Poster apresentado ao VIII Congresso Nacional de Geologia, em Braga (9-16 de Julho 2010)Apresenta-se o estudo das descontinuidades e das potenciais situações de instabilidade de uma
pedreira de calcário ornamental que se localiza nas imediações de Valinho de Fátima (freguesia de
Fátima). Definiram-se três famílias principais de descontinuidades, bem como as suas principais
características: orientação, espaçamento, persistência, abertura, material de preenchimento, rugosidade,
presença da água, índice de diaclasamento volumétrico e ângulo de atrito. Através da análise cinemática,
em que utilizou o método de Markland, identificaram-se situações de instabilidade de rotura em cunha.This article presents the study of discontinuities and potential slope instability of an
ornamental limestone quarry located in Valinho de Fátima. Three joints sets were defined, as well as its
characteristics such as: orientation, spacing, persistence, aperture, filling, roughness, percolation,
volumetric joint count and friction angle. A kinematic analysis, based on Markland’s method was carried
out, which allowed the identification of wedge failures occurrences

Andrade, P. Santarém

Duarte, J.

Saraiva, A.

Estudo Geral

e - T e r r a  
http://e-terra.geopor.pt 
ISSN 1645-0388 
Volume 20 – nº 24 
2010 
 
 R e v i s t a  E l e c t r ó n i c a  d e  C i ê n c i a s  d a  T e r r a  
 G e o s c i e n c e s  O n - l i n e  J o u r n a l  
 
 
 
 GEOTIC – Sociedade Geológica de Portugal 
 VIII Congresso Nacional de Geologia 
_________________________________________________________ 
 1(4) 
Caracterização das descontinuidades e de situações de instabilidade de 
uma pedreira de calcário ornamental localizada em Valinho de Fátima 
  
Discontinuity characterization and instability situations of an 
ornamental limestone quarry in Valinho de Fátima 
 
J. DUARTE – jd.info@eduardomarquesrosa.pt (Eduardo Marques & Rosa, Lda)  
 
P. SANTARÉM ANDRADE – pandrade@dct.uc.pt (Universidade de Coimbra, Departamento de Ciências da Terra 
da Faculdade de Ciências e Tecnologia)  
 
A. SARAIVA – asaraiva@dct.uc.pt (Universidade de Coimbra, Departamento de Ciências da Terra da Faculdade de 
Ciências e Tecnologia) 
 
RESUMO: Apresenta-se o estudo das descontinuidades e das potenciais situações de instabilidade de uma 
pedreira de calcário ornamental que se localiza nas imediações de Valinho de Fátima (freguesia de 
Fátima). Definiram-se três famílias principais de descontinuidades, bem como as suas principais 
características: orientação, espaçamento, persistência, abertura, material de preenchimento, rugosidade, 
presença da água, índice de diaclasamento volumétrico e ângulo de atrito. Através da análise cinemática, 
em que utilizou o método de Markland, identificaram-se situações de instabilidade de rotura em cunha. 
 
PALAVRAS-CHAVE: pedreiras, calcários, descontinuidades, taludes, instabilidade. 
 
ABSTRACT: This article presents the study of discontinuities and potential slope instability of an 
ornamental limestone quarry located in Valinho de Fátima. Three joints sets were defined, as well as its 
characteristics such as: orientation, spacing, persistence, aperture, filling, roughness, percolation, 
volumetric joint count and friction angle. A kinematic analysis, based on Markland’s method was carried 
out, which allowed the identification of wedge failures occurrences.   
 
KEYWORDS: quarries, limestones, discontinuities, slopes, unstability. 
 
