Tópico 3 - Definição e propriedades mecânicas das rochas

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Definição e propriedades mecânicas 
das rochas
Apresentação
A identificação das propriedades geomecânicas das rochas tem uma grande importância para a 
mineração, pois o conhecimento dessas propriedades pela medição em laboratório ou no 
campo possibilita a classificação das rochas e dos maciços rochosos de acordo com vários critérios 
técnicos.
Ademais, o conhecimento dessas propriedades pelos profissionais da mineração possibilita uma 
atuação assertiva no projeto e no controle de operações que envolvam questões de estabilidade, 
permitindo maior segurança e previsibilidade na condução das atividades.
Nesta Unidade de Aprendizagem, você irá estudar algumas das propriedades físicas e mecânicas 
importantes para o estudo dos solos e das rochas e entenderá como essas propriedades 
influenciam na resistência e na estabilidade das rochas, sejam elas intactas ou alteradas.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Reconhecer as propriedades de identificação das rochas em geotecnia.•
Identificar as propriedades mecânicas das rochas.•
Comparar as propriedades mecânicas das rochas intactas e das rochas alteradas. •
Desafio
A determinação das propriedades físicas dos solos e das rochas é fundamental para a área de 
mineração, e entender a maneira como elas são calculadas é um conhecimento indispensável a 
qualquer profissional da área.
Veja a situação a seguir:
Utilizando seus conhecimentos sobre o assunto, determine o índice de vazios, a porosidade, o teor 
de umidade e o grau de saturação.
Infográfico
As propriedades físicas das rochas são índices que possibilitam a previsão do comportamento e 
auxiliam no projeto das atividades de mineração, sendo o seu conhecimento imprescindível para os 
profissionais da área. Suas medições permitem inferir e tirar diversas conclusões acerca das áreas 
de interesse, dando suporte ao desenvolvimento assertivo da atividade. 
Neste Infográfico, você irá revisar algumas das principais propriedades físicas das rochas. 
Aponte a câmera para o 
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conteúdo ou clique no 
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Conteúdo do livro
As propriedades geomecânicas das rochas, que podem ser medidas em campo ou no laboratório, 
são fundamentais para a mineração. O conhecimento dessas propriedades pelos profissionais da 
área sustenta a elaboração de um projeto adequado e a prevenção de acidentes devido a 
instabilidades, permitindo mais segurança e previsibilidade nas atividades.
No capítulo Definição e propriedades mecânicas das rochas, base teórica desta Unidade de 
Aprendizagem, você irá se aprofundar sobre as propriedades geomecânicas das rochas, entendendo 
a importância desses parâmetros, e conhecer um pouco mais sobre os métodos de medição em 
laboratório.
Boa leitura.
MECÂNICA DAS 
ROCHAS 
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM
 > Reconhecer as propriedades de identificação das rochas em geotecnia.
 > Identificar as propriedades mecânicas das rochas.
 > Comparar as propriedades mecânicas das rochas intactas e das rochas 
alteradas. 
Introdução
A identificação das propriedades-índice e mecânicas das rochas tem uma grande 
importância no projeto de diversas atividades civis nas quais estão envolvidas 
modificações do estado in situ de maciços rochosos. O conhecimento dessas 
propriedades-índice — possíveis de serem avaliadas em laboratório ou no campo — 
possibilita a classificação das rochas e dos maciços rochosos de acordo com vários 
critérios técnicos. A classificação dos maciços rochosos depende naturalmente do 
estado da matriz rochosa (rocha intacta) e das superfícies de descontinuidades 
que intersectam esse maciço (VALLEJO et al., 2002). 
O profissional de geotecnia deve ter em mente que as propriedades físicas 
podem ser medidas com relativa facilidade em laboratório e que uma pequena 
variação de seus valores não implica uma mudança substancial no comportamento 
e no equilíbrio dos solos e rochas. Entretanto, as propriedades físicas podem 
Definição e 
propriedades 
mecânicas das rochas
 Lanna Caroline Normando
variar muito em função de condições externas, como precipitação pluviométrica, 
ocupação anisotrópica, entre outras (FIORI, 2013).
