[pt] Um perfil de alteração de granito-gnaisse é estudado objetivando um melhor conhecimento das propriedades mecânicas e hidráulicas de solos residuais. A feição estudada encontra-se no município de Campo Magro, região Metropolitana de Curitiba. A região situa-se na borda da Bacia de Curitiba, acima de 900 metros, fortemente sujeita aos fenômenos tectônicos que deram origem à calha da Bacia. As investigações geotécnicas contemplam a caracterização física, química e mineralógica dos materiais. O comportamento dos solos no estado compactado e indeformado é analisado. Curvas características de sucção e de resistividade fornecem dados que auxiliam no entendimento das propriedades hidráulicas. A influência do intemperismo e da sucção são avaliados na resistência à tração e na resistência à compressão não confinada. Parâmetros de resistência em cinco diferentes níveis de intemperismo são apresentados. Ensaios de adensamento fornecem parâmetros de quebra da estrutura (yelding) dos solos. O comportamento tensão- deformação do solo mais intemperizado, no estado não saturado, é analisado através de ensaios triaxiais com medida de deformação local, em compressão axial com tensão controlada e deformação controlada. As conclusões da pesquisa permitem identificar a variabilidade de comportamento de resistência e compressibilidade, efeito do material de origem e intemperismo a que os solos foram submetidos. / [en] A granite-gneiss weathering profile is studied with the aim of achieving a better understanding of mechanical and hydraulic properties of residual soils. The site in focus is located at the city of Campo Magro, in Curitiba Metropolitan Area. The region under research lies at the border of Curitiba Basin, above 900 m of elevation, and it was heavily influenced by tectonic events that originated the basin. The geotechnical investigation comprised physical, chemical and mineralogical characterization. The soil behavior was assessed in both natural and compacted conditions. Suction and resistivity characteristic curves provide useful information for assessing the hydraulic properties. The weathering degree and suction levels influence are assessed in respect to unconfined compressive and tensile strength. The resistance properties are analyzed according five distinct weathering degrees. Consolidation tests are used for identifying yielding stress levels. Unsaturated triaxial tests with local strain measurements in both stress and strain control conditions are used to study the deformation behavior of the most weathered soil. The conclusions provide an overall assessment of the soil strength and compressibility variability, origin material influence and weathering evolution effects.

Esta Tese aborda, de modo original e pioneiro, importantes aspectos da Engenharia de Fundações do Sul de Minas: a) sistematização de conhecimentos sobre a Geologia regional; b) identificação e caracterização da prática de fundações; c) definição (com a formação de um banco de dados) dos perfis mais representativos do subsolo de suas principais cidades; d) estudo dos parâmetros físicos, químicos e geomecânicos de um solo típico; e) implantação de campo experimental de fundações da Universidade Federal de Lavras, com a realização de provas de carga. Grande ênfase foi dada aos itens (a), (c) e (e). Priorizou-se o estudo das fundações de baixa capacidade de carga, no estudo do comportamento carga-recalque de ensaios de placa, de provas de carga a compressão em estacas-broca isoladas e de tubulões curtos instrumentados. Destacam-se as análises sobre os efeitos de forma, profundidade, melhoramento do terreno de fundação e de inundação nas fundações rasas e da variação L/d na resistência lateral unitária das estacas, sendo valorizadas as fórmulas empíricas com base no SPT. São apresentadas fórmulas de previsão de carga, em função do SPT, para sapatas, estacas de pequeno diâmetro e tubulões curtos e um estudo de custos, onde se mostra que a opção indiscriminada por tubulões é inadequada para certas faixas de carga de trabalho. Adicionalmente, são feitas recomendações para intensificar o uso de sondagens tendo em vista a grande variabilidade das propriedades dos solos regionais e para aumentar os fatores de segurança nestas fórmulas onde houver possibilidade de ocorrência de colapso no solo. / This work presents, at time, important aspects of Foundation Engineering at Southern Region of Minas Gerais State: a) systematization of the knowledge about regional geology; b) identification and characterization of practice in foundations; c) definition (though establishment of a data base) of most representative sub-soil profiles at main cities at the region; d) study of physical, chemical and geomechanical parameters of a typical soil; e) implementation of a experimental field for foundation studies at Federal University of Lavras, by execution of load tests. A large emphasis was given to items a, c and e. The study of foundations of low load capacity was prioritized when testing plates, isolated piles under compression and short drilled piers with sensors. Analysis such as form effects, depth, soil improvement and flooding on shallow foundations and variation of L/d on the lateral unity resistance by emphasizing the empiral equations based on SPT were all pointed out. Mathematical equations are presented for load estimation as function of SPT for small diameter piles and short drilled piers as well as a cost study where it can bem shown that the undistinguished alternative for piers is inadequate for some load values. In addition, due to soil spatial variability and safety factor increment on soils subject for colapse, recommendations on intensive use of SPT test are given.

