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Geologia da Engenharia

Código: L.EC015     Sigla: GE

Áreas Científicas
Classificação Área Científica
OFICIAL Ciências Complementares/Tecnologias

Ocorrência: 2025/2026 - 1S

Ativa? Sim
Unidade Responsável: Departamento de Engenharia Civil e Georrecursos
Curso/CE Responsável: Licenciatura em Engenharia Civil

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla Nº de Estudantes Plano de Estudos Anos Curriculares Créditos UCN Créditos ECTS Horas de Contacto Horas Totais
L.EC 171 Plano de estudos oficial 2 - 4,5 45,5 121,5

Docência - Responsabilidades

Docente Responsabilidade
José Eduardo Tavares Quintanilha de Menezes Regente

Língua de trabalho

Português

Objetivos

JUSTIFICAÇÃO:

Os estudos geológicos e geotécnicos são programados por fases, utilizando métodos de reconhecimento progressivamente mais sofisticados. Estes acompanham as próprias fases de execução do projeto e construção de cada empreendimento, e visam, no final, o zonamento geotécnico dos maciços geológicos interessados pelas obras com o pormenor adequado a cada caso. O responsável pelos estudos de Geologia de Engenharia tem que os conduzir de forma a esclarecer as questões relevantes para o projeto e a dá-los por terminados logo que a informação necessária esteja obtida.

 

OBJETIVOS:

  • Estudo das principais propriedades das rochas e sua aplicação como materiais de construção e de fundação;
  • Estudo das características geológicas e geotécnicas dos maciços visando a resolução de problemas de engenharia e de meio ambiente decorrentes da interação com trabalhos e atividades humanas;
  • Previsão e desenvolvimento de medidas preventivas ou reparadoras de acidentes geológicos.

Resultados de aprendizagem e competências

COMPETÊNCIAS E RESULTADOS DE APRENDIZAGEM:

Conhecimento: identificar as rochas e as estruturas de maciços rochosos que possam condicionar as obras de Engenharia Civil nas suas várias fases, nomeadamente, estudo prévio, anteprojeto, projeto, construção e funcionamento.

Compreensão: interpretar elementos de Geologia e Geotecnia que caracterizam os maciços rochosos no que respeita à sua morfologia, composição, características físicas e mecânicas. Tradução das características dos maciços rochosos em parâmetros, na sua maioria numéricos, que permitam uma melhor avaliação dos maciços naturais no contexto de uma obra de Engenharia Civil.

Aplicação: utilizar métodos analíticos e numéricos para interpretar medições e outras características do maciço rochoso e da obra a implantar para identificar possíveis situações de instabilidade. Execução de alguns ensaios simples para evidenciar certas características das rochas e das descontinuidades rochosas.

Análise: comparar diversas soluções de estabilização de maciços rochosos através da identificação dos modelos de comportamento cinemático e/ou mecânico.

Avaliação: desenvolver vários trabalhos práticos onde seja possível identificar vários aspetos de um estudo de Geologia de Engenharia aplicado a uma ou várias obras de Engenharia Civil.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Admite-se que o estudante tenha tido a unidade de Geologia no Ensino Secundário.

Programa

1. Origem da Geologia de Engenharia e evolução da sua importância para as obras de Engenharia Civil. Objetivos e princípios metodológicos para a condução dos estudos geológicos e geotécnicos. Reconhecimento geológico: fontes de informação topográfica, geológica, sismológica e geotécnica.


2. Modelos geológicos

2.1 Constituição e formação das rochas: conceitos de mineral e rocha, algumas propriedades dos minerais, génese e ciclo das rochas, processos de erosão, formação dos solos. Classificação litológica das rochas.

2.2 Caraterísticas físicas e identificação de solos. Solos sedimentares e residuais.

2.3 Propriedades físicas e mecânicas das rochas. Propriedades índice. Influência da textura e estrutura das rochas nas suas propriedades.

2.4 Geologia Estrutural. Breve introdução à Tectónica. Estruturas geológicas associadas a certo tipo de rochas. Descontinuidades: definição, tipos principais e importância no comportamento dos maciços rochosos.

2.5 Introdução à Geologia de Portugal. Elementos de sismologia e sismicidade.


3. Descontinuidades

3.1 Compartimentação dos maciços rochosos.

3.2 Metodologias para levantamento, caracterização e representação gráfica da orientação das descontinuidades. Método da roseta. Projeções hemisféricas. Diagramas de isodensidades e identificação das famílias de descontinuidades através das projeções hemisféricas.

3.3 Tipos potenciais de instabilidade de taludes associados às estruturas geológicas. Análises cinemáticas através da projeção hemisférica na identificação dos principais tipos de instabilidade de taludes: deslizamento planar, toppling, deslizamento de cunhas, teste de Markland e refinamento de Hocking.

3.4 Caracterização da persistência e espaçamento das descontinuidades. Volumetria e forma dos blocos rochosos: índices e designações caracterizadores.

3.5 Apresentação de medidas de suporte e contenção em taludes.

3.6 Resistência ao deslizamento das descontinuidades. Comportamento das descontinuidades lisas e das descontinuidades rugosas. Dilatância. Modelo de Patton. Critérios de Mohr-Coulomb e de Barton. Rugosidade, estado de alteração das paredes, enchimento e abertura das descontinuidades: influência destes parâmetros na resistência ao deslizamento das descontinuidades.

3.7 Avaliação da segurança em taludes rochosos. Análises de estabilidade. Métodos de equilíbrio limite. A água nas descontinuidades e implicações em obras de Engenharia Civil. Efeitos da pressão da água e drenagem em taludes.


4. Classificações

4.1 Alteração e estrutura geológica dos maciços rochosos e influência na colheita de amostras por sondagens.

4.2 Classificação RQD. Índices de qualidade da rocha.

4.3 Ensaio de compressão uniaxial em amostras de rocha. Ensaio de carga pontual.

4.4 Classificação de maciços rochosos para fins da Engenharia Civil. Sistema RMR de Bieniawski. Ponderação de fatores e estimativa de parâmetros geomecânicos. Sistema Q de Barton. Ponderação de fatores e pré-dimensionamento do suporte em obras subterrâneas.


5. Prospeção geotécnica e mecânica

5.1 Sondagens. Amostragem em rochas e solos.

5.2 Caracterização in situ. Comportamento hidráulico dos maciços rochosos. Ensaio Lugeon.

5.3 Comportamento deformacional. Determinação do estado de tensão in situ.

5.4 Prospeção geofísica: métodos sísmicos, sísmica de refração e sísmica de reflexão.

 


Conteúdo Científico – 50%


Conteúdo Tecnológico – 50%


 


DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DOS CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS COM OS OBJETIVOS DA UNIDADE CURRICULAR:


Os estudos geológicos e geotécnicos devem ser programados por fases, utilizando métodos de reconhecimento progressivamente mais sofisticados. Devem também acompanhar as fases de execução do projeto e construção de cada empreendimento, visando, no final, o zonamento geotécnico dos maciços geológicos interessados pelas obras com o pormenor adequado a cada caso. O responsável pelos estudos de Geologia de Engenharia tem que os conduzir de forma a esclarecer as questões relevantes para o projeto e a dá-los por terminados logo que a informação necessária esteja obtida.

Bibliografia Obrigatória

José Eduardo Menezes, António Topa Gomes e Cristiana Ferreira; Textos de apoio de Geologia de Engenharia, 2024
González de Vallejo, Luis I. 070; Ingeniería geológica. ISBN: 84-205-3104-9

Bibliografia Complementar

Duncan Willye & Christopher Mah; Rock slope engineering, Spon Press, 2005. ISBN: 0-203-57083-9
Evert Hoek, John Bray; Rock slope engineering. ISBN: 0-419-16010-8
Arlindo Begonha e Madalena Teles; Geologia, 2001

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Nas aulas teóricas são ensinados os conceitos de base essenciais ao estudo, compreensão e interpretação das características dos materiais e dos fenómenos das formações geológicas, visando as aplicações da Engenharia Civil. Será dada especial atenção à apresentação de casos concretos de estudos, metodologias de abordagem e resultados obtidos relacionados com as exigências específicas de diferentes tipos de obra.

Nas aulas práticas, os estudantes serão introduzidos na identificação de amostras de minerais e rochas e, depois, na determinação de características mecânicas por via de ensaios. Será feita uma introdução relativa à caracterização das descontinuidades, após o que o estudante é encaminhado na resolução analítica de problemas selecionados e na utilização de software disponível.

 

DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DAS METODOLOGIAS DE ENSINO COM OS OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM DA UNIDADE CURRICULAR:

As metodologias de ensino utilizadas permitem a utilização de métodos analíticos e numéricos para interpretar medições e outras características do maciço rochoso e da obra a implantar para identificar possíveis situações de instabilidade. A execução de alguns ensaios simples permite evidenciar certas características das rochas e das descontinuidades rochosas. A comparação de diversas soluções de estabilização de maciços rochosos é feita através da identificação dos modelos de comportamento cinemático e/ou mecânico.

Software

RocSlope2 (Comprehensive Rock Slope Stability Analysis)
ROCPLANE (interactive software tool for assessing the stability of planar sliding wedges in rock slopes)
DIPS (program designed for the interactive analysis of orientation based geological data)
SWEDGE (interactive analysis tool for evaluating the stability of surface wedges in rock slopes)

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação Peso (%)
Exame 75,00
Trabalho escrito 20,00
Teste 5,00
Total: 100,00

Componentes de Ocupação

Designação Tempo (Horas)
Elaboração de relatório/dissertação/tese 32,00
Estudo autónomo 42,50
Frequência das aulas 45,50
Trabalho de campo 1,50
Total: 121,50

Obtenção de frequência

A aprovação à unidade curricular implica o cumprimento da condição de frequência, considerando-se que um estudante cumpre essa condição se, tendo estado regularmente inscrito, não exceder o número limite de faltas correspondente a 25% das aulas presenciais previstas para cada tipologia.

Além dos casos previstos estatutariamente nas regras em vigor na FEUP, estão dispensados da condição de frequência à unidade curricular os estudantes que tenham obtido no ano letivo imediatamente anterior uma nota final na UC igual ou superior a 6 valores.


Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final é definida com base na avaliação distribuída e no exame final.

A avaliação distribuída consiste na realização de um teste e dois trabalhos práticos. A avaliação distribuída é expressa na escala de 0 a 20 valores. A avaliação distribuída tem carácter opcional.

A classificação final, CF, resulta da seguinte fórmula de cálculo:

CF = PA x AD + PF x EF

onde,

AD – Classificação da Avaliação Distribuída;
PA = 25%

EF – Classificação do Exame Final a realizar na Época Normal e/ou na Época de Recurso.
PF = 75%


A classificação da Avaliação Distribuída, AD, resulta da seguinte fórmula de cálculo:

AD = PA1 x TP1 + PA2 x TP2 + PA3 x TP3

onde,

TP1 – Classificação obtida no teste de identificação de minerais e rochas no final da aula teórico-prática a realizar durante o corrente ano letivo;

TP2 – Classificação obtida no Trabalho Prático Nº 1 a realizar durante o corrente ano letivo;

TP3 – Classificação obtida no Trabalho Prático Nº 2 a realizar durante o corrente ano letivo;

PA1 = 5%

PA2 = 10%

PA3 = 10%

 

NOTA 1: Os trabalhos práticos são realizados individualmente de acordo com as indicações dadas nas aulas teórico-práticas.

NOTA 2: A avaliação distribuída é a do corrente ano letivo.

NOTA 3: A avaliação distribuída é opcional. Caso o estudante não realize uma das componentes, o respetivo peso será adicionado ao peso do exame final.

NOTA 4: Todos os alunos inscritos na unidade curricular são classificados de acordo com este método.

Provas e trabalhos especiais

Teste -  Identificação de minerais e rochas

No final da aula de laboratório os estudantes identificam as amostras de minerais e rochas que lhes são mostradas em conjuntos diferentes.


Trabalho Prático Nº 1 - Identificação de famílias de descontinuidades e de situações potenciais de instabilidade

A resolução do Trabalho Prático Nº 1 é enviada por e-mail ao docente das aulas teórico-práticas.

 

Trabalho Prático Nº 2 - Análise da estabilidade de blocos em taludes

A resolução do Trabalho Prático Nº 2 é enviada por e-mail ao docente das aulas teórico-práticas.

 

Melhoria de classificação

Os estudantes que pretenderem melhorar a classificação obtida na unidade curricular podem fazê-lo no exame de recurso, após prévia inscrição nos Serviços Académicos.

A melhoria da classificação distribuída é possível no exame de época normal ou no de recurso através da substituição da sua cotação na classificação do exame.

Observações

Durante qualquer momento de avaliação é terminantemente proibida a posse de qualquer dispositivo eletrónico (por exemplo: telemóveis, tablets, auriculares, smartwatches, etc.), com a exceção dos expressamente indicados pela equipa docente (por exemplo: máquina de calcular, em modo de exame se for alfanumérica).

É da responsabilidade do estudante antecipar esta situação antes do início do momento de avaliação.

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