O Optical Televiewer (OPTV) é um dispositivo de perfilagem geofísica que produz imagens contínuas e orientadas da parede de furos de sondagem. Imagens geradas por OPTV desempenham um papel auxiliar em campanhas de exploração mineral e na aquisição de informações geotécnicas. A caracterização geológico-geotécnica de maciços rochosos é fundamental para a identificação de condicionantes geológicas e estruturais associadas à estabilidade de escavações em rochas. Várias estruturas existentes no interior dos maciços não são normalmente acessadas via sondagem testemunhada, em função de dificuldade recuperação de testemunho no processo de sondagem e restrições econômicas pelo custo da sondagem. Estruturas como planos de foliação, dobras, sistemas de fraturas, percolação de água no maciço e aberturas podem ser completamente perdidas por uma baixa recuperação de testemunhos. O televisionamento por OPTV serve então para auxiliar na identificação e análise destas zonas de fraqueza existentes nos maciços. Neste trabalho, foram realizadas perfilagens em furos de sondagem executados em minas que fazem parte da ‘Megaestrutura Gandarela’, localizada na porção centro-norte do Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais-Brasil. Feições geológicas de interesse foram retiradas das imagens obtidas com a sonda OPTV e dos dados de geoposicionamento oferecidos pela sonda. Um dos objetivos deste estudo foi a aplicação e avaliação de uma metodologia de aproveitamento do testemunho virtual proposta em publicações recentes, às imagens produzidas por OPTV nas minas Tamanduá e Gongo Soco, situadas no Quadrilátero Ferrífero. Outro objetivo do trabalho foi efetuar a análise de estabilidade cinemática de taludes a partir de estruturas marcadas em imagens de OPTV e compará-la à análise cinemática efetuada a partir das estruturas identificadas no mapeamento geológico estrutural de superfície nas minas em estudo. A marcação das estruturas nas imagens de OPTV e as análises cinemáticas foram realizadas com softwares comerciais (WellCad e Dips). O estudo mostrou que as estruturas marcadas com OPTV reproduzem satisfatoriamente as observações do mapeamento geológico estrutural, podendo gerar estereogramas que, ao menos visualmente, se assemelham aos gerados a partir de descrições litológicas. Constatou-se também que o uso do OPTV é de grande valia como ferramenta auxiliar no processo mineiro, com identificação de estruturas internas que antes não poderiam ser acessadas. / The Optical Televiewer (OPTV) is a geophysical probe device that produces continuous and oriented images of the wall of drill holes. Images generated by OPTV play an auxiliary role in mineral exploration campaigns and in the acquisition of geotechnical information. The geological-geotechnical characterization of rock masses is fundamental for the identification of geological and structural constraints associated with the stability of rock excavations. Several structures inside the massifs are not normally accessed via witnessed probing, due to difficulty retrieval of testimony in the probing process and economic constraints due to the cost of the survey. Structures such as foliation planes, folds, fracture systems, water percolation in the massif and openings can be completely lost due to a low recovery of testimonies. The televising by OPTV serves then to help in the identification and analysis of these zones of weakness existing in the massifs. In this work, profiles were drilled in drilling holes in mines that are part of the 'Gandarela Megastructure', located in the central-north portion of the Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais-Brazil. Geological features of interest were taken from the images obtained with the OPTV probe and the geo-positioning data provided by the probe. One of the objectives of this study was the application and evaluation of a methodology for the use of the virtual testimony proposed in recent publications, to the images produced by OPTV in the Tamanduá and Gongo Soco mines, located in the Quadrilátero Ferrífero. Another objective of the work was to perform the kinematic stability analysis of slopes from marked structures in OPTV images and to compare it to the kinematic analysis carried out from the structures identified in the surface geological mapping in the mines under study. The marking of the structures in the OPTV images and the kinematic analysis were performed with commercial softwares (WellCad and Dips). The study showed that the structures marked with OPTV reproduce satisfactorily the observations of the structural geological mapping, being able to generate stereograms that, at least visually, resemble those generated from lithologic descriptions. It was also verified that the use of OPTV is of great value as an auxiliary tool in the mining process, with identification of internal structures that previously could not be accessed.

O Optical Televiewer (OPTV) é um dispositivo de perfilagem geofísica que produz imagens contínuas e orientadas da parede de furos de sondagem. Imagens geradas por OPTV desempenham um papel auxiliar em campanhas de exploração mineral e na aquisição de informações geotécnicas. A caracterização geológico-geotécnica de maciços rochosos é fundamental para a identificação de condicionantes geológicas e estruturais associadas à estabilidade de escavações em rochas. Várias estruturas existentes no interior dos maciços não são normalmente acessadas via sondagem testemunhada, em função de dificuldade recuperação de testemunho no processo de sondagem e restrições econômicas pelo custo da sondagem. Estruturas como planos de foliação, dobras, sistemas de fraturas, percolação de água no maciço e aberturas podem ser completamente perdidas por uma baixa recuperação de testemunhos. O televisionamento por OPTV serve então para auxiliar na identificação e análise destas zonas de fraqueza existentes nos maciços. Neste trabalho, foram realizadas perfilagens em furos de sondagem executados em minas que fazem parte da ‘Megaestrutura Gandarela’, localizada na porção centro-norte do Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais-Brasil. Feições geológicas de interesse foram retiradas das imagens obtidas com a sonda OPTV e dos dados de geoposicionamento oferecidos pela sonda. Um dos objetivos deste estudo foi a aplicação e avaliação de uma metodologia de aproveitamento do testemunho virtual proposta em publicações recentes, às imagens produzidas por OPTV nas minas Tamanduá e Gongo Soco, situadas no Quadrilátero Ferrífero. Outro objetivo do trabalho foi efetuar a análise de estabilidade cinemática de taludes a partir de estruturas marcadas em imagens de OPTV e compará-la à análise cinemática efetuada a partir das estruturas identificadas no mapeamento geológico estrutural de superfície nas minas em estudo. A marcação das estruturas nas imagens de OPTV e as análises cinemáticas foram realizadas com softwares comerciais (WellCad e Dips). O estudo mostrou que as estruturas marcadas com OPTV reproduzem satisfatoriamente as observações do mapeamento geológico estrutural, podendo gerar estereogramas que, ao menos visualmente, se assemelham aos gerados a partir de descrições litológicas. Constatou-se também que o uso do OPTV é de grande valia como ferramenta auxiliar no processo mineiro, com identificação de estruturas internas que antes não poderiam ser acessadas. / The Optical Televiewer (OPTV) is a geophysical probe device that produces continuous and oriented images of the wall of drill holes. Images generated by OPTV play an auxiliary role in mineral exploration campaigns and in the acquisition of geotechnical information. The geological-geotechnical characterization of rock masses is fundamental for the identification of geological and structural constraints associated with the stability of rock excavations. Several structures inside the massifs are not normally accessed via witnessed probing, due to difficulty retrieval of testimony in the probing process and economic constraints due to the cost of the survey. Structures such as foliation planes, folds, fracture systems, water percolation in the massif and openings can be completely lost due to a low recovery of testimonies. The televising by OPTV serves then to help in the identification and analysis of these zones of weakness existing in the massifs. In this work, profiles were drilled in drilling holes in mines that are part of the 'Gandarela Megastructure', located in the central-north portion of the Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais-Brazil. Geological features of interest were taken from the images obtained with the OPTV probe and the geo-positioning data provided by the probe. One of the objectives of this study was the application and evaluation of a methodology for the use of the virtual testimony proposed in recent publications, to the images produced by OPTV in the Tamanduá and Gongo Soco mines, located in the Quadrilátero Ferrífero. Another objective of the work was to perform the kinematic stability analysis of slopes from marked structures in OPTV images and to compare it to the kinematic analysis carried out from the structures identified in the surface geological mapping in the mines under study. The marking of the structures in the OPTV images and the kinematic analysis were performed with commercial softwares (WellCad and Dips). The study showed that the structures marked with OPTV reproduce satisfactorily the observations of the structural geological mapping, being able to generate stereograms that, at least visually, resemble those generated from lithologic descriptions. It was also verified that the use of OPTV is of great value as an auxiliary tool in the mining process, with identification of internal structures that previously could not be accessed.

A caracterização de um maciço rochoso constitui um passo essencial na geologia de engenharia, proporcionando a possibilidade de previsão do comportamento deste maciço frente às inúmeras solicitações de qualquer obra a ser realizada. No caso de obras subterrâneas urbanas, como linhas metroviárias, por exemplo, a caracterização geológico-geotécnica de maciços rochosos é fundamental para a identificação de condicionantes geológicos associados à sua estabilidade, sendo eficaz na determinação de parâmetros geotécnicos que influenciarão no projeto de escavação desse maciço, seja este através do método convencional (NATM) ou mecanizado, com o uso de tuneladoras (TBM). Feições estruturais como planos de foliação, dobras, falhas e sistemas de fraturas merecem atenção especial por estarem associadas a zonas de fraqueza, além de todas as características geomecânicas do maciço. Em zonas urbanizadas como a Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) as condições geológicas, geomorfológicas e de ocupação dificultam a exposição e a identificação destas feições em superfície. Neste contexto foram desenvolvidas novas técnicas para facilitar o acesso às feições supracitadas. Dentre estas se encontra o televisionamento óptico (OPTV, OTV, Optical Televiewer), que consiste na obtenção de imagens 360º das paredes dos furos de sondagem, fornecendo o que pode ser considerado um testemunho virtual de sondagem. O televisionamento óptico é uma tecnologia introduzida no Brasil desde 2001, entretanto apenas recentemente tendo sido introduzido no manual de sondagens da ABGE (2013), contudo não havendo especificações sobre metodologia de aquisição, de interpretação e possibilidades de aplicação. Este trabalho apresenta sugestões para a aquisição destas imagens, sua interpretação e sugestões de aplicações em obras de engenharia, tendo como exemplo a aplicação em projetos de obras subterrâneas do Metrô de São Paulo. No caso específico de escavações subterrâneas urbanas, o conhecimento do subsolo é essencial, já que sua construção é uma atividade a ser desenvolvida dentro do contexto urbano, podendo provocar interferências significativas com a comunidade, implicando em um alto risco à população lindeira. Somado a isto há o fato de que um maciço pouco conhecido poderá implicar em contenções superdimensionadas, aumentando o custo da obra ou subdimensionadas, aumentando o seu risco. Conforme citado em ISRM (1978), à medida que as descrições de maciços rochosos e suas descontinuidades se tornem mais completas e unificadas, será viável projetar estruturas de engenharia em rocha reduzindo os gastos e aumentando a confiabilidade da interpretação e extrapolação dos resultados. / The rock mass characterization is an essential step in engineering geology, providing the possibility of performance prediction of this massive due to numerous requests of any work to be done. In the case of urban underground works, such as subway lines, for example, geological and geotechnical characterization of rock masses is critical for identifying geological conditions linked to its stability, being effective in determining the geotechnical parameters that influence the design of massive excavation, whether by the conventional method (NATM), or mechanized, using tunneling boring machines (TBM). Structural features such as foliation planes, folds, faults and fracture systems deserve special attention as they are associated with weakness zones in addition to all the geomechanical characteristics of the massif. In urbanized areas, such as São Paulo Metropolitan Region (RMSP), geological, geomorphological and occupation hinders exposure and identification of these features on the surface. In this context, new techniques have been developed to facilitate access to the above features. Among these new techniques is the optical televiewer (OPTV, OTV), which is to obtain 360° images of the borehole walls, providing what might be considered a virtual core of a borehole. The optical televiewer has been a technology introduced in Brazil since 2001, but only recently has been published in ABGE 1 Borehole Manual (2013), however, there are no specifications on the acquisition methodology, interpretation and application possibilities. This paper presents suggestions for the acquisition of these images, their interpretation and suggestions of applications in engineering works, taking as an example the design in projects of underground works of the São Paulo Metro. In the specific case of urban underground excavations ground knowledge is essential, since its construction is an activity to be developed within the urban context, which could cause significant interference with the community, resulting in a high risk to neighboring population. Added to this is the fact that a little-known mass can result in oversized contention, increasing the cost of the work or undersized, increasing its risk. As mentioned in ISRM (1978), as the descriptions of rock masses and discontinuities become more complete and unified, it will be feasible to design engineering structures in rock reducing the costs and increasing the reliability of the interpretation and extrapolation of the results.

A caracterização de um maciço rochoso constitui um passo essencial na geologia de engenharia, proporcionando a possibilidade de previsão do comportamento deste maciço frente às inúmeras solicitações de qualquer obra a ser realizada. No caso de obras subterrâneas urbanas, como linhas metroviárias, por exemplo, a caracterização geológico-geotécnica de maciços rochosos é fundamental para a identificação de condicionantes geológicos associados à sua estabilidade, sendo eficaz na determinação de parâmetros geotécnicos que influenciarão no projeto de escavação desse maciço, seja este através do método convencional (NATM) ou mecanizado, com o uso de tuneladoras (TBM). Feições estruturais como planos de foliação, dobras, falhas e sistemas de fraturas merecem atenção especial por estarem associadas a zonas de fraqueza, além de todas as características geomecânicas do maciço. Em zonas urbanizadas como a Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) as condições geológicas, geomorfológicas e de ocupação dificultam a exposição e a identificação destas feições em superfície. Neste contexto foram desenvolvidas novas técnicas para facilitar o acesso às feições supracitadas. Dentre estas se encontra o televisionamento óptico (OPTV, OTV, Optical Televiewer), que consiste na obtenção de imagens 360º das paredes dos furos de sondagem, fornecendo o que pode ser considerado um testemunho virtual de sondagem. O televisionamento óptico é uma tecnologia introduzida no Brasil desde 2001, entretanto apenas recentemente tendo sido introduzido no manual de sondagens da ABGE (2013), contudo não havendo especificações sobre metodologia de aquisição, de interpretação e possibilidades de aplicação. Este trabalho apresenta sugestões para a aquisição destas imagens, sua interpretação e sugestões de aplicações em obras de engenharia, tendo como exemplo a aplicação em projetos de obras subterrâneas do Metrô de São Paulo. No caso específico de escavações subterrâneas urbanas, o conhecimento do subsolo é essencial, já que sua construção é uma atividade a ser desenvolvida dentro do contexto urbano, podendo provocar interferências significativas com a comunidade, implicando em um alto risco à população lindeira. Somado a isto há o fato de que um maciço pouco conhecido poderá implicar em contenções superdimensionadas, aumentando o custo da obra ou subdimensionadas, aumentando o seu risco. Conforme citado em ISRM (1978), à medida que as descrições de maciços rochosos e suas descontinuidades se tornem mais completas e unificadas, será viável projetar estruturas de engenharia em rocha reduzindo os gastos e aumentando a confiabilidade da interpretação e extrapolação dos resultados. / The rock mass characterization is an essential step in engineering geology, providing the possibility of performance prediction of this massive due to numerous requests of any work to be done. In the case of urban underground works, such as subway lines, for example, geological and geotechnical characterization of rock masses is critical for identifying geological conditions linked to its stability, being effective in determining the geotechnical parameters that influence the design of massive excavation, whether by the conventional method (NATM), or mechanized, using tunneling boring machines (TBM). Structural features such as foliation planes, folds, faults and fracture systems deserve special attention as they are associated with weakness zones in addition to all the geomechanical characteristics of the massif. In urbanized areas, such as São Paulo Metropolitan Region (RMSP), geological, geomorphological and occupation hinders exposure and identification of these features on the surface. In this context, new techniques have been developed to facilitate access to the above features. Among these new techniques is the optical televiewer (OPTV, OTV), which is to obtain 360° images of the borehole walls, providing what might be considered a virtual core of a borehole. The optical televiewer has been a technology introduced in Brazil since 2001, but only recently has been published in ABGE 1 Borehole Manual (2013), however, there are no specifications on the acquisition methodology, interpretation and application possibilities. This paper presents suggestions for the acquisition of these images, their interpretation and suggestions of applications in engineering works, taking as an example the design in projects of underground works of the São Paulo Metro. In the specific case of urban underground excavations ground knowledge is essential, since its construction is an activity to be developed within the urban context, which could cause significant interference with the community, resulting in a high risk to neighboring population. Added to this is the fact that a little-known mass can result in oversized contention, increasing the cost of the work or undersized, increasing its risk. As mentioned in ISRM (1978), as the descriptions of rock masses and discontinuities become more complete and unified, it will be feasible to design engineering structures in rock reducing the costs and increasing the reliability of the interpretation and extrapolation of the results.

Master of Science / Department of Geology / Abdelmoneam Raef / Geotechnical site characteristics are a function of the subsurface elastic moduli and the geologic structures. This study integrates borehole, surface and laboratory measurements for a geotechnical investigation that is focused on investigating shear-wave velocity (Vs) variation and its implication to geotechnical aspects of the Ogden test site in eastern Kansas. The area has a potential of seismicity due to the seismic zone associated with the Nemaha formation where earthquakes pose a moderate hazard. This study is in response to recent design standards for bridge structures require integrating comprehensive geotechnical site characterization. Furthermore, evaluation of dynamic soil properties is important for proper seismic response analysis and soil modeling programs. In this study, near surface geophysical site characterization in the form of 2D shear-wave velocity (Vs) structure that is compared with laboratory measurements of elastic moduli and earth properties at simulated in situ overburden pressure conditions and synergy with downhole Acoustic Televiewer time and amplitude logs, proved very robust “validated” workflow in site characterization for geotechnical purposes. An important component of a geotechnical site characterization is the evaluation of in-situ shear modulus, Poisson’s ratio and reliable and accurate elastic modulus ([lambda]) and shear modulus ([mu]) estimates are important in a good geotechnical site characterization. The geophysical site characterization, undertaken in this study, will complement and help in extrapolating drilling and core-based properties deduced by the geotechnical engineers interested at the test site.