Ce travail concerne la géologie de de la région de Bonneval sur Arc replacée dans l'ensemble du massif du Grand Paradis. Les éléments structuraux, la pétrographie, le métamorphisme , la tectonique sont abordés.

Le but de ce mémoire est d'aborder le problème de la genèse et de l'évolution de la croate continentale. Le support de terrain ayant servi de base à cette étude est le socle de Finlande orientale dont l'histoire archéenne se déroule sur plus de 500 m.a. L'analyse a été menée en 4 étapes successives : a) une étude de terrain permet de caractériser les matériaux et d'établir leur chronologie relative. b) la radiochronologie (Rb-Sr) précise l'enchainement et la durée des événements géologiques. c) les différents aspects de la genèse de chaque unité lithologique sont envisagés à l'aide de la géochimie des éléments majeurs et en traces. d) les cootraintes géologiques, pétrographiques, géochronologiques, isotopiques et géochimiques servent à établir un modèle d'évolution géodynamique de la croOte archéenne. Parmi les principaux résultats on peut retenir : 1) que la croate continentale archaïque se différencie verticalement par recyclages successifs et acquiert progressivement des caractères modernes. 2) que si la tectonique des plaques existait bien à 1 ~ Archéen, les modalités de détail étaient différentes de celles connues de nos jours. Par exemple lors de la formation d'un rift l'évolution de celui-ci pouvait se faire soit, comme aujourd' hui par océanisation, puis subduction, soit par subsidence (sans océanisation). 3) la composition des granitoïdes formés dans les zones de convergence de plaques s'est modi fiée au cours du temps. Ceci est expliqué par le refroidissement. progressi f de la Terre; à l'Archéen les gradients géothermiques élevés permettaient la fusion de la croate océanique subductée. Aujourd'hui à l'inverse, cette croate subductée est "froide" et se déshydrate avant d'atteindre les conditions de la fusion, favorisant ainsi la fusion partielle du coin de manteau, ou de la base de la croûte continentale sus-jacents.

les terrains cristallins de Belledonne et du Grand Chatelard sont étudiés du point de vue pétrologique, géochimique et structurale. Cette étude à mis en évidence d'Ouest en Est : (i) le caractère principalement chevauchant de l'accident médian, (ii) des conditions de T° et de P pour le métamorphisme des gneiss de St Rémy évaluées respectivement à 635 +/- 30°C et 4>P<6 kb, (iii) une mise en place du monzogranite des Sept Laux tardive par rapport à (iV) le complexe granitique de St Colomban, lui même composé de faciès hétérogènes comprenant des gneiss +/- migmatitiques, et de faciès plutonique allant des diorites à des leucogranites. Enfin, (v) la tectonique tardi-hercynienne puis alpine le long de l'accident de Fond de France entraine une mylonitisation progressive dans le faciès schistes verts, notamment des granitoïdes.

