MOVIMENTOS DE SOLOS E ROCHASPROF. BRUNO RANGEL

ESTABILIDADE DE TALUDES • Estudos de avaliação da necessidade de medidas

de estabilização em diferentes situações.

MOVIMENTOS DE MASSA• Movimentos de massa ocorrem basicamente quando as forças

de tração, dadas pela gravidade atuando na declividade do terreno, superam as forças de resistências, principalmente as forças de atrito. A principal força de tração que causa movimentos de massas é a força de cisalhamento, quando esta supera o atrito, ocorre o movimento (Montgomery, 1992).

Fat > Fres

F cisalhamento > F atrito

Materiais envolvidos• Os tipos de materiais podem ser separados em dois grupos

principais:*     Material consolidado: rocha*     Materiais inconsolidados, que podem ser: - Detritos: fragmentos de rocha do tamanho de blocos a argila, com predomínio das frações mais grossas. -   Lama: regolito com predomínio dos tamanhos argila e silte, podendo conter alguns fragmentos mais grossos (blocos, seixos e areia).

Mecanismo de ruptura • A ruptura em si é caracterizada pela formação de

uma superfície de cisalhamento contínua na massa de solo. Existe, portanto, uma camada de solo em torno da superfície de cisalhamento que perde suas características durante o processo de ruptura, formando assim a zona cisalhada.

• O ângulo de repouso, ou seja, o maior ângulo de inclinação em que o material na encosta permanecerá estático sem rolar morro a abaixo, é definido principalmente pelos seguintes fatores: natureza do material na encosta, a quantidade de água infiltrada nos materiais, a inclinação da encosta e presença de vegetação.

•Em materiais inconsolidados o ângulo de repouso médio é de aproximadamente 30º, mas o valor deste ângulo varia em função do tamanho, forma e grau de seleção do material. A água reduz a coesão entre as partículas do regolito diminuindo, assim, o ângulo de repouso do material. Encostas com material argiloso, por exemplo, podem ter ângulo de repouso bastante grande quando secas (até 90o), mas muito baixo quando infiltradas por água.

•A inclinação da encosta é um fator de estabilidade muito importante. Isso porque com o aumento da inclinação da encosta aumenta o efeito da força de gravidade em relação à força de atrito. A presença de vegetação é um fator adicional que define a condição de estabilidade das encostas.

Tipos de talude

Movimentos de massa

Força não-conservativa

Ação antrópica• Com relação à ação antrópica, as principais

modificações indutoras dos movimentos gravitacionais de massa são (Augusto-Filho, 1995):

Remoção da cobertura vegetal.

Lançamento e concentração de águas pluviais e/ou servidas.

Vazamentos na rede de abastecimento, esgoto e presença de fossas.

Execução de cortes com geometria incorreta (altura/inclinação).

Execução deficiente de aterros (geometria, compactação e fundação).

Lançamento de lixo nas encostas/taludes.

Ação hídrica

• onde, P representa a precipitação total, Q o runoff, E a parcela perdida por evapotranspiração, W a variação do nível do reservatório (rios, lagos e mares), I a variação de umidade do solo decorrente do processo de infiltração e perdas adicionais, que incluem interceptação pela vegetação e armazenamento parcial em depressões superficiais.

Lei de Darcy• Na dinâmica dos fluidos e hidrologia, a lei de Darcy é uma

equação constitutiva fenomenológica derivada que descreve o fluxo de um fluido através de um meio poroso.

• A permeabilidade dos solos consiste, basicamente, em medir a velocidade de percolação da água em uma determinada amostra, considerando-se em escoamento laminar a temperatura no momento da análise.

• A lei de Darcy é amplamente difundida nos estudos (projetos geotécnicos) de barragens, hidroelétricas, filtros drenantes, fundações, fossas sépticas, construções que envolvem movimentação do solo e estabilidade.

V = k . i• A velocidade de descarga da água dentro de um regime de escoamento laminar é

diretamente proporcional ao gradiente hidráulico. Sendo:

• V = K x i, onde:

V = Velocidade de descarga em (cm/s ou m/s)

K = Constante de permeabilidade (cm/s ou m/s)

i = Gradiente hidráulico

• i = h/L, onde:

L = Altura da amostra (cm)

h = Carga hidráulica (cm)

K = (Def)² x 100, onde: Def = Diâmetro efetivo do solo

Escorregamentos e intervenções

Encostas naturais - escorregamento

Slump

Escorregamento

Instabilidade de Taludes em Rocha

Desmonte

Contrafortes e tirantes

Exemplo: Corcovado

Taludes em solos

Drenagem / Fixação

Retaludamento, cortinas, tirantes e vegetação.

• Muros de Gravidade são estruturas corridas que se opõem aos empuxos horizontais pelo peso próprio. Geralmente, são utilizadas para conter desníveis pequenos ou médios, inferiores a cerca de 5m. Os muros de gravidade podem ser construídos de pedra ou concreto (simples ou armado), gabiões ou ainda, pneus usados.

Execução de banquetas

Banquetas com concreto e grampos e cortina ancorada

TIPOS DE MOVIMENTOS DE

MASSA

• Os movimentos de massa se diferenciam em função de:

Velocidade de movimentação

Forma de ruptura

• A partir da identificação destes fatores, os movimentos de massa podem ser agrupados em 3 categorias:

escoamentos;

subsidências

escorregamentos.

As erosões também são movimentos de massