Este trabalho apresenta os resultados da caracterização tecnológica e da avaliação da alterabilidade realizada em amostras provenientes dos compartimentos entablamento e colunata de derrames basálticos localizados na porção setentrional da Bacia do Paraná, mais precisamente, em afloramentos associados a frentes de lavra de algumas pedreiras do Estado de São Paulo. Além de ensaios tradicionais de caracterização tecnológica, foram realizados ensaios alternativos como a adsorção de azul de metileno e o pH e a condutividade de abrasão. Ensaios de alteração, tanto natural quanto acelerada, foram realizados e comparados quantitativamente. No que se refere aos ensaios de alteração acelerada, os líquidos de imersão foram monitorados em relação a concentração de íons de alguns elementos alcalinos e alcalinos terrosos. A análise conjunta destas informações foi útil para a qualificação dos materiais e quantificação de suas alterabilidades, proporcionando a análise comparativa entre os compartimentos entablamento e colunata no que tange ao seu uso como agregados em construção civil. / This work presents the technological characterization and alterability assessment of samples from the entablature-colonnade compartmentation of the basaltic rocks localized in the northern region of the Paraná basin, Brazil. Besides traditional technological characterization tests, it was performed alternatives tests (methylene blue adsorption, abrasive pH and abrasive conductivity). Some natural and artificial alterability tests were also performed for a quantitative comparison. The immersion fluids from the artificial alteration tests were monitored in respect to alkaline and earth alkaline chemicals concentration. These information were used for material qualification and assessment of alterability, supplying a comparative analysis between the entablature and colonnade compartments in respect to its use as aggregates for civil construction.

[pt] Este trabalho apresenta um estudo experimental do comportamento de maciços de enrocamento, considerando as variações de deformabilidade e resistência provocadas pela alteração da rocha e pelas variações das características intrínsecas do enrocamento, tais como, litologia, granulometria, efeito de escala, umidade e as características das partículas. Foram considerados o enrocamento de basalto da Barragem de Marimbondo, com cerca de 25 anos de alteração natural no campo, o basalto da Pedreira Rio Grande, semelhante ao utilizado na construção de Marimbondo, e o enrocamento de granito da Barragem de Serra da Mesa. Foi elaborada uma metodologia para avaliar a alterabilidade dos materiais de enrocamento, envolvendo ensaios nos materiais intacto e alterados no campo e no laboratório. A alteração no basalto da Pedreira em laboratório simulou, de forma acelerada, a alteração natural do basalto de Marimbondo no campo, sendo realizada através de ensaios de lixiviação contínua e de ciclos de umidade. A lixiviação em corpos de prova de enrocamento foi feita em um equipamento soxhlet de grandes dimensões desenvolvido no Laboratório da PUC-Rio. O comportamento geomecânico dos enrocamentos foi avaliado a partir dos parâmetros mais relevantes das partículas, da rocha e do maciço de enrocamento. A caracterização do enrocamento como meio granular é obtida através de ensaios de compressão unidimensional, de compressão triaxial e de cisalhamento direto, em equipamentos de grandes dimensões. Os resultados mostram que as características intrínsecas do enrocamento têm um papel importante no comportamento do material. Além disso, a alteração do basalto no campo ou no laboratório pode provocar variações significativas dos parâmetros dos materiais de enrocamento, dentre as quais destacam-se a redução da rigidez e resistência do enrocamento, bem como o aumento do desgaste das partículas. Este estudo também indica que a lixiviação no equipamento soxhlet de grandes dimensões mostrou-se adequada para a simulação da alteração natural do basalto em condições aceleradas no laboratório, possibilitando a previsão, a longo prazo, do comportamento de enrocamentos. Considerando um período de 75 anos de alteração natural no campo, o trabalho apresenta a previsão de comportamento do enrocamento de Marimbondo em termos de resistência ao fraturamento, desgaste das partículas, módulo de compressibilidade M, módulo de deformabilidade E , resistência à compressão uniaxial que envoltória de resistência. / [en] This work presents an experimental study of the behavior of rockfills, focusing on the changes caused by rock alteration on the physical and mechanical characteristics, such as, lithology, gradation, deformability and strength. The basalt rockfill used in the construction of Marimbondo dam has been considered, with about 25 years of in situ alteration, together with intact basalts samples from Rio Grande quarry, which is located about 500m downstream from the dam site. The experimental results were also compared with data from tests on granite rockfill samples from Serra da Mesa dam. A methodology is proposed for evaluating the alterability of rockfills, based on laboratory tests on intact and alterated samples. Procedures for fast rock alteration in the laboratory were also developed, attempting to simulate the naturally slow alteration which occurs in the field. The laboratory alteration made use of both continuous leaching and wetting-drying cycles on intact basalt samples. The leaching was imposed in a large scale soxhlet equipment developed in the geotechnical laboratory at PUC-Rio. For the characterization of the geomechanical behavior of the rockfill masses, large scale equipments have been used, such as an confined compression chamber, triaxial compression machine and direct shear box. The results indicate that the intrinsic characteristics play an important role on the rockfill behavior. Furthermore, basalt alteration occurring in the field or in the laboratory may cause a significant decrease on the rockfill s stiffness and strength parameters, as well as an increase on the abrasion characteristics of rockfil s particles. This study also indicates that leaching in large scale equipment is a proper way to simulate the basalt s natural alteration in accelerated laboratory conditions, making possible the long time prevision of the behavior of rockfills. Considering a time period of 75 years of natural alteration in the field, this work presents a quantitative prediction of Marimbondo s rockfill behavior in terms of particle breakage, abrasion resistance, compressibility modulus M, deformability modulus E, unconfined strength qu and strength envelope parameters.

