Caracterização Geológica E Geotécnica Da Área Compreendida Entre O Lumiar E O Olival Basto
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UNIVERSIDADE DE LISBOA FACULDADE DE CIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA Caracterização Geológica e Geotécnica da área compreendida entre o Lumiar e o Olival Basto Ana Mafalda Pinto da Silva Projeto de Investigação Mestrado em Geologia Aplicada Especialização em Geologia de Engenharia 2015 2 UNIVERSIDADE DE LISBOA FACULDADE DE CIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA Caracterização Geológica e Geotécnica da área compreendida entre o Lumiar e o Olival Basto Ana Mafalda Pinto da Silva Projeto de Investigação orientado pela Profª Doutora Isabel Maria Figueiredo Lopes (Profª Auxiliar Convidada do Departamento de Geologia, da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa) Mestrado em Geologia Aplicada, Especialização em Geologia de Engenharia 2015 4 “Unfortunately, soils are made by nature and not by man, and the products of nature are always complex.” Karl von Terzaghi, em 1936 6 Resumo Esta dissertação teve como objetivos, a caracterização geológica e geotécnica de unidades litostratigráficas de uma área no limite entre o Concelho de Lisboa e de Odivelas, na zona envolvente à Calçada de Carriche, entre o Lumiar e o Olival Basto e a caracterização geotécnica pormenorizada da Formação de Benfica. Com base na interpretação da informação referente a 188 sondagens descritas nos Relatórios de Prospeção Geológica e Geotécnica (RG) selecionados para este trabalho, realizaram-se para a área de estudo, cortes geológicos, ajustamentos locais à cartografia geológica, o Mapa de Depósitos de Cobertura, o Modelo Geológico Tridimensional e a caracterização geotécnica das unidades litostratigráficas presentes na área de estudo. O Modelo Geológico Tridimensional permitiu comprovar que, de uma forma geral, a Série Miocénica apresenta uma estrutura monoclinal, com direção geral SW-NE, inclinando ligeiramente para SE. Com a análise dos resultados dos ensaios SPT verifica-se que a resistência dos materiais miocénicos e oligocénicos, é muito superior à dos materiais recentes, como esperado, destacando-se as unidades Argilas de Forno do Tijolo e Calcários de Entrecampos, como as mais resistentes. Os materiais das unidades litostratigráficas analisados foram classificados como solos sobreconsolidados, compactos, superficialmente descomprimidos e rochas brandas. Com base nas amostras de solo recolhidas da Formação de Benfica, posteriormente analisadas em laboratório, foi possível efetuar a caracterização geotécnica pormenorizada desta unidade litostratigráfica. Segundo as classificações Unificada e AASTHO, os solos analisados, foram classificados como areias siltosas, areias silto-argilosas com seixos, apresentando um comportamento excelente a bom e materiais silto-argilosos, apresentando um comportamento medíocre a mau. Nestes materiais as argilas foram classificadas como muito ativas devido à presença de esmectites e paligorsquite e à existência de aglomerados de partículas argilosas na dimensão dos siltes. Palavras-chave: Geologia urbana, Formação de Benfica, modelação geológica em 3D, ensaios SPT, caracterização geológica e geotécnica. i ii Abstract This dissertation had as objectives, the geological and geotechnical characterization of the lithostratigraphic units of an area between Lisbon and Odivelas Municipality, more precisely in the Calçada de Carriche, between Lumiar and Olival Basto and a detailed geotechnical characterization of Formação de Benfica. Based on the interpretation of data pertaining to 188 boreholes described in geotechnical reports, selected for this work, geologic cross-sections were performed, local geological mapping adjustments were made, a Map of Deposit Coverage was developed as well as a Geological 3D Model and geotechnical characterization of lithostratigraphic units of the study area. The Geological 3D Model has revealed that, in general, the Miocene forms a monocline tilting slightly to SE, with general SW-NE direction. With the analysis of the results of SPT test, it demonstrated there is a great difference on the geotechnical behavior of surficial soils and Miocene and Oligocene bedrock. The resistance of this last materials, is far superior to the surficial soils, highlighting the Miocene formations Argilas de Forno do Tijolo and Calcários de Entrecampos, as more resistant. The materials of the lithostratigraphic units analyzed were classified as overconsolidated and compact soils, decompressed near the surface and soft rocks. To perform the geotechnical characterization of the Formação de Benfica samples were collected and later laboratory analysis were performed. According to Unified and AASTHO classification, the soils analyzed were classified as silty or clayey gravel and sand, with excellent to good behavior and silty-clay materials, with