Considerações sobre a classificação de maciços rochosos

Como utilizar atributos subjetivos para descrever objetivamente as características geotécnicas dos maciços rochosos

A classificação de maciços rochosos, mesmo que baseada em atributos subjetivos, se deu devido a uma necessidade de se descrever de maneira objetiva as características principais de um maciço. Assim, a classificação de tais se deu segundo seis objetivos específicos (Read e Stacey, 2009):

• Identificar os parâmetros mais significativos e que influenciam no comportamento do maciço rochoso;
• Dividir um maciço rochoso em grupos que possuem comportamentos similares;
• Fornecer uma base de entendimento para cada classe do maciço rochoso;
• Relacionar as características de um rocha com outra de lugares distintos;
• Fornecer dados quantitativos e um guia para o design do talude;
• Fornecer uma base comum de comunicação entre engenheiros e geólogos.

Assim, seguindo essa linha de raciocínio, existem várias classificações diferentes de maciços rochosos, no entanto as mais utilizadas, segundo Read e Stacey (2009), são a de Bieniawski (RMR), a de Laubscher (IRMR e MRMR) e a de Hoek e Brown (GSI).

RMR (Bieniawski)

O valor determinado por Bieniawski (intervalo de 0 a 100) fornece um parâmetro relativo à qualidade geotécnica do maciço considerando 5 classes. Tais classes podem ser descritas como sendo (Tabela 1):

E os valores do RMR são obtidos através de ponderação de parâmetros como a resistência a compressão uniaxial da rocha intacta, RQD, orientação, espaçamento e condição das descontinuidades e das condições hidrostáticas do maciço. Assim, a ponderação é realizada através de uma tabela que fornece os intervalos de abrangência de cada parâmetro. No entanto, devido a revisões subseqüentes, deve-se informar o ano base da tabela utilizada. Sendo assim, a seguir, como forma de exemplificação, mostra-se a Tabela 2 do ano de 1989.

No entanto, deve-se sempre ter em mente, para o design de taludes, algumas considerações práticas a respeito do sistema apresentado por Bieniawski, que auxiliam no entendimento da limitação de tal sistema.

Assim, como primeira consideração, deve-se analisar as condições da água para o sistema de 1976 (valor 10) e 1979 (valor 15), no qual não leva em conta a poro pressão para fins de análise de estabilidade. Outra consideração que deve ser feita é a respeito do ajuste da orientação das juntas, que devem ser analisadas como muito favoráveis. Assim, o efeito das juntas e outros defeitos estruturais devem ser creditados à avaliação da força do maciço rochoso e/ou à análise de estabilidade. 

E como a principal consideração, por ser mais problemática, tem-se o RQD, já que tal é uma medida da recuperação de testemunhos de sondagem, sendo altamente influenciado pela operação, pelo operador e pelo equipamento utilizado. Assim, o valor de RQD para fins de parametrização é fracamente definido já que variações pequenas no valor de recuperação de testemunhos implicam em uma grande variação no resultado final. E, além disso, o RQD é tendencioso com relação à orientação das descontinuidades já que pequenas mudanças na direção de perfuração podem resultar em uma grande mudança no valor do RQD (Read e Stacey, 2009).

IRMR e MRMR (Laubscher)

Os sistemas IRMR (in situ rock mass rating) e MRMR (mining rock mass rating) foram introduzidos por Laubscher como forma de extensão ao sistema RMR proposto por Bieniawski. Para isso o IRMR considera quatro parâmetros básicos:

• Força da rocha intacta (IRS), definida a partir do teste de compressão uniaxial (UCS);
• Força da rocha (RBS), definida como sendo à força dos blocos de rocha contido no maciço;
• A quantidade de blocos do maciço, que é função do conjunto de juntas e seus espaçamentos (Js);
• A condição das juntas (Jc).

Assim, de posse de tais dados, analisa-se graficamente os parâmetros IRS, RBS, Js e Jc de forma a adicionar os parâmetros Js e Jc ao valor de RBS. Logo uma vez que o sistema IRMR foi estabelecido pode-se obter o valor de MRMR através do ajuste de parâmetros como o efeito do intemperismo, da água, da orientação das juntas, das tensões induzidas pela escavação e devido a detonações. 

GSI (Hoek-Brown)

A principal razão na qual se iniciou a utilização do de um novo sistema de classificação se deu pelo simples fato da adequação ao critério de ruptura de Hoek-Brown e às observações geológicas de campo. Para isso incluiu-se o módulo de Young (E) e a razão de Poisson (ѵ) à caracterização de maciços rochosos.

Assim, adicionou-se o GSI como forma de modificação do RMR₁₉₇₆ proposto por Bieniawski. Dessa maneira, percebe-se que o valor do GSI acima de 25 é exatamente igual ao valor do RMR₁₉₇₆, o qual foi adotado como valor de corte devido à imensa dificuldade de determinar o RMR para rochas de qualidade muito fraca. Isso se deu, pois o RMR e o critério de Hoek-Brown com os parâmetros m e s não são mais lineares quando o RMR é inferior a 25.

No entanto, posteriormente, Hoek-Brown apresentou outra metodologia de classificação de maciços rochosos que levavam em consideração apenas o GSI e a estrutura da rocha.

Mas, algo que deve ser enfatizado são as suposições realizadas para a obtenção de tal sistema. Assim o GSI supõe que o maciço rochoso é um conjunto de pedaços isotrópicos separados por juntas muitos próximas às quais não possuem preferência de direção de ruptura.