caracterização geomecânica de materiais rochosos, de

CARACTERIZAÇÃO GEOMECÂNICA DE MATERIAIS ROCHOSOS, DE ORIGEM
VULCÂNICA, DA ILHA DA MADEIRA
GEOTECHNICAL CHARACTERIZATION OF VOLCANIC ROCK MATERIALS OF
MADEIRA ISLAND
Vieira de Sousa, José F., Laboratório Regional de Engenharia Civil, Madeira, Portugal, [email protected]
Sousa, Délia M. F.; Laboratório Regional de Engenharia Civil, Madeira, Portugal, [email protected]
Oropeza, Mireya C. R.; Laboratório Reg. Engenharia Civil, Madeira, Portugal, [email protected]
1 - INTRODUÇÃO
Na presente comunicação apresentam-se elementos de caracterização geomecânica de rochas lávicas e
piroclásticas pertencentes a vários complexos vulcânicos da ilha.
Comparam-se os resultados obtidos com outros referentes a rochas vulcânicas da ilha da Madeira, dos
arquipélagos dos Açores e das Canárias, da Turquia e do Japão.
2 - CARACTERIZAÇÃO GEOLÓGICA GERAL
Situada no oceano Atlântico, a ilha da Madeira é constituída, de acordo com Galopim de Carvalho et al.,
1991, por cinco complexos vulcânicos: Complexo vulcânico de base (β1), Complexo vulcânico periférico
(β2), Complexo vulcânico das lombadas superiores (β3), Complexo vulcânico do Paúl da Serra (β4) e
Escoadas modernas (β5). Entre parêntesis indica-se a denominação correspondente de Zbyszewsky,
1975. Para além destes complexos pode-se ainda considerar uma densa rede filoniana, que recorta a
ilha.
3 - LITOLOGIA DAS AMOSTRAS ENSAIADAS
Ensaiaram-se três amostras do complexo β1, uma de basalto compacto, recolhida na Encumeada (Bc-E),
e duas de tufo de lapilli, consolidado, recolhidas na Encumeada (Tc-E) e no sítio da Ameixieira (Tc-A). No
complexo β2, ensaiaram-se duas amostras de basaltos, uma compacta e outra vacuolar, recolhidas na
Fajã do Cerejo (Bc-FC e Bv-FC), Ribeira Brava, e uma amostra de tufo pouco consolidado (Tpc-F),
recolhida em S. Gonçalo, Funchal. No complexo β5, ensaiou-se uma amostra pertencente à formação dos
mugearitos do Porto da Cruz (M-PC). Da rede filoniana ensaiou-se uma amostra de basalto, compacto,
recolhida na zona da Cancela, Funchal (Bc-C).
Sobre as várias amostras realizaram-se ensaios para determinação dos seguintes parâmetros: peso
volúmico aparente seco, γd, absorção de água à pressão atmosférica, Ab, resistência à compressão
uniaxial sobre provetes cilíndricos com uma relação altura/diâmetro H/D≈1 e H/D≈2, RCU, e módulo de
deformabilidade, E.
4 - PROPRIEDADES GEOMECÂNICAS DE ALGUMAS ROCHAS VULCÂNICAS DA MADEIRA
No Quadro I apresentam-se os resultados obtidos, em termos de valores médios, para cada um dos
ensaios realizados.
Ensaio
Quadro I- Valores médios dos resultados obtidos em cada um dos ensaios
Amostra
Tpc-F
Tc-E
Bc-E
Bc-C
Bc-FC
Bv-FC
M-PC
Tc-A
γd (kN/m3)
12,0
18,7
29,2
28,6
28,1
24,7
25,1
18,3
Ab (%)
-
-
-
-
0,9
2,3
3,0
12,5
H/D≈1
2
21
214
187
208
112
113
31
H/D≈2
-
10
154
204
183
97
79
22
-
2,4
78,2
78,2
43,5
32,4
8,4
7,0
RCU
(MPa)
E (GPa)
A análise dos resultados obtidos mostra a existência de uma grande dispersão, facto que será devido em
grande parte à amostragem dos provetes. Observa-se ainda que os valores médios da resistência à
compressão uniaxial obtidos em provetes com H/D≈1 são superiores aos valores médios obtidos com
provetes H/D≈2, com excepção dos resultados obtidos na amostra Bc-C. A razão entre esses valores
médios varia entre 0,49 (Tc-E) e 1,09 (Bc-C), sendo o valor médio igual a 0,78.