La chaîne pan-africaine du Hoggar et de l'Adrar des Iforas résulte de la collision du craton ouest-africain et de la zone mobile Pan-Africaine. Au Mali, on y reconnaît la zone de suture, un arc insulaire, un batholite et la zone centrale de l'Adrar des Iforas qui a connu une évolution complexe antérieure à la collision. C'est cette zone qui fait l'objet de ce mémoire et qui a été cartographiée. Les principales unités lithostratigraphiques présentes sont: - l'unité granulitique des Iforas (UGI) à métamorphisme éburnéen , recoupée par des filons doléritiques pré-panafricains et recouverte de sédiments discordants attestant qu'elle affleurait avant l'orogenèse pan-africaine; - des métasédiments de marge passive du Protérozoïque moyen et supérieur; - des métasédiments volcano-détritiques du Protérozoïque terminal; - un ensemble gneissique (assemblage kidalien) résultant du métamorphisme et de la déformation des deux premières unités et d'intrusifs pré-tectoniques déformés en conditions profondes. Pendant la phase de déformation D1, l'UGI et sa couverture autochtone à allochtone du protérozoïque supérieur sont charriées sur l'assemblage kidalien. Les structures, microstructures et la zonéographie du métamorphisme lié à D1 suggèrent un mouvement des nappes du SSW vers le NNE. La succession d'un métamorphisme de pression intermédiaire (D1a) puis de haute température (D1b) est attribuée à un mécanisme de redoublement des isothermes lié à la superposition des nappes. Les phases suivantes sont interprétées en termes de plis de serrage (D2) et de décrochement (D3). Ainsi, les grandes zones mylonitiques sub-méridiennes et subverticales qui caractérisent le Hoggar et l'Adrar des Iforas sont le résultat pour certaines de la superposition de ces trois phases. L'âge de la phase D1 est incertain et pourrait se situer autour de 700 Ma. Les phases D2 et D3 commenceraient à 610-600 Ma pour s'achever vers 535 Ma. Une simulation en élasticité de la collision a été réalisée. Elle confirme les relations entre les phases D2 et D3 et la collision de la zone mobile pan-africaine avec le craton ouest- africain et rend compte de la rotation des directions de raccourcissement en fonction du temps. Elle ne permet pas cependant d'intégrer la déformation D1 dans un processus continu avec D2 et D3 et appuie l'hypothèse de l'antériorité de la tectonique tangentielle par rapport à la collision. Une revue comparative des autres régions du Hoggar en Algérie montre l'existence d'une tectonique tangentielle post-éburnéenne mais anté-pan-africaine. Des études géochronologiques et cinématiques restent nécessaires pour connaître la succession de ces tectoniques dans le temps et leurs directions de raccourcissement. Le bouclier touareg reste le champ d'action idéal pour étudier les modalités de remobilisation des socles.

Il est question de l'étude stratigraphique, métamorphique et tectonique d'une partie de la zone piémontaise des Alpes franco-italiennes, située dans la haute vallée de l'Arc , entre Bessans et la frontière franco-italienne. Deux grands ensembles structuraux ont été distingués : - un autochtone relatif, le massif du Grand Paradis qui comprend : un socle ante-viséen constitué par des orthogneiss dans lesquels sont enchassés des niveaux prasinitiques (Série du Carro) et des niveaux de gneiss fins (Série des Evettes). Cet ensemble cristallin dérive d'un complexe volcano-sédimentaire qui fut en partie granitisé lors du cycle hercynien ; une couverture stéphano- permienne représentée par les gneiss de Bonneval. Ces derniers, totalement désolidarisés du socle, correspondent à une série détritique ou volcano-détritique ; une couverture triasique, adhérente ou décollée de son substratum, constituée par une vingtaine de mètres au maximum de dépôts carbonatés à cachet Briançonnais . - un ensemble allochtone, la nappe des "Schistes Lustrés" qui repose tectoniquement sur l'ensemble précédent par l'intermédiaire d'un coussin cargneulique. Nous y avons distingué deux unités tectoniques principales (unités inférieure et supérieure) qui montrent en réalité des successions stratigraphiques semblables, assez minces , probablement de milieu océanique et, dans lesquelles on a reconnu : des serpentinites et un complexe à blocs (200 mètres) que nous interprétons comme une formation tectono-sédimentaire, d'âge probable Jurassique supérieur - Crétacé inférieur, résultant vers l'Ouest de la croûte océanique; des prasinites et des micaschistes albitiques (50 à 100 mètres) respectivement les équivalents métamorphiques de coulées volcaniques (basalte calco-alcalin ?) et de dépôts détritiques (avec des radiolarites ?) . Ces deux termes sont étroitement associés et caractérisent une formation volcano-sédimentaire; des calcschistes (300 mètres) qui dérivent de sédiments calcaires, gréso-calcaires, marneux et argileux. Du point de vue du métamorphisme, nous avons reconnu trois épisodes successifs dans le métamorphisme alpin : - une phase éclogitique ; - une phase faciès Schistes bleus ; - une phase faciès Schistes verts. Ce métamorphisme triphasé affecte nos deux grands ensembles structuraux. Quant à l'étude des différents événements tectoniques, nous avons reconstitué l'histoire suivante: -Une phase paléo-tectonique comprise entre le Jurassique supérieur et le Crétacé inférieur : matérialisée par le complexe tectono-sédimentaire, elle correspond à l'écaillage puis à l'abduction vers l'Ouest de la croûte océanique mésogéenne lors d'un phénomène de serrage dû au rapprochement des cratons africain et européen. Ces lambeaux de croûte océanique sont dilacérés à leur front et donnent naissance au complexe tectono-sédimentaire. - Le chevauchement vers l'Ouest ou le Nord-Ouest de la nappe des "Schistes Lustrés" sur le massif du Grand Paradis (priabonien). - Une première phase de déformation donnant des plis à style isoclinal, d'axe est-ouest, déversés vers le Nord et accompagnés par de grands accidents tangentiels. - Une deuxième phase de déformation caractérisée par des plis ouverts d'axe NE-SW , à déversement vers l e SE ; dans la partie septentrionale , ces plis sont accompagnés par des accidents tangentiels importants .

Garnet-bearing gneisses from the vicinity of Passo del Sole, Central Swiss Alps, have undergone a complex history of metamorphism and deformation that has imbued them with unique compositional and textural variations. Complex, concentric zoning patterns in garnet may be correlated between porphyroblasts on the scale of a hand sample; however, the character of the Ca, Mn, and Y zoning patterns in garnet vary within single layers on the meter-scale. Within a hand sample, individual compositional zones can be correlated from crystal to crystal on the basis of chemical similarities (e.g., intricate yet identical variations in calcium concentration; equivalent manganese concentrations at zone boundaries) and textural similarities (e.g., initiation of inclusiontrail curvature). These relationships allow the identification of individual compositional zones as time markers during garnet growth. Detailed examination of garnet growth zoning patterns, in combination with measurements of inclusion-trail curvature within garnet porphyroblasts and detailed thermodynamic models of the garnet growth history in selected samples, together with an assumed heating rate associated with Alpine metamorphism, allows quantification of strain-rates during prograde amphibolite-facies metamorphism along the northern margin of the Lucomagno nappe. Constraints on the nucleation and timing of garnet growth and garnet growth rate mechanisms permit further insight into the relationship between strainrate and metamorphism at Passo del Sole than had previously been possible with this method: variations in strain-rate magnitude of over a factor of ten (10⁻¹⁴ - 10⁻¹³ s⁻¹) are observed, which correlate with core-to-rim changes in compositional zoning. The source of the incredible diversity of compositional zoning patterns in garnet is hypothesized to be open-system infiltration of ephemeral, channelized Ca- or Mn-rich fluids derived from magmatic sources or equilibrated with metamorphic rocks deeper in the section. Stages of garnet growth associated with increased strain rates are also correlated with the high-Ca or high-Mn zones within the garnet porphyroblasts, presumably as the result of strain softening associated with the passage of these fluids. In-situ oxygen isotope analysis using SIMS demonstrates that the changes in majorelement zoning patterns correlate with small shifts in the isotopic composition of garnet. / text