Este trabalho apresenta os resultados da caracterização tecnológica e da avaliação da alterabilidade realizada em amostras provenientes dos compartimentos entablamento e colunata de derrames basálticos localizados na porção setentrional da Bacia do Paraná, mais precisamente, em afloramentos associados a frentes de lavra de algumas pedreiras do Estado de São Paulo. Além de ensaios tradicionais de caracterização tecnológica, foram realizados ensaios alternativos como a adsorção de azul de metileno e o pH e a condutividade de abrasão. Ensaios de alteração, tanto natural quanto acelerada, foram realizados e comparados quantitativamente. No que se refere aos ensaios de alteração acelerada, os líquidos de imersão foram monitorados em relação a concentração de íons de alguns elementos alcalinos e alcalinos terrosos. A análise conjunta destas informações foi útil para a qualificação dos materiais e quantificação de suas alterabilidades, proporcionando a análise comparativa entre os compartimentos entablamento e colunata no que tange ao seu uso como agregados em construção civil. / This work presents the technological characterization and alterability assessment of samples from the entablature-colonnade compartmentation of the basaltic rocks localized in the northern region of the Paraná basin, Brazil. Besides traditional technological characterization tests, it was performed alternatives tests (methylene blue adsorption, abrasive pH and abrasive conductivity). Some natural and artificial alterability tests were also performed for a quantitative comparison. The immersion fluids from the artificial alteration tests were monitored in respect to alkaline and earth alkaline chemicals concentration. These information were used for material qualification and assessment of alterability, supplying a comparative analysis between the entablature and colonnade compartments in respect to its use as aggregates for civil construction.

Esta dissertação apresenta a caracterização geológico-geotécnica de diferentes litotipos basálticos, abrangendo basaltos densos, basaltos vesículo-amigdaloidais e brecha basáltica. Estes materiais são oriundos de quatro derrames basálticos pertencentes à Formação Serra Geral, região da barragem de Itaipu. Para a caracterização foram realizados ensaios rotineiros de densidade aparente, porosidade aparente, absorção-dágua, compressão pontual e alterabilidade (ciclagem acelerada em laboratório). Incrementou-se neste trabalho a aplicação da velocidade de absorção-dágua como apoio para ensaios de ciclagem, além do uso de análises de pH e de condutividade elétrica para avaliação do grau de alteração. O ensaio de velocidade de absorção-d\'água permitiu a verificação dos tempos necessários para a saturação e a secagem de cada litotipo, mostrando-se importante para a adequação dos ciclos de alteração em laboratório. As análises pHmétricas e de condutividade elétrica apresentaram-se eficientes para a avaliação da alteração, principalmente quando as classificações tátil-visuais e a resistência não refletiram com precisão o grau de alteração da rocha. / This study presents the geological-geotechnical characterization of different basaltics lithotypes (dense basalt, vesicular-amygdaloidal basalt and basaltic breccias). These rock materials were selected from four basaltics flows from Serra Geral Formation (Itaipu Dam region). For this characterization were performed apparent density, apparent porosity, water absorption, point load strength and alterability (wet-dry cycling tests). Increased in this study the application of the water absorption rate as support for cycling tests, and the use of the pH and electrical conductivity tests for interpretation of the weathering degree. The water absorption rate allowed determining the adequate time for saturation and drying of each lithotype, and proved to be important for suitability of the cycling tests. Electrical and pH conductivity analysis were effective for the evaluation of the alteration degree especially when the tactile-visual classifications and the resistance did not reflect so precisely the rock alteration.

Esta dissertação apresenta a caracterização geológico-geotécnica de diferentes litotipos basálticos, abrangendo basaltos densos, basaltos vesículo-amigdaloidais e brecha basáltica. Estes materiais são oriundos de quatro derrames basálticos pertencentes à Formação Serra Geral, região da barragem de Itaipu. Para a caracterização foram realizados ensaios rotineiros de densidade aparente, porosidade aparente, absorção-dágua, compressão pontual e alterabilidade (ciclagem acelerada em laboratório). Incrementou-se neste trabalho a aplicação da velocidade de absorção-dágua como apoio para ensaios de ciclagem, além do uso de análises de pH e de condutividade elétrica para avaliação do grau de alteração. O ensaio de velocidade de absorção-d\'água permitiu a verificação dos tempos necessários para a saturação e a secagem de cada litotipo, mostrando-se importante para a adequação dos ciclos de alteração em laboratório. As análises pHmétricas e de condutividade elétrica apresentaram-se eficientes para a avaliação da alteração, principalmente quando as classificações tátil-visuais e a resistência não refletiram com precisão o grau de alteração da rocha. / This study presents the geological-geotechnical characterization of different basaltics lithotypes (dense basalt, vesicular-amygdaloidal basalt and basaltic breccias). These rock materials were selected from four basaltics flows from Serra Geral Formation (Itaipu Dam region). For this characterization were performed apparent density, apparent porosity, water absorption, point load strength and alterability (wet-dry cycling tests). Increased in this study the application of the water absorption rate as support for cycling tests, and the use of the pH and electrical conductivity tests for interpretation of the weathering degree. The water absorption rate allowed determining the adequate time for saturation and drying of each lithotype, and proved to be important for suitability of the cycling tests. Electrical and pH conductivity analysis were effective for the evaluation of the alteration degree especially when the tactile-visual classifications and the resistance did not reflect so precisely the rock alteration.