5 - COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS COM OUTROS RESULTADOS
Comparam-se os resultados obtidos com outros publicados, referentes a materiais da ilha da Madeira,
dos Arquipélagos dos Açores e das Canárias, da Turquia e do Japão. Desta comparação, conclui-se que
na generalidade existe uma dispersão razoável de resultados, quer no caso das rochas piroclásticas, quer
no caso dos basaltos, facto que é devido à diversidade das amostras, pois a comparação englobou
amostras de materiais com diferentes compacidades, como facilmente se deduz dos valores médios dos
pesos volúmicos aparentes secos. Apesar desta dispersão, os valores obtidos neste trabalho enquadramse nos valores existentes na bibliografia.
Na Figura 1 apresentam-se os resultados obtidos no presente trabalho (a cores) com outros publicados (a
cinzento) por Lourenço et. al (2010) sobre materiais da ilha da Madeira e com outros resultados
publicados por Serrano et al. (2007) sobre materiais das ilhas Canárias. Os resultados obtidos
enquadram-se com os resultados existentes na bibliografia.
1000
10000
BAFM
Basaltos compactos pouco alterados a
sãos
Basaltos por vezes vacúolares
medianamente alterados
Basaltos geralmente vacúolares muito
alterados
Brechas
BAFV
BES
BOPM
1000
BPLM
100
BPLV
FON
IGNS
TRQ
TRQB
C uesta de Silva
10
Los C ampitos
Ariñez
Serrano et al.
(2007)
Punta C amello
Bascones y Peiros
C ST
1
Lourenço et
al. (2010)
Tufos
Modúlo de deformabilidade (GPa)
Resistência à compressão uniaxial (MPa)
BOPV
EST
LPS
LPT
PZT
Bc-E
Bc-E
100
Bc-C
Bc-FC
Bv-FC
M-PC
10
Tc-A
Tc-E
1
Bc-C
0.1
Bc-FC
0.1
Bv-FC
M-PC
Tc-A
Tc-E
Tpc-F
0.01
0.01
0
10
20
30
Peso volúmico seco (kN/m 3 )
40
0.1
a)
1
10
100
1000
10000
Resistência à compressão uniaxial (MPa)
b)
Figura 1- Comparação dos resultados obtidos com resultados publicados por outros autores: a) resultados publicados
por Serrano et al. (2007); b) resultados publicados por Lourenço et al. (2010)
6 - CONCLUSÕES
Embora o número de amostras ensaiadas seja reduzido, os resultados obtidos no presente trabalho,
enquadram-se nos valores publicados na bibliografia para materiais de natureza idêntica.
O presente trabalho foi um primeiro passo para a caracterização geomecânica dos materiais vulcânicos
da ilha da Madeira, e pretende-se dar continuidade ao estudo agora iniciado, alargando, quer o âmbito de
ensaios realizados, quer os complexos ensaiados, de modo a proceder à caracterização geomecânica de
amostras pertencentes a todos os complexos vulcânicos da ilha da Madeira, e assim obter um conjunto
de informações que permita dar origem a uma base de dados de caracterização geomecânica.
7 - REFERÊNCIAS
Galopim de Carvalho, A.M. e Brandão, J.M. (1991). Geologia do Arquipélago da Madeira, 1ª edição, Museu Nacional de
História Natural (Mineralogia e Geologia) da Universidade de Lisboa, 170p.
Lourenço, J.C., Brito, J.M, Santos, J., Rosa, S.P.P., Rodrigues, V.C. e Oliva, R. (2010). Geotechnical characterization of
volcanic rocks and soils of Madeira Island. Papers from the 3rd International workshop on Volcanic Rock
Mechanics. Olalla et al. (eds.) Taylor & Francis Group, London, pp. 45-52.
Serrano A., Olalla, C., Perucho, A., Hernández-Gutiérrez L. E. (2007). Strength and deformability of low density
pyroclasts. Proceedings of the International Workshop on Volcanic Rocks. Malheiro & Nunes (eds.) Taylor &
Francis Group, London, pp. 35-43.
Zbyszewski, G., Veiga Ferreira, O., Cândido de Medeiros, A., Aires-Barros, L., Celestino Silva, L., Munhá, J.M. e
Barriga, F. (1975). Carta Geológica de Portugal, Notícia Explicativa das Folhas “A” e “B” da Ilha da Madeira.
Serviços Geológicos de Portugal.