test.php

<?php 

$json = json_decode('[
   {
      "id":1,
      "descricao":"Tipo de Registro 01",
      "status_op":"status de op 01",
      "status_atividade":"status de atividade 01",
      "exige_atividade":false,
      "acao_op":"Nenhum",
      "acao_atividade":"Nenhum",
      "tipo_registro_campos":[
         {
            "id":3,
            "nome":"teste",
            "tipo_dado":"Texto",
            "comportamento":"CodigoRastreavel",
            "tamanho":10,
            "obrigatorio":false,
            "id_tipo_registro":1
         }
      ]
   },
   {
      "id":2,
      "descricao":"Teste 2",
      "status_op":"status 01",
      "status_atividade":"status 02",
      "exige_atividade":false,
      "acao_op":"Nenhum",
      "acao_atividade":"Nenhum",
      "tipo_registro_campos":[
         {
            "id":6,
            "nome":"Label 1",
            "tipo_dado":"Numerico",
            "comportamento":"Nenhum",
            "tamanho":null,
            "obrigatorio":true,
            "id_tipo_registro":2
         },
         {
            "id":7,
            "nome":"Label 2",
            "tipo_dado":"Boolean",
            "comportamento":"Nenhum",
            "tamanho":null,
            "obrigatorio":false,
            "id_tipo_registro":2
         },
         {
            "id":8,
            "nome":"Label 3",
            "tipo_dado":"Texto",
            "comportamento":"Nenhum",
            "tamanho":null,
            "obrigatorio":false,
            "id_tipo_registro":2
         }
      ]
	}
]');

foreach ($json as $item) {
    foreach ($item->tipo_registro_campos as $registerField) {
        $registerField->valor = 'X';
    }
}

echo '<pre>';
print_r($json);exit;