Estudo experimental sobre a alterabilidade de basaltos das fundações da Usina Hidrelétrica de Três Irmãos constou da execução de ensaios de alteração, por ciclos de saturação e secagem, e de abrasão \"Los Angeles\" efetuados após ensaios de alteração. O ensaio de abrasão \"Los Angeles\" foi adotado como parâmetro mecânico auxiliar na quantificação da desagregação. Análises granulométricas também foram utilizadas com o mesmo objetivo. Foram executados, ainda, ensaios físico-mecânicos e análises petrográficas para a caracterização tecnológica das amostras. A distribuição dos valores de perda de massa por alteração e por abrasão, em função do tempo (ciclos), e as distribuições granulométricas apresentadas após esses ensaios, permitiram avaliar com clareza a desagregabilidade das amostras. Aos resultados das perdas de massa por alteração e por abrasão foram aplicados critérios de cálculo sugeridos por diferentes autores, para fixar índices de alterabilidade de rochas. Os índices adotados permitiram estabelecer a seqüência de alterabilidade dos basaltos estudados. A partir dos resultados obtidos no estudo, foi possível, ainda, estabelecer uma proposta de procedimento para avaliar a alterabilidade de rochas, com contribuição para normalização de ensaios de alteração. / An experimental study on the alterability of basalts from Três Irmãos Hydroelectric Dam foundation was performed by means of alteration test, and \"Los Angeles\" abrasion tests carried out after the samples have been submitted to alteration test. L.A. test was adopted as a mechanical parameter in order to quantify the disaggregation. Grain size analyses were also used as a complementary quantification form. Additionally, some physico-mechanical standard tests and petrographical analyses were done for the technological characterization of the various samples. The distribution of values of mass loss due to alteration and abrasion, with the time (cicles), and the grain size distribution presented, after those tests, allowed the evaluation of disaggregation of the studied samples. Several criteria of calculations, as suggested by different authors, were used to define alterability indexes. The indexes adopted allowed to evaluate properly the alterability of the studied basaltic rocks. The results here obtained provided conditions to stablish a proposition of a standard procedure to evaluate rock alterability through experimental tests.

Estudo experimental sobre a alterabilidade de basaltos das fundações da Usina Hidrelétrica de Três Irmãos constou da execução de ensaios de alteração, por ciclos de saturação e secagem, e de abrasão \"Los Angeles\" efetuados após ensaios de alteração. O ensaio de abrasão \"Los Angeles\" foi adotado como parâmetro mecânico auxiliar na quantificação da desagregação. Análises granulométricas também foram utilizadas com o mesmo objetivo. Foram executados, ainda, ensaios físico-mecânicos e análises petrográficas para a caracterização tecnológica das amostras. A distribuição dos valores de perda de massa por alteração e por abrasão, em função do tempo (ciclos), e as distribuições granulométricas apresentadas após esses ensaios, permitiram avaliar com clareza a desagregabilidade das amostras. Aos resultados das perdas de massa por alteração e por abrasão foram aplicados critérios de cálculo sugeridos por diferentes autores, para fixar índices de alterabilidade de rochas. Os índices adotados permitiram estabelecer a seqüência de alterabilidade dos basaltos estudados. A partir dos resultados obtidos no estudo, foi possível, ainda, estabelecer uma proposta de procedimento para avaliar a alterabilidade de rochas, com contribuição para normalização de ensaios de alteração. / An experimental study on the alterability of basalts from Três Irmãos Hydroelectric Dam foundation was performed by means of alteration test, and \"Los Angeles\" abrasion tests carried out after the samples have been submitted to alteration test. L.A. test was adopted as a mechanical parameter in order to quantify the disaggregation. Grain size analyses were also used as a complementary quantification form. Additionally, some physico-mechanical standard tests and petrographical analyses were done for the technological characterization of the various samples. The distribution of values of mass loss due to alteration and abrasion, with the time (cicles), and the grain size distribution presented, after those tests, allowed the evaluation of disaggregation of the studied samples. Several criteria of calculations, as suggested by different authors, were used to define alterability indexes. The indexes adopted allowed to evaluate properly the alterability of the studied basaltic rocks. The results here obtained provided conditions to stablish a proposition of a standard procedure to evaluate rock alterability through experimental tests.