Neste capítulo, você estudará sobre as propriedades-índice e mecânicas das 
rochas, identificando-as nas rochas intactas e nas alteradas. Além disso, conhecerá 
a divisão do estudo geotécnico das rochas, sob o ponto de vista didático, em: a) 
propriedades ou índices físicos inerentes da rocha e b) parâmetros de resistência 
da rocha às solicitações mecânicas resultantes de esforços aplicados à rocha. 
Por fim, você conhecerá as principais propriedades físicas e geomecânicas que 
influenciam o comportamento geotécnico das rochas.
Propriedades de identificação das rochas: 
índices físicos
A identificação precisa das rochas é um dos primeiros passos na avaliação 
do terreno a ser utilizado em obras de engenharia, a qual pode ser obtida 
por estudos petrográficos macroscópicos e/ou microscópicos. As rochas 
intactas são constituídas por um aglomerado mais ou menos compacto de 
grãos cristalinos e, em alguns casos, matéria amorfa. A Figura 1, a seguir, 
apresenta alguns exemplos de rochas com diferentes tipos de texturas rela-
cionadas com os processos genéticos que as formaram, isto é, magmatismo, 
sedimentação e metamorfismo. 
Figura 1. Texturas de diferentes tipos de rochas.
Fonte: Oliveira ([2006], documento on-line). 
As rochas são constituídas por minerais interligados, entre os quais existem 
descontinuidades ou vazios. Dessa maneira, as propriedades da matriz rochosa 
dependem das características dos grãos minerais, tais como o tamanho e o 
arranjo espacial dos grãos. As propriedades — tanto físicas quanto químicas 
Definição e propriedades mecânicas das rochas2
— atuam diretamente na resistência das rochas às solicitações das tensões 
decorrentes de obras de engenharia e dos esforços naturais (p. ex. força da 
gravidade, tensões tectônicas etc.). A forma, a quantidade e a distribuição 
das descontinuidades ou vazios também afetam a resistência das rochas às 
solicitações mecânicas. 
Confira, a seguir, como as rochas podem ser identificadas por suas pro-
priedades físicas. 
Porosidade
As descontinuidades representam os vazios existentes no aglomerado de 
minerais constituintes da matriz rochosa. A presença e o desenvolvimento 
desses vazios se relacionam com a deformação e a rotura das rochas. A 
quantidade de vazios ou índice de vazios é avaliada pela porosidade (𝜙) que 
é a razão entre o volume de vazios de uma amostra de rocha (Vv) e o seu 
volume total (Vt), conforme Equação 1. 
Equação 1. Expressão para o cálculo da porosidade (percentual)
Os vazios são constituídos pelos poros e pelas fissuras da rocha e não 
estão necessariamente todos interligados. Dessa maneira, a porosidade 
total de uma rocha resulta da porosidade correspondente aos poros e da 
porosidade das fissuras. Por isso, é conveniente definir dois tipos de poro-
sidade para as rochas: a total e a efetiva. Esta última sempre menor que a 
primeira, por considerar apenas os poros interconectados e que permitem 
a passagem de fluidos.
Outro tipo de classificação da porosidade se refere à presença de alte-
rações nas rochas: enquanto a porosidade primária se refere apenas aos 
vazios dos poros originalmente presentes nas rochas, a secundária engloba 
os vazios resultantes de fraturamento e alterações (p. ex., dissolução) que 
ocorrem posteriormente ao processo diagenético. Além disso, enquanto a 
primeira classificação é característica de toda a massa rochosa, a segunda 
depende da história de alteração da rocha, podendo variar muito no mesmo 
maciço rochoso (ROCHA, 1981; TIAB; DONALDSON, 2015). 
Assim como o índice de vazios, a porosidade é uma medida da densidade 
do solo. Entretanto, o índice de vazios, que se relacionacom o volume de 
sólidos, representa uma medida mais adequada dos estudos de variações 
Definição e propriedades mecânicas das rochas 3
volumétricas de solos do que a porosidade, pois, ainda que a variação do 
volume do terreno envolva a variação do volume total, o volume da parte 
sólida permanece constante (FIORI, 2013).