a fair to poor behavior. In these materials the clays were classified as very active due to smectite and palygorskite presence and also and the existence of agglomerates of clay particles in the size of silts. Keywords: Urban geology, Formação de Benfica, geological 3D modeling, SPT tests, geological and geotechnical characterization. iii iv Agradecimentos Uma montanha russa de emoções, uma viagem de aprendizagens, onde oscilei muitas vezes entre a depressão e a calma, entre a mediocridade e a procura da perfeição, mas no final superei-me, e como Portuguesa e Geóloga que sou ultrapassei as minhas tormentas. Apesar do presente trabalho ter sido realizado individualmente, a sua realização não teria sido possível sem o precioso apoio, companheirismo, disponibilidade e amizade prestados, por isso aqui deixo os meus maiores agradecimentos às pessoas que de uma maneira ou de outra me ajudaram e fizeram parte desta odisseia. Em primeiro lugar, quero agradecer à Profª Doutora Isabel Lopes pela orientação, pela sugestão do tema e da área de trabalho, por todos os conhecimentos transmitidos, pelo apoio, disponibilidade, paciência ao longo da realização e revisão final desta dissertação. Agradeço todos os ensinamentos, a exigência sempre pelo melhor, a prontidão demonstrada para me ajudar na reta final deste trabalho e todos os momentos de partilha que contribuíram também para o meu crescimento. Ao Departamento de Geologia da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, por ter-me disponibilizado a utilização das instalações e do material. Ao Projeto GeoSIS_Lx pela cedência de informação, na pessoa da Profª Doutora Isabel Moitinho e da Doutora Cláudia Pinto. À Técnica de Laboratório do Departamento de Geologia, Vera Lopes, por toda a partilha de conhecimentos, apoio e disponibilidade sempre que por mim solicitada para, esclarecimento de dúvidas, fornecimento de material, utilização de alguns meios informáticos e ajuda na interpretação dos difratogramas. A simpatia, amizade que sempre demonstrou e a vontade de ajudar nunca serão esquecidas, sem elas o trabalho realizado no Laboratório de Geotécnica não teria sido possível. À Profª Doutora Isabel Moitinho por todos os conhecimentos transmitidos, orientação e material bibliográfico fornecido. Aos Professores Doutores Gabriel de Almeida, Catarina Silva, Mª Conceição Freitas e César Andrade por todos os conhecimentos transmitidos e material bibliográfico fornecido. Ao Prof. Doutor Rui Taborda pelo apoio e disponibilidade demonstrada sempre que por mim solicitado, para esclarecimento de dúvidas em relação ao ArcGIS® e por todos os conhecimentos transmitidos referentes aos Sistemas de Informação Geográficos. v Ao meu colega Mestre Manuel Vasconcelos por disponibilizar prontamente todos os materiais, os meios de análise de fotografias aéreas, partilha de conhecimentos e de dados desenvolvidos na sua dissertação. Às minhas colegas e amigas Carolinas, queria agradecer pela disponibilidade em ajudar, pela partilha de conhecimentos e pela amizade. Às minhas amigas, em especial à Sara Nunes e Ana Barreira, quero agradecer por todos os momentos de diversão e alegria que passámos juntas e no final da realização deste trabalho o apoio, incentivo e companheirismo prestado. Aos meus colegas e amigos, Luciana Rodrigues e André Policarpo, com quem dividi angustias, partilhei desabafos e troquei conhecimentos, ambos na mesma situação mas sempre prontos a ajudar, queria agradecer pela duradoura amizade. Pela paciência e apoio, quando as forças e o animo me faltavam, queria agradecer à Manela, pelas horas que passou a trabalhar comigo, porque mesmo não sendo do seu domínio o sentido critico e a facilidade em discutir outros assuntos, foram preciosos para ter conseguido terminar esta dissertação. Ao Pedro meu companheiro e amigo, muito obrigada pelo amor, pela paciência, pela amizade, por esperares por mim e por seres o meu porto de abrigo onde me refugiava para encontrar paz, sem ti não teria conseguido. Last but not the least, quero agradecer do fundo do coração à minha Mãe e ao meu Pai por acreditarem em mim, por me terem dado asas para voar e ferramentas para tentar e ser sempre melhor, vocês são a minha força e o meu orgulho, obrigada. vi ÍNDICE Índice 1. Introdução ............................................................................................................................. 1 2. Cartografia Geológica e Geotécnica ...................................................................................... 5 2.1. Definição ....................................................................................................................... 5 2.2. Classificação .................................................................................................................. 7 2.3. Aquisição dos dados .....................................................................................................