite dykes and sills cropping out across the study area. ASTER multispectral mineral mapping, combined with PIMA (Portable Infrared Mineral Analyser) and XRD (X-ray diffraction) analysis defines an alteration pattern that zones from laumontite-montmorillonite, to illite-pyritechlorite, followed by a quartz-illite-smectite-pyrite-adularia vein selvage. Supergene kaolinite and steam-heated acid-sulphate kaolinite-alunite-opal alteration horizons crop out along the Sascha Vein trend and Pelligrini respectively. Paragenetically, epithermal veining varies from chalcedonic to saccharoidal with minor bladed textures, colloform/crustiform-banded with visible electrum and acanthite, crustiform-banded grey chalcedonic to jasperoidal with fine pyrite, and crystalline comb quartz. Geothermometry of mineralised veins constrains formation temperatures from 174.8 to 205.1¡ÆC and correlates with the stability field for the interstratified illite-smectite vein selvage. Vein morphology, mineralogy and associated alteration are controlled by host rock rheology, permeability, and depth of the palaeo-water table. Mineralisation within ginguro banded veins resulted from fluctuating fluid pH associated with selenide-rich magmatic pulses, pressure release boiling and wall-rock silicate buffering. The study of the Sascha-Pelligrini epithermal system will form the basis for a deposit-specific model helping to clarify the current understanding of epithermal deposits, and may serve as a template for exploration of similar epithermal deposits throughout Santa Cruz.

Development priority zoning (DPZ)-led scenario simulation for regional land use change : the case of Suichang County, China

China has experienced an extraordinary level of economic development since the 1990s, following excessive competition between different regions. This has resulted in many resource and environmental problems. Land resources, for example, are either abused or wasted in many regions. The strategy of development priority zoning (DPZ), proposed by the Chinese National 11th Five-Year Plan, provides an opportunity to solve these problems by coordinating regional development and protection. In line with the rational utilization of land, it is proposed that the DPZ strategy should be integrated with regional land use policy. As there has been little research to date on this issue, this paper introduces a system dynamic (SD) model for assessing land use change in China led by the DPZ strategy. Land use is characterized by the prioritization of land development, land utilization, land harness and land protection (D-U-H-P). By using the Delphi method, a corresponding suitable prioritization of D-U-H-P for the four types of DPZ, including optimized development zones (ODZ), key development zones (KDZ), restricted development zones (RDZ), and forbidden development zones (FDZ) are identified. Suichang County is used as a case study in which to conduct the simulation of land use change under the RDZ strategy. The findings enable a conceptualization to be made of DPZ-led land use change and the identification of further implications for land use planning generally. The SD model also provides a potential tool for local government to combine DPZ strategy at the national level with land use planning at the local level.

Mineralogical changes and geotechnical properties of an expansive soil interacted with caustic solution

The type and amount of clay mineral plays an important role in the behaviour of fine-grained soils. Clay minerals are the primary source and moisture is often the external agent of swelling in soils. Also soils may exhibit increased/reduced swelling due to interaction with chemicals. Alkalis used in industrial operations are one such example. Concentrations of alkali and mineral type are the key factors in such interactions. The present paper reports the changes in the properties of an expansive Black Cotton soil containing a mixed layer mineral, rectorite upon interaction with high concentration caustic solutions. X-ray diffraction studies have shown that the rectorite present in the soil undergoes changes with increase in the concentration of alkali. Saponite gets transformed to nantronite. Small amount of kaolinitic mineral present in the soil also reacts with alkali producing some changes in its mineralogy. Many hydroxides are produced. Differential thermal analysis studies have been supportive of these changes. Consequent of these changes, the soil-specific surface increases, changes its Atterberg limits and free swell volume increases. The results have been supported by the characteristics and behaviour of samples contaminated in the field with alkali from an alumina extraction plant.

A study of geotechnical properties of Cochin Marine Clays

Most of the Greater Cochin area, which is undergoing rapid industrialisation, consists of extremely soft marine clay calling for expensive deep foundations. This paper presents a study on the physical properties and engeering characteristics of Cochin marine clays. These marine clays are characterised by high Atterberg limits and natural water contents. They are moderately sensitive with liquidity indices ranging over 0.46 to 0.87.The grain size distribution shows almost equal fractions of clay and silt size with sand content varying around 20%. Use of a dispersing agent in carrying out grain size distribution test plays an important role. The fabric of these clays had been identified as flocculant. The pore water has low salinity which results in marginal changes in properties on washing.Consolidation test results showed a preconsolidation pressure of up to about 0.5 kg/cm2 with high compression indices. Compression index vs liquid limit yielded a correlation comparable to that of published data. The undisturbed samples have a much larger coefficient of secondary consolidation as a result of flocculant fabric. These clays have very low undrained shear strength.

Analysis of Compressibility of Sensitive Soils

Sensitive soils, in general, are prone to mechanical disturbances while sampling, handling, and testing. This necessitates the prediction of true field behavior. The compressibility response of such soils is typical of having three zones, mechanistically explained as nonparticulate, transitional, and particulate. Such zoning has enabled the development of a simple method to predict the field compressibility response of the sample. The field compression curve with sigmact act as the most probable yield stress is considered to reflect 0% disturbance. By a comparison of experimentally determined sigmac and sigmact, it is possible to estimate the degree of sample disturbance. When the value of sigmac is closer to sigmact, the sampling disturbance approaches zero. As the value of sigmac reduces, the degree of sampling disturbance increases. The possibility of using this degree of sample disturbance from compressibility data to obtain other true properties from laboratory results of the sampled specimens has been examined.

Geotechnical Characterization of Some Indian Bentonites for their Use as Buffer Material in Geological Repository

The present study examines the geotechnical properties of Indian bentonite clays for their suitability as buffer material in deep geological repository for high-level nuclear wastes. The bentonite samples are characterized for index properties, compaction, hydraulic conductivity and swelling characteristics. Evaluation of geotechnical properties of the compacted bentonite-sand admixtures, from parts of NW India reveals swelling potentials and hydraulic conductivities in the range of 55 % - 108 % and 1.2 X 10 –10 cm/s to 5.42x 10 –11 cm/s respectively. Strong correlation was observed between ESP (exchangeable sodium percentage) and liquid limit/swell potential of tested specimens. Relatively less well-defined trends emerged between ESP and swell pressure/hydraulic conductivity. The Barmer-1 bentonite despite possessing relatively lower montmorillonite content of 68 %, developed higher Atterberg limit and swell potential, and exhibited comparable swelling pressure and hydraulic conductivity as other bentonites with higher montmorillonite contents (82 to 86 %). The desirable geotechnical properties of Barmer clay as a buffer material is attributed to its large ESP (63 %) and, EMDD (1.17 Mg/m3) attained at the experimental compactive stress(5 MPa).