Peso específico dos grãos
O peso específico (γ) é uma medida do peso por unidade de volume da rocha, 
ou, ainda, a relação entre o peso da amostra seca (Ps) e o volume total da 
rocha (Vt), conforme descrito na Equação 2. Essa é uma propriedade que se 
relaciona diretamente com a composição mineralógica da rocha.
Equação 2. Expressão para o cálculo do peso específico
O Quadro 1, a seguir, apresenta os valores de peso específico para alguns 
tipos de rochas.
Quadro 1. Peso específico de algumas rochas 
Rocha γ (kN/m³)
Granito 26,0
Diorito 27,9
Basalto 27,1
Gesso 22,5
Argilito 22,1
Mármore 27,0
Micaxisto 27,6
Fonte: Adaptado de Vallejo et al. (2002).
Permeabilidade
A permeabilidade é uma medida da facilidade de escoamento da água atra-
vés de um meio contínuo, podendo ser avaliada por meio do coeficiente de 
Definição e propriedades mecânicas das rochas4
permeabilidade (k). A permeabilidade das rochas, em comparação com a dos 
solos, é geralmente muito baixa, em razão da agregação mais fraca dos grãos 
no solo. Em contrapartida, fatores como a presença de fissuras e alterações 
aumentam os valores de permeabilidade (TIAB; DONALDSON, 2015).
O estado de tensão na rocha é outro fator que influencia a permeabilidade, 
pois o aumento das tensões compressivas tende a fechar as fissuras e a 
diminuir a permeabilidade. Contudo, a partir de um certo ponto, o aumento 
das tensões pode levar ao aparecimento de novas fraturas, provocando o 
aumento da permeabilidade. O aumento da pressão da água também tende 
a abrir as fissuras, aumentando a permeabilidade (VALLEJO et al., 2002).
Descontinuidades naturais 
De modo geral, as descontinuidades mais comumente encontradas nos maci-
ços rochosos são falhas, juntas, foliações metamórficas e contatos litológicos, 
situações que geram alterações como formas geométricas irregulares, zonas 
intemperizadas com graus diferentes, propriedades físicas diferentes, entre 
outras. Assim, as descontinuidades constituem o principal fator de controle 
de resistência mecânica e deformabilidade, bem como de alteração por 
processos magmáticos, intempéricos ou metamórficos (FIORI, 2013).
Portanto, a avaliação das propriedades geotécnicas dos maciços rochosos 
pressupõe o conhecimento das propriedades da rocha intacta, bem como da 
ocorrência, do tipo, da extensão, do grau de alteração e da posição espacial 
das descontinuidades. Além disso, fatores como mineralogia, granulometria, 
textura e material cimentante afetam a resistência e a deformabilidade. 
As rochas ígneas, por exemplo, são mais resistentes que as sedimentares, 
devido ao arranjo textural da rocha. O intemperismo químico também afeta 
as propriedades geotécnicas das rochas, em maior ou menor intensidade, 
dependendo do tipo de rocha, do clima e do tempo. Por fim, o movimento de 
água através das descontinuidades gera pressões hidrostáticas e neutras, 
diminuindo a resistência mecânica do maciço.
Propriedades geomecânicas das rochas
As obras de engenharia, tais como taludes e fundações, exercem tensões 
nas rochas, as quais respondem às solicitações dos esforços em função de 
suas propriedades geomecânicas, isto é, resistência aos esforços. Há pro-
cedimentos regulamentados pela Associação Brasileira de Normas Técnicas 
(ABNT) que permitem avaliar a resistência das rochas quanto à compressão 
Definição e propriedades mecânicas das rochas 5
e ao cisalhamento. Outra propriedade muito útil na caracterização geome-
cânica das rochas é a impedância acústica, a qual fornece informações sobre 
a propagação das vibrações que podem afetar a estabilidade de taludes e 
cavas mineiras (open pit). 
Confira, a seguir, como as rochas respondem às solicitações mecânicas 
impostas pelas obras de engenharia.