1. INTRODUÇÃO 
Neste trabalho, efectuou-se a caracterização das descontinuidades e das possíveis situações de 
instabilidade de taludes ou frentes da exploração de calcários ornamentais designada como 
EM&R nº6478 e pertencente à empresa Eduardo Marques & Rosa, Lda. Para a definição das 
principais famílias de descontinuidades, recorreu-se à projecção estereográfica dos dados 
recolhidos nos levantamentos geológicos e estruturais de campo. Para além da definição da 
orientação, efectuou-se a determinação das principais características das superfícies das 
descontinuidades: a persistência, a abertura, o material de preenchimento, o espaçamento, a 
rugosidade e a presença de água. Algumas das estruturas e contactos geológicos foram definidos 
através da análise de ortofotomapas, de imagens do Google Earth e da Folha 27 - A da Carta 
Geológica de Portugal à escala 1: 50 000 (IGM, 1998). No levantamento de campo, utilizou-se 
um dispositivo GPS (Garmin GPS 60) para definição das coordenadas dos vários locais 
estudados. A orientação e o ângulo de atrito das superfícies das descontinuidades, bem como a 
orientação das frentes da exploração, foram utilizados na aplicação do método de Markland 
(1972) para avaliar a possibilidade de ocorrência de roturas planares ou em cunha. 
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VIII Congresso Nacional de Geologia 
 
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2. ENQUADRAMENTO GEOLÓGICO 
A exploração de calcários denominada EM&R nº6478 localiza-se nas proximidades de 
Valinho de Fátima (figura 1), freguesia de Fátima, concelho de Ourém (distrito de Santarém). O 
local de estudo situa-se na região geomorfológica do Maciço Calcário Estremenho, 
designadamente na região do planalto de São Mamede e Serra de Aires. A exploração localiza-se 
nos Calcários de Moleanos (J2MI), que têm uma espessura aproximada de 150 m, sendo 
constituídos por calcários clásticos que apresentam cores esbranquiçadas ou creme e possuem 
intercalações de calcários muito fossilíferos e de calcários pelmicríticos com bioturbação, 
filamentos e amonóides. Parte da pedreira abrange também as formações das Camadas de 
Cabaços (J3C). Os Calcários de Moleanos (J2MI) apresentam características hidrogeológicas de 
um aquífero cársico com a presença de um número reduzido de nascentes que são muitas vezes 
temporárias e de caudais elevados, mas com variações sazonais muito acentuadas. As Camadas 
de Cabaços (J3C) têm características hidrogeológicas diferentes, situando-se na passagem do 
Caloviano para o Oxfordiano. Essa transição delimita o aquífero, servindo de base as camadas 
mais impermeáveis do Caloviano e, de tecto, as camadas que se sobrepõem estratigraficamente e 
que pertencem ao Oxfordiano, sendo o aquífero recarregado a partir da infiltração local. 
 
Figura 1 – Localização geográfica de pedreira EM&R nº6478. 
 
3. RESULTADOS 
Na parte SW da escavação de maiores dimensões, constatou-se a presença de uma falha de 
direcção NW-SE que condiciona de modo determinante a exploração. Nas partes N e S da 
escavação de dimensões mais reduzidas, verificou-se a existência de uma zona de falhamento de 
direcção NW-SE que delimita uma parte da área de exploração.  
Estudaram-se quatro frentes de exploração que foram referenciados como sendo os taludes  
3-4, 4-5, 1PV e 2PV. 
Para cada um dos taludes, procedeu-se a um levantamento geológico e identificaram-se os 
diferentes tipos de descontinuidades, bem como as suas características de acordo com o ISRM 
(1978) e Saraiva (1993), pelo que se definiram: as coordenadas geológicas, o espaçamento, a 
persistência, a abertura, o material de preenchimento, a rugosidade (escala intermédia e 
pequena), a presença de água e o índice de diaclasamento volumétrico (Jv). 
A partir dos valores das orientações das descontinuidades, definiram-se as famílias presentes 
nas diferentes frentes e na totalidade do maciço rochoso. A família A apresenta uma orientação 
aproximada de N46º-49ºW; 76º-88ºSW, a família B de N40º-45ºW; 12ºNE e a família C de 
N79º-80ºW; 86º-88ºS. A família A é a predominante na exploração, encontrando-se bem 
representada nos quatro taludes considerados e apresenta uma direcção semelhante à falha de 
maiores dimensões que condiciona a exploração; é de mencionar que algumas das principais 
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estruturas tectónicas do Maciço Calcário Estremenho apresentam a mesma orientação de NW-
SE. A família B está associada à estratificação e apresenta uma orientação semelhante à referida 
na Folha 27 - A da Carta Geológica de Portugal à escala 1:50000 (IGM, 1998). A família C está 
quase ausente no talude 4-5.  
Na tabela 1, apresentam-se as características mais comuns das descontinuidades relativas às 
principais famílias identificadas. 
 