[pt] O conhecimento do comportamento de solos residuais é de grande importância para projetos geotécnicos no Brasil e, em particular, na região do Rio de Janeiro, tendo em vista que o clima tropical e as características geológicas favorecem a ocorrência de mantos residuais de grande espessura. O presente trabalho trata do estudo do comportamento tensão-deformação de um solo residual proveniente de um perfil de alteração de rocha gnáissica do maciço da Tijuca, Rio de Janeiro. Como os solos residuais gnáissicos preservam as foliações herdadas da rocha matriz, investigou-se em particular a relevância de se considerar a ocorrência de anisotropia nas características de resistência e deformabilidade destes solos. No estudo foi utilizado o equipamento triaxial cúbico desenvolvido na PUC-Rio. Este equipamento possibilita o controle independente das três tensões principais, sendo mais adequado para a reprodução das trajetórias de tensões tridimensionais, usualmente associadas com obras geotécnicas no campo, e em particular, para estudos sobre as características de anisotropia de solos. O programa experimental constou de ensaios de compressão axial e hidrostática, sob condições drenadas de carregamento, utilizando o equipamento triaxial cúbico. Foram realizados também ensaios oedométricos convencionais, de modo a se obter as características de compressibilidade do solo. Foram moldados corpos de prova a partir de blocos indeformados, paralelos e perpendiculares à foliação observada no solo, o que possibilitou a análise dos resultados para direções distintas de carregamento. Para efeito de comparação sobre a relevância do arranjo estrutural dos grãos do solo, foram ensaiados também corpos de prova compactados dos mesmos materiais. A análise dos resultados permitiu a obtenção dos módulos de deformabilidade e dos parâmetros de resistência do solo residual. Em particular, foram verificados os efeitos da direção de carregamento dos corpos de prova, do nível das tensões de confinamento, do grau de intemperismo, do arranjo estrutural dos grãos e dos efeitos do grau de saturação. Pode-se concluir que os solos estudados não apresentaram efeitos marcantes de anisotropia nas características de resistência. No entanto, quanto à deformabilidade, pode-se considerar que o solo residual jovem apresentou características anisotrópicas. / [en] The knowledge of the mechanical behaviour of residual soils is of great importance in geotechnical projects, because of its abundance in tropical regions, such as Brazil and particularly in the area of Rio de Janeiro. The present work presents a study on the fundamental stress-strain behaviour of a residual soil resulting from a profile of a gneiss rock in Rio de Janeiro. As the gneiss residual soils preservethe bedding planes from the parent rock, the relevance of considering anisotropy in the stress- strain characteristics of these soils was investigated. The cubic triaxial equipment developed at PUC-Rio was used in this research. This equipment allows the independent control of the three principal stresses, allowing the reprodution of three-dimensional stress paths, usually associated with geotechnical works in the field. The experimental program consisted of axial and hidrostatic tests, under drained loading conditions, using the cubic triaxial equipment. One- dimensional oedometer tests were also performed, in order to obtain the compressibility characteristics of the residual soil. Undisturbed specimens were prepared with the bedding planes parallel or perpendicular to the loading direction. Analysis of the test results showed the effects of load direction, confining stress level, weathering degree, structural soil fabric and saturation degree. It may be concluded that the gneiss residual soils which were selected for this research do not present significant effects of anisotropy in the strength characteristics. In the stress- strain characteristics, however, it may be concluded that the young residual soil showed effects of anisotropy. / [es] EL conocimiento sobre el comportamiento de suelos residuales resulta de gran importancia para los proyectos geotécnicos en Brasil y, en particular, en la región de Rio de Janeiro, considerando que el clima tropical y las características geológicas favorecen la existencia de mantos residuales de gran espesor. El presente trabajo estudia el comportamiento tensión-deformación de un suelo residual proveniente de un perfil de alteración de roca gnáisica del macizo de la Tijuca, Rio de Janeiro. Como los suelos residuales gnáisicos preservan las foliaciones heredadas de la roca matriz, fue necesario estudiar si resultaba relevante considerar la aparición de anisotropía en las características de resistencia y deformabilidad de estos suelos. En el estudio se utilizó el equipo triaxial cúbico desarrollado en la PUC-Rio. Este equipo permite el control independente de las tres tensiones principales, siendo más adecuado para la reproducción de las