A caracterização de maciços rochosos é uma etapa fundamental no desenvolvimento de projetos geotécnicos em ambientes onde a rocha está exposta ou próxima da superfície. Sua correta avaliação permite compreender o comportamento estrutural do terreno, definir critérios de escavação e dimensionar sistemas de suporte e contenção com segurança técnica e econômica. Para isso, ao longo das décadas foram desenvolvidos diversos sistemas de classificação geomecânica, dos quais os mais consolidados na prática de engenharia são o RMR, o Q-System e o GSI.
Originada da necessidade de descrever objetivamente os atributos geotécnicos do maciço, a classificação de maciços rochosos utiliza atributos subjetivos transformados em critérios objetivos.
A classificação possui seis objetivos que visam proporcionar uma descrição objetiva do maciço rochoso, fundamentada em aspectos relevantes para aplicações geotécnicas.
Desde a proposta inicial de Ritter em 1879, sistemas empíricos, como RMR, Q e GSI, evoluíram e se popularizaram com base em casos reais na engenharia, conforme descrito por WOLPP (2018). Esses métodos compostos por múltiplos parâmetros, incluindo resistência, intemperismo, fraturas, orientação das descontinuidades e condições de água, são frequentemente usados em projetos de estruturas subterrâneas e minas a céu aberto para o devido dimensionamento das estruturas.
Mas no geral os sistemas avaliam diversos aspectos, como:
- Resistência da rocha intacta;
- Características das descontinuidades (espaçamento, orientação, superfície, preenchimento, permeabilidade);
- Presença de água subterrânea e condições hidrogeológicas; e,
- Estado de tensões no maciço.
A partir dessa classificação, é possível construir um modelo tridimensional que integra dados geológicos, estruturais e geomecânicos, possibilitando assim a simulação de cenários de escavação, otimização de projetos e mitigação de riscos ao longo da vida da obra ou mina em questão.
Portanto, a partir dessa introdução, apresentamos a seguir as metodologias mais aplicadas atualmente:
RMR – Rock Mass Rating (Bieniawski, 1973)
O RMR tem como objetivo fornecer uma classificação numérica do maciço rochoso com base em seis parâmetros que influenciam sua qualidade:
- Resistência da rocha intacta (UCS)
- RQD (Rock Quality Designation)
- Espaçamento das descontinuidades
- Condição das descontinuidades (persistência, rugosidade, preenchimento etc.)
- Condicionamento da água subterrânea
- Orientação das descontinuidades (ajustada como fator de correção)
Essa classificação possui uma faixa de variação de 0 a 100, sendo quanto maior o valor, melhor a qualidade do maciço. Dessa forma, os maciços são classificados segundo as seguintes classes:
Classe
Faixa
Descrição
I
81 – 100
Muito bom
II
61 – 80
Bom
III
41 – 60
Regular
IV
21 – 40
Ruim
V
40
Muito bom a excelente
Além disso, o RMR é amplamente empregado no:
- Dimensionamento de suporte em túneis
- Estimativa de capacidade de carga de fundações
- Estabilidade de taludes em rocha
Q-System (Barton et al., 1974)
O sistema Q de Barton tem como objetivo descrever quantitativamente a qualidade do maciço com foco na estabilidade de túneis e dimensionamento de suporte. O Sistema Q é determinado por uma equação matemática que avalia a conjunção dos seguintes aspectos:
- RQD = Designação da Qualidade da Rocha
- Jn = Número de conjuntos de descontinuidades
- Jr = Rugosidade das descontinuidades
- Ja = Alteração das superfícies das descontinuidades
- Jw = Condição da água
- SRF = Fator de redução de resistência
Sendo determinada por:
Essa classificação possui uma faixa de variação 0,001 a 1000 tendo as seguintes classes como características:
< 0,1
Extremamente ruim
0,1 – 1
Muito ruim
1 – 4
Muito ruim
4 – 10
Regular
10 – 40
Bom
> 40
Muito bom a excelente
GSI – Geological Strength Index (Hoek & Brown, 1994 e revisado em 2002)
Já o GSI tem como objetivo fornecer uma estimativa da resistência do maciço rochoso (em conjunto, não apenas da rocha intacta), para ser usada principalmente com o critério Hoek-Brown. Para isso considera os seguintes parâmetros:
- Aspecto estrutural do maciço (maciço intacto, laminado, fraturado, etc.)
- Condição superficial das descontinuidades (grau de intemperismo, rugosidade, preenchimento)
A metodologia é baseada em observação visual e uso de cartas geomecânicas, facilitando sua aplicação em campo, possuindo uma faixa de variação de 0 a 100, onde GSI > 75 implica em maciço muito bom e GSI < 25 significa um maciço extremamente fraco.
Como aplicações rotineiras dessa metodologia tem-se:
- Estimativa de parâmetros para modelagens numéricas (coesão, atrito, módulo de deformação);
- Análises de estabilidade (taludes e túneis); e,
- Entrada para o critério Hoek-Brown generalizado de resistência.
Como medida comparativa a tabela abaixo resume os principais fatores de cada metodologia abordada.
SISTEMA
ABORDAGEM
FOCO PRINCIPAL
GRAU DE SUBJETIVIDADE
APLICAÇÃO PRINCIPAL
RMR
Empírica / Numérica
Suporte e estabilidade
Moderado
Túneis, taludes, fundações
Q
Empírica / Numérica
Estabilidade de túneis
Moderado/Alto
Túneis (suporte)
GSI
Visual / Semiempírica
Resistência do maciço
Alto
Modelagem numérica, taludes
A correta escolha e aplicação do sistema de classificação mais adequado depende do objetivo do estudo, do tipo de obra e do nível de conhecimento do maciço rochoso. Na prática, a combinação entre os métodos RMR, Q e GSI permite alcançar diagnósticos mais robustos, auxiliando na tomada de decisões técnicas e na gestão de riscos geotécnicos ao longo de todo o ciclo de vida do projeto.
Na VinQ, utilizamos esses sistemas de forma integrada ao contexto geológico, estrutural e hidrogeotécnico de cada projeto, garantindo análises compatíveis com a realidade de campo e com os requisitos normativos aplicáveis.
- Em projetos de mineração, a classificação auxilia na definição de geometrias estáveis de cava e pilhas de estéril.
- Em obras civis, permite estimar a capacidade de carga de fundações e projetar contenções eficientes.
- Em infraestruturas subterrâneas, como túneis, define a necessidade e o tipo de suporte, aumentando a previsibilidade e a segurança do empreendimento.
Autores:
João Paulo dos Santos
Bacharel em Engenharia de Minas (UFMG), Mestre em Civil Engineering and Management (University of Glasgow), Especialista em Engenharia Geotécnica e Gerenciamento de Projetos.
Engenheiro de Minas especialista em geotecnia e gestão de projetos, referência internacional em barragens e estruturas geotécnicas aplicadas à mineração.
Leandro Azevedo da Silva
Bacharel em Geologia (UFRRJ), Mestre em Engenharia de Minas (UFMG) e Especialista em Engenharia de Recursos Minerais.
Geólogo com quase 20 anos de experiência em geotecnia, lidera projetos técnicos na VINQ, unindo inovação e segurança em soluções para mineração.
Português do Brasil 
English