Resistência à compressão simples (uniaxial)
Em geral, as rochas constituintes dos maciços rochosos se encontram subme-
tidas a estados de tensão triaxiais. No entanto, o estudo do comportamento 
das rochas quando submetidas à compressão simples é importante, pois 
permite pôr em evidência fenômenos com interesse fundamental na mecânica 
dos maciços rochosos. Um exemplo prático em que os maciços rochosos se 
encontram submetidos a um estado de compressão simples é o dos pilares 
de minas (HOEK, 2000). 
O ensaio de compressão simples (Figura 2) é corrente na determinação das 
características mecânicas das rochas. A resistência à compressão simples ou 
uniaxial é determinada em um corpo de prova cilíndrico, submetido a uma 
tensão normal (σ) nas bases igual à razão da força normal (N) pela área da 
base (A). A preparação da amostra deve ter um cuidado especial quanto à 
retificação da superfície das bases que irão sofrer compressão, para garantir 
uma forma cilíndrica perfeita.
Figura 2. Ensaio de resistência à compressão uniaxial.
Fonte: Jacinto (2011, p. 9).
Definição e propriedades mecânicas das rochas6
O comportamento da rocha é normalmente irreversível, ou seja, a de-
formação sofrida pela amostra nunca poderá ser recuperada na totalidade 
se houver uma descarga. Isso se deve ao fato de que as fissuras iniciais 
presentes em qualquer rocha se fecham no início da compressão, levando a 
uma diminuição da compressibilidade da amostra.
Resistência ao cisalhamento
Diversos materiais sólidos empregados em construção normalmente resistem 
bem a tensões de compressão, porém têm uma capacidade bastante limitada 
de suportar tensões de tração e de cisalhamento. Como exemplo, pode-se 
citar o concreto (HOEK, 2000). Para entender a resistência ao cisalhamento, 
faz-se necessário compreender que as descontinuidades presentes nas ro-
chas não são lisas. As asperezas presentes influenciam o comportamento 
cisalhante e, em geral, aumentam a resistência ao cisalhamento, aumentando 
a estabilidade do maciço. 
A resistência da rocha na qual ocorrem as descontinuidades tem uma 
relação direta com as características de resistência das descontinuidades, 
particularmente onde as paredes estão em contato direto com a própria 
rocha, como no caso das juntas não preenchidas. A natureza das asperezas, 
sobretudo a rugosidade e a dureza, são dependentes da composição mine-
ralógica e da natureza litológica da rocha. As características da superfície da 
rocha afetarão a resistência ao cisalhamento das descontinuidades em grau 
acentuado se as paredes forem planares e lisas (PITEAU, 1970).
A distância entre duas paredes de juntas correspondentes controla a 
extensão a que elas podem se conectar. Na ausência de interconexão, a 
resistência ao cisalhamento da junta será dada pelo material de preenchi-
mento. À medida que a separação diminui, as asperezas da parede de rocha 
tornam-se gradualmente mais interligadas, e ambos, preenchimento e rocha, 
contribuem para a resistência ao cisalhamento.
A resistência por atrito depende da força normal, pois, quando esta au-
menta, aumenta também a área real de contato e, consequentemente, a 
resistência. Em contrapartida, a rugosidade e a adsorção da superfície da 
partícula controlam as áreas de contato, de modo que os contatos podem 
ser de natureza plástica e/ou elástica (FIORI, 2013).
A resistência de uma amostra de rocha pode ser determinada em labora-
tório ou por meio de ensaios in situ, sendo os dois tipos principais de ensaios 
em laboratório o de cisalhamento direto (Figura 3) e o de compressão triaxial.
Definição e propriedades mecânicas das rochas 7
Figura 3. Ensaio de cisalhamento direto.
Fonte: Os equipamentos (2019, documento on-line). 