trayectorias de tensiones tridimensionales, usualmente asociadas a obras geotécnicas en el campo, y en particular, para estudios sobre las características de anisotropía de suelos. El programa experimental incluyó ensayos de compresión axial e hidrostática, sobre condiciones drenadas de carga, utilizando el equipo triaxial cúbico. Fueron realizados también ensayos oedométricos convencionales, con el objetivo de obtener las características de compresibilidad del suelo. Fueron moldados cuerpos de prueba a partir de bloques no deformados, paralelos y perpendiculares a la foliación observada en el suelo, lo que permitió el análisis de los resultados para distintas direcciones de carga. Para efecto de comparación sobre la relevancia del arreglo extructural de los granos del suelo, se realizaron ensayos con cuerpos de prueba compactados de los mismos materiales. El análisis de los resultados permitió la obtención de los módulos de deformabilidad y de los parámetros de resistencia del suelo residual. En particular, se verificaron los efectos de la dirección de carga de los cuerpos de prueba, del nível de las tensiones de contensión, del grado de intemperización, de la disposición extructural de los granos y de los efectos del grado de saturación. Se puede concluir que los suelos estudiados no presentaran efectos marcantes de anisotropía en las características de resistencia. Sin embargo, con respecto a la deformabilidad, se puede considerar que el suelo residual joven presentó características anisotrópicas.

Esta Tese aborda, de modo original e pioneiro, importantes aspectos da Engenharia de Fundações do Sul de Minas: a) sistematização de conhecimentos sobre a Geologia regional; b) identificação e caracterização da prática de fundações; c) definição (com a formação de um banco de dados) dos perfis mais representativos do subsolo de suas principais cidades; d) estudo dos parâmetros físicos, químicos e geomecânicos de um solo típico; e) implantação de campo experimental de fundações da Universidade Federal de Lavras, com a realização de provas de carga. Grande ênfase foi dada aos itens (a), (c) e (e). Priorizou-se o estudo das fundações de baixa capacidade de carga, no estudo do comportamento carga-recalque de ensaios de placa, de provas de carga a compressão em estacas-broca isoladas e de tubulões curtos instrumentados. Destacam-se as análises sobre os efeitos de forma, profundidade, melhoramento do terreno de fundação e de inundação nas fundações rasas e da variação L/d na resistência lateral unitária das estacas, sendo valorizadas as fórmulas empíricas com base no SPT. São apresentadas fórmulas de previsão de carga, em função do SPT, para sapatas, estacas de pequeno diâmetro e tubulões curtos e um estudo de custos, onde se mostra que a opção indiscriminada por tubulões é inadequada para certas faixas de carga de trabalho. Adicionalmente, são feitas recomendações para intensificar o uso de sondagens tendo em vista a grande variabilidade das propriedades dos solos regionais e para aumentar os fatores de segurança nestas fórmulas onde houver possibilidade de ocorrência de colapso no solo. / This work presents, at time, important aspects of Foundation Engineering at Southern Region of Minas Gerais State: a) systematization of the knowledge about regional geology; b) identification and characterization of practice in foundations; c) definition (though establishment of a data base) of most representative sub-soil profiles at main cities at the region; d) study of physical, chemical and geomechanical parameters of a typical soil; e) implementation of a experimental field for foundation studies at Federal University of Lavras, by execution of load tests. A large emphasis was given to items a, c and e. The study of foundations of low load capacity was prioritized when testing plates, isolated piles under compression and short drilled piers with sensors. Analysis such as form effects, depth, soil improvement and flooding on shallow foundations and variation of L/d on the lateral unity resistance by emphasizing the empiral equations based on SPT were all pointed out. Mathematical equations are presented for load estimation as function of SPT for small diameter piles and short drilled piers as well as a cost study where it can bem shown that the undistinguished alternative for piers is inadequate for some load values. In addition, due to soil spatial variability and safety factor increment on soils subject for colapse, recommendations on intensive use of SPT test are given.