Tabela 1 – Características modais das superfícies de descontinuidades. 
Características Família A Família B Família C 
Orientação N46º-49ºW; 76º-88ºSW N40º-45ºW; 12ºNE N79º-80ºW; 86º-88ºS 
Espaçamento (m) 0,6 – 2,0 0,6 – 2,0 0,6 – 2,0 
Persistência (m) 1 – 3 3 – 10 < 1 
Rugosidade Ondulada (escala 
intermédia) 
Lisa (escala pequena) 
Escadaria (escala 
intermédia) 
Lisa (escala pequena) 
Escadaria (escala  
intermédia) 
Estriada (escala pequena) 
Abertura (m) 0,01 – 0,10 0,01 – 0,10 0,01 – 0,10 
Enchimento Sem material de 
preenchimento 
Sem material de 
preenchimento 
Sem material de  
preenchimento 
Presença de água Presença de gotas de 
água 
Sem presença de água Presença de gotas de água 
 
O espaçamento para as três famílias de descontinuidades consideradas apresenta valores 
modais para o intervalo de 0,6 a 2,0 metros. Os valores da persistência das descontinuidades são 
muito variados para as diferentes famílias, sendo maioritariamente de 1 a 3 metros (60,9%) para 
a família A, superior a 3 metros (75%) para a família B, enquanto a persistência para a família C 
apresenta a maior parte dos valores inferiores a 1 metro (66,7%). O estudo da rugosidade de 
escala intermédia revelou que as descontinuidades da família A são, na sua maior parte, 
consideradas onduladas, enquanto as das famílias B e C apresentam-se em escadaria. A 
rugosidade de escala pequena é classificada como lisa para as descontinuidades das famílias A e 
B e como estriada para as da família C. 
A maioria das descontinuidades é considerada como muito ampla, com valores compreendidos 
entre 0,01 e 0,10 metros; grande parte destas descontinuidades localiza-se nas zonas próximas da 
superfície, verificando-se uma diminuição em profundidade como é visível nos taludes 3-4 e 
2PV. O material de preenchimento encontra-se ausente em 43,5%, 62,5% e 66,7% das 
descontinuidades, respectivamente, das famílias A, B e C. É de salientar a presença de material 
argiloso em 37,5% das descontinuidades da família B e de filonetes de calcite em 26,1% das 
descontinuidades da família A. Verificou-se a presença de gotículas de água na maioria e em 
metade das superfícies das descontinuidades, respectivamente, das famílias A e C. Para as 
descontinuidades da família B, observou-se que 90% se apresentam sem presença de água. 
Os valores de Jv estão relacionados com o espaçamento das diaclases e com a presença de 
planos de falhamento. Os taludes 3-4, 1PV e 4-5 revelaram valores de Jv, respectivamente, de 
1,9, 1,4 e 2,9, pelo que os blocos rochosos limitados pelas descontinuidades são classificados de 
acordo com a ISRM (1978) como grandes. A análise da fracturação do talude 2PV permitiu 
definir valores de Jv de 0,4, o que levou a considerar os blocos rochosos como de dimensões 
enormes. 
 
4. ANÁLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES 
Na definição das condições de estabilidade dos taludes, utilizou-se o método de Markland 
(1972). Este método está relacionado com as orientações da face do talude considerado e das 
superfícies de descontinuidade, bem como com o valor do ângulo de atrito (ɸ), destas últimas. 
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No método de Markland (1972), assume-se que a coesão aparente é nula e que ambos os planos 
de descontinuidade que estão relacionadas com uma possível rotura em cunha apresentam o 
mesmo valor de ɸ.  
Os ensaios de inclinação progressiva (“tilt tests”) para a determinação do valor de ɸ  foram 
realizados a partir da sobreposição de dois blocos rochosos. Os resultados obtidos são definidos a 
partir do momento em que ocorre o deslizamento do bloco superior em relação ao bloco inferior. 
As superfícies de descontinuidade que foram testadas foram classificadas como lisas, rugosas e 
onduladas, os dois primeiros tipos foram obtidos respectivamente através de corte por fio 
diamantado e por furação, enquanto a rugosidade classificada como ondulada corresponde a uma 
grande parte das superfícies de descontinuidade da família A. O valor de ɸ foi definido como 
igual a 32,5º e resultou da média dos valores dos vários ensaios realizados.  
A análise cinemática das situações de instabilidade do talude, como as possíveis roturas por 
cunha ou planares, foi feita com recurso ao método de Markland (1972) e ao refinamento deste 
método por Hocking (1976). Para os diferentes taludes, verificou-se que as condições de 
Markland, referentes a roturas planares ou em cunha, não foram satisfeitas para as 
descontinuidades dos taludes 3-4, 4-5 e 2PV. Constatou-se a possibilidade de existirem várias 
roturas em cunha no talude 1PV. Estas potenciais roturas em cunha são originadas pela 
orientação de planos de falhamento e de diaclases. A instabilidade atrás referida poderá envolver 
volumes mais significativos de material rochoso com o aumento da profundidade da exploração 
no talude 1PV.   
 
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Definiram-se três famílias principais de descontinuidades na área de exploração. A família A 
de orientação N46º-49ºW; 76º-88ºSW possui uma direcção similar às principais estruturas 
tectónicas do Maciço Calcário Estremenho. 
Do estudo das diferentes características das descontinuidades, salienta-se que a maior parte do 
espaçamento determinado para as três famílias se enquadra no intervalo de 0,6 a 2,0 metros. Os 
valores de Jv permitiram classificar os blocos rochosos como tendo dimensões grandes para três 
frentes de exploração. Para a frente de maiores dimensões o valor de Jv permitiu a definir os 
blocos rochosos como tendo dimensões que foram classificadas como enormes. O ângulo de 
atrito das descontinuidades (32,5º) foi obtido através de ensaios de inclinação progressiva. 
A partir da análise cinemática realizada, constatou-se a possível ocorrência de roturas em 
cunha numa das quatro frentes da exploração. Estas situações potenciais de instabilidade deverão 
ser referenciadas no futuro desenvolvimento da exploração em profundidade, de modo a evitar 
situações que coloquem em risco trabalhadores, técnicos e equipamentos. 
 
Referências  
Hocking, G. (1976) – A method for distinguishing between single and double plane sliding of tetrahedral wedges. 
International Journal of Rock Mechanics and Mining Science and Geomechanics, 13, pp. 225–226. 
IGM (1998) – Folha 27-A, Vila Nova de Ourém. Carta Geológica de Portugal, escala 1:50 000. Instituto Geológico 
e Mineiro, Lisboa. 
ISRM (1978) – Suggested methods for the quantitative description of discontinuities in rock masses. International 
Journal Rock Mechanics and Mining Science and Geomechanics, 15, pp. 319-368.  
  Markland, J.T. (1972) – A useful technique for estimating the stability of rock slopes when the rigid wedge slip type 
of failure is expected. Imperial College Rock Mechanics Research Reprints, 19, pp. 1–10. 
Saraiva, A. L. A. (1993) – Descontinuidades. Análise Morfológica para a Geotecnia. Centro de Geociências da 
Universidade de Coimbra, 43 p. 
Smoltczyk, U. (2002) – Geotechnical Engineering Handbook, Volume 1 (Fundamentals). Ernst & Sohn, Berlin, 650 
p.  
 


Discontinuity characterization and instability situations of an ornamental limestone quarry in Valinho de Fátima

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