Impedância acústica
Em geral, os pacotes de rochas sedimentares consistem em sucessivas ca-
madas com diferentes litologias e parâmetros elásticos, em que, em cada 
interface, uma parte da energia incidentepor uma fonte sísmica é refletida 
de volta em direção ao detector. Essa fração é determinada pelo contraste 
de impedância acústica entre as duas camadas. O detector recebe uma série 
de pulsos refletidos, cuja modulação de amplitude é a função da distância 
percorrida e dos coeficientes de reflexão das várias interfaces. Os pulsos 
chegam segundo tempos determinados pelas profundidades das interfaces 
e pelas velocidades de propagação entre elas. A impedância acústica (Z) 
depende da velocidade compressional de propagação (Vp) e da densidade 
(ρ) da rocha, sendo definida pela seguinte equação:
Z = ρ . Vp
A variação de impedância, que depende dos módulos de compressão 
e de rigidez, e densidade (k, μ e ρ, respectivamente) rege o fenômeno de 
reflexão e transmissão da onda elástica na interface entre dois meios. 
Essa é a propriedade que o método sísmico identifica, a fim de indivi-
dualizar as diferentes camadas que constituem a subsuperfície, sendo o 
Definição e propriedades mecânicas das rochas8
meio elástico. As constantes k, μ e ρ são, principalmente, influenciadas 
pela composição mineralógica do subsolo, pelos níveis de compactação 
e consolidação da camada, pelo fluido que preenche os poros e pela 
estrutura da rocha.
Comparação das propriedades das rochas 
intactas e alteradas
Um dos aspectos mais importantes relacionados com os estudos de terrenos 
para fins de engenharia é o da respectiva classificação, nomeadamente no 
que se refere à definição dos parâmetros que melhor caracterizam cada 
material do ponto de vista da geologia de engenharia. Embora a importância 
desses parâmetros varie de caso para caso, consoante o tipo de estrutura a 
projetar, há de basear a classificação, para ser universal, sempre nos mesmos 
parâmetros e procurar quantificar as designações respectivas a partir de 
observações e ensaios simples expeditos. Uma primeira classificação dos 
materiais geológicos do ponto de vista da geologia de engenharia possibilita 
a caracterização e a diferenciação de solos e rochas. Outra vantagem de 
uma classificação precisa consiste no fato de que permite a comparação 
de diferentes materiais, tais como rochas intactas e rochas com diferentes 
graus de alteração. 
Na geotecnia, os solos são denominados maciços terrosos, ao passo que 
as rochas são denominadas maciços rochosos. No primeiro grupo, cabem os 
terrenos que se desagregam facilmente quando agitados dentro de água. 
No que se refere às rochas, não há ainda nenhuma classificação universal, 
embora existam propostas de vários autores com muitos pontos semelhantes. 
Confira, a seguir, algumas dessas propostas. 
Classificação pelo estado de alteração das rochas 
e pela estrutura geológica de maciços rochosos 
As características de qualidade de maciços rochosos são fundamentalmente 
consequência do seu estado de alteração e de fraturação. A ocorrência de água 
percolando nos maciços atua, com frequência, na respectiva estabilidade. É 
importante identificar os dois primeiros parâmetros considerados — estado 
de alteração e grau de fraturação— e fazer considerações sobre os critérios 
de classificação de maciços neles baseados. Em solos, por exemplo, é de 
grande utilidade a indicação da facilidade com que se desmonta o material 
Definição e propriedades mecânicas das rochas 9
com determinados tipos de ferramentas. Em rochas, é costume referir-se a 
uma maior ou menor facilidade com que se parte o material, utilizando um 
martelo de mão, ou a sua coloração e seu brilho, como consequência da 
alteração de certos minerais com os feldspatos e minerais ferromagnesianos. 
O número de graus a se considerar em relação ao estado de alteração de 
uma dada formação varia necessariamente com o tipo de problema e, conse-
quentemente, com a necessidade de pormenorizar a informação respectiva. 
Uma classificação desse tipo é demonstrada no Quadro 2.
Quadro 2. Classificação pelo estado de alteração das rochas e pela estrutura 
geológica de maciços rochosos 
Símbolo Designação Característica
W1 Sã Sem sinais de alteração
W2 Pouco alterada Sinais de alteração apenas nas 
imediações de descontinuidades
W3 Medianamente 
alterada
Alteração visível em todo o maciço 
rochoso, porém a rocha não é friável
W4 Muito alterada Alteração visível em todo o maciço, e a 
rocha é parcialmente friável
W5 Decomposta Maciço completamente friável com 
comportamento de solo
Fonte: Adaptado de Fiori (2013).
Em relação aos estados de alteração e fraturação, Deere (1967) desenvolveu 
um sistema de classificação baseado em um índice que ele designou por 
RQD (Rock Quilite Designativo), indicativo da qualidade de maciços rochosos, 
definido a partir dos testemunhos de sondagens realizadas com recuperação 
contínua de amostra. Esse índice, que tem sido muito utilizado internacional-
mente, é definido como a percentagem determinada pelo quociente entre o 
somatório dos pedaços de amostra com comprimento superior a 10 cm e o 
comprimento total furado em cada manobra. Em função dos valores do RQD, 
são apresentadas no Quadro 3 as designações propostas por Deere para 
classificar a qualidade dos maciços rochosos. Em princípio, a determinação 
do RQD deve ser feita apenas em sondagens com diâmetro superior a 55 
mm, cuidadosamente realizadas, em que sejam utilizados amostradores de 
parede dupla ou tripla. 
Definição e propriedades mecânicas das rochas10
Quadro 3. Classificação da qualidade dos maciços rochosos
RQD Qualidade do maciço rochoso
0–25% Muito fraco
25–50% Fraco
50–75% Razoável
75–90% Bom
90–100% Excelente
Fonte: Adaptado de Deere (1967) apud Fiori (2013). 
Classificações geomecânicas 
As classificações geomecânicas são utilizadas para caracterizar os maciços 
rochosos por meio de um conjunto de propriedades identificadas por ob-
servação direta e ensaios realizados in situ ou em amostras recolhidas em 
sondagens. O interesse dessas classificações consiste, também, em sistema-
tizar o conjunto de elementos geotécnicos que interessa caracterizar em um 
determinado maciço rochoso. Entre as várias classificações geomecânicas, 
tem-se as de Bieniawski (Sistema RMR) e a de Barton (Sistema Q).
Classificação de Bieniawski (Sistema RMR)
Bieniawski publicou essa classificação em 1976, tendo por base uma vasta 
experiência colhida em obras subterrâneas. A classificação de Bieniawski ou 
Sistema RMR (do inglês rock mass rating) é, atualmente, muito divulgada e tem 
sido sucessivamente refinada à medida que são incluídos os resultados de 
análises de um maior número de casos práticos. A classificação geomecânica é 
baseada no princípio da atribuição de pesos aos seis parâmetros que Bienia-
wski considerou contribuírem mais significativamente para o comportamento 
dos maciços rochosos, particularmente o caso das obras subterrâneas. O 
somatório dos pesos atribuídos a cada um desses parâmetros constitui um 
índice, designado por RMR, ao qual corresponde uma das seis classes de 
qualidade de maciços consideradas pelo autor. Os parâmetros utilizados 
são os seguintes: 
Definição e propriedades mecânicas das rochas 11
1. resistência à compressão uniaxial da rocha intacta; 
2. RQD; 
3. espaçamento das descontinuidades; 
4. condição das descontinuidades; 
5. influência da água; 
6. orientação das descontinuidades. 
A aplicação da classificação a um maciço rochoso implica a divisão deste 
em várias regiões estruturais (zonas), a serem classificadas separadamente. 
As fronteiras dessas regiões coincidem geralmente com as estruturas ge-
ológicas principais, tais com as falhas ou mudanças do tipo de rocha. Em 
alguns casos, dentro do mesmo tipo de rocha, as mudanças significativas no 
espaçamento das descontinuidades, ou das características destas, podem 
obrigar à subdivisão do maciço rochoso em um maior número de regiões 
estruturais de menor dimensão. 
Classificação de Barton (Sistema Q) 
Com fundamento na observação de muitas escavações subterrâneas, Barton, 
Liem e Lund, do Norwegian Geotechnical Institute, propuseram, em 1974,uma 
classificação que assenta na definição de um índice de qualidade Q, baseado 
na análise de seis fatores considerados relevantes para a caracterização do 
comportamento dos maciços rochosos, conforme a seguinte equação:
Os três quocientes que compõem a expressão para o cálculo do índice Q 
correspondem a três aspectos relativos ao maciço rochoso: 
1. RQD / Jr: caracteriza a estrutura do maciço rochoso e constitui uma 
medida do bloco unitário deste. O seu valor, variável entre 200 e 0,5, 
dá uma ideia genérica da dimensão dos blocos.
2. Jr / Ja: caracteriza as descontinuidades e/ou o seu enchimento sob 
o aspecto da rugosidade e do grau de alteração. Esse quociente é 
crescente com o incremento da rugosidade e diminui com o grau de 
alteração das paredes em contato direto, situações a que correspondem 
aumentos da resistência ao corte. O quociente diminui, tal como a 
resistência ao corte, quando as descontinuidades têm preenchimentos 
argilosos ou quando se encontram abertas.
Definição e propriedades mecânicas das rochas12
3. Jw / SRF: representa o estado de tensão no maciço rochoso. O fator 
SRF caracteriza o estado de tensão no maciço rochoso, em profundi-
dade, ou as tensões de expansibilidade em formações incompetentes 
de comportamento plástico, sendo a sua avaliação realizada quer a 
partir de evidências de libertação de tensões (explosões de rocha 
etc.), quer a partir da ocorrência de zonas de escorregamento ou de 
alteração localizada. Já o fator Jw representa a medida da pressão da 
água, que tem um efeito adverso na resistência ao escorregamento 
das descontinuidades. 
O sistema Q considera os parâmetros Jw, Jr e Ja como tendo uma im-
portância relativa superior ao papel desempenhado pela orientação das 
descontinuidades. Contudo, o parâmetro de orientação não é totalmente 
ignorado, pois está implícita a sua contribuição nos fatores Jr e Ja, dado que, 
na ponderação destes, deverão ser consideradas as descontinuidades mais 
desfavoráveis. Com base no sistema de classificação Q, são propostas reco-
mendações quanto ao tipo de suporte necessário à estabilidade de maciços 
rochosos interessados na construção de túneis.
Referências
FIORI, A. P. Fundamentos de mecânica dos solos e das rochas: aplicações na estabilidade 
de taludes. 2. Ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2013.
HOEK, E. Practical rock engineering. [S.l.: s.n.], 2000. 
JACINTO, G. C. Determinação da resistência a compressão simples do maciço rochoso 
granito imarui: estudo de caso. 2011. 15 f. Monografia (Graduação em Engenharia Ci-
vil) – Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 2011. Disponível em: http://
repositorio.unesc.net/bitstream/1/175/1/Giovan%20Caciatori%20Jacinto.pdf. Acesso 
em: 18 jan. 2021.
OLIVEIRA, R. Geologia de engenharia. Lisboa: Universidade Nova de Lisboa, [2006]. 
Disponível em: https://paginas.fe.up.pt/~geng/ge/apontamentos/Cap_3_GE.pdf. Acesso 
em: 18 jan. 2021.
OS EQUIPAMENTOS para o ensaio de cisalhamento direto. São José da Lapa: Contenco, 
2019. Disponível em: https://contenco.com.br/equipamentos-para-ensaio-de-cisalha-
mento-direto/. Acesso em: 18 jan. 2021.
PITEAU, D. R. Geological factors significant ot the stability of slopes cut in rock. Proc. 
Symp. Planning Open Pit Mines. Johannesburg. 33–53. A. A. Balkema, Amsterdam, 1970.
ROCHA, M. Mecânica das rochas. Lisboa: LNEC, 1981. 
TIAB, D.; DONALDSON, E. C. Petrophysics: theory and practice of measuring reservoir 
rock and fluid transport properties. 4. ed. [S.l.]: Elsevier, 2015.
VALLEJO, L. G. et al. Engenharia geológica. Madrid: Prentice Hall, 2002.
Definição e propriedades mecânicas das rochas 13
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Definição e propriedades mecânicas das rochas14
Dica do professor
A velocidade de propagação das ondas sísmicas ao longo de um meio rochoso, especialmente as 
ondas de corpo, é uma propriedade muito importante na medida em que se relaciona diretamente 
com o comportamento elástico, bem como com outras propriedades físicas.
Nesta Dica do professor, você aprenderá sobre a relação entre a velocidade de propagação das 
ondas de corpo e algumas propriedades físicas das rochas. 
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Exercícios
1) Considere uma amostra saturada de rocha com peso de 70kg, volume de 30dm3 e peso 
específico de 2,79g/cm3. Assinale a alternativa que representa corretamente o índice de 
vazios aproximados dessa amostra.
A) 0,31.
B) 0,51.
C) 0,34.
D) 0,37.
E) 0,49.
2) Considere uma amostra de rocha de peso específico 1,6g/cm3, com teor de umidade igual a 
33% de densidade de grão de 2,65. Qual é a porosidade dessa amostra?
A) 50%.
B) 45%.
C) 35%.
D) 55%.
E) 60%.
A impedância acústica é uma propriedade que se relaciona com a velocidade de propagação 
da onda compressional (P) ao longo do meio rochoso. Sobre essa propriedade, considere as 
afirmativas:
I - A impedância acústica aumenta quanto mais densa for a rocha.
II - A impedância acústica diminui quanto maior for a porosidade da rocha.
III - A variação de impedância depende dos módulos de compressão elástica e de rigidez e da 
densidade da rocha.
3) 
Está(ão) correta(s):
A) Apenas a alternativa I.
B) As alternativas I e II.
C) Apenas a alternativa II.
D) Apenas a alternativa III.
E) As alternativas I, II e III.
4) O peso específico dos grãos diz respeito ao peso da rocha seca por unidade de volume de 
rocha e se relaciona diretamente com a composição mineral. Com base nisso, assinale a 
afirmativa que representa a rocha com maior peso específico (considere composições 
minerais genéricas).
A) Gesso.
B) Granito.
C) Basalto.
D) Mármore.
E) Diorito.
5) No estudo das propriedades mecânicas dos solos e das rochas, diversas medições em 
laboratório são necessárias para a medição delas. Com base nisso, assinale a alternativa que 
apresenta ensaios utilizados nessas medições.
A) Ensaio de resistência à compressão uniaxial e ensaio de cisalhamento direto.
B) Ensaio de resistência à compressão uniaxial e ensaio de cisalhamento reverso.
C) Ensaio de raio X e ensaio de resistência à compressão uniaxial.
D) Ensaio de cisalhamento direto e de medição da umidade.
E) Medição da umidade e da porosidade.
Na prática
O ensaio de resistência à compressão uniaxial avalia a tensão de ruptura de rochas quando 
submetidas a esforços físicos; mais especificamente, visa a determinar a tensão que provoca a 
ruptura da rocha quando submetida a esforços compressivos.
Veja, em Na Prática, um pouco mais sobre o ensaio (equipamento, características do corpo de 
prova, etc.)
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para 
acessar.
https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/c05a1695-7147-4f63-94ea-583dd08a1bfb/d04ad758-1ad2-496f-9c7f-24e85f3ff208.jpg
Saiba +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:
Estudo do comportamento geomecânico e químico das fraturas 
de rochas carbonáticas
Neste material, você verá a aplicação do estudo das propriedades geomecânicas das rochas em 
fraturas de rochas carbonáticas.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
Alterabilidade e comportamento geomecânico de rochas no 
AHE simplício
Este artigo apresenta o efeito das alterações nas propriedades mecânicas de maciços rochosos.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.Avaliação das propriedades químicas e geomecânicas de 
agregados oriundos de jazidas de rochas de diferentes 
litologias do Estado do RS
Confira, neste artigo, a aplicação prática de um estudo de propriedades das rochas.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/36167/1/TESE%20Shirley%20Minnell%20Ferreira%20de%20Oliveira.pdf
http://www.coc.ufrj.br/pt/documents2/mestrado/2019-1/3370-lopes-pm-19
https://repositorio.ufsm.br/bitstream/handle/1/14059/DIS_PPGEC_2018_BACK_ANA.pdf?sequence=1&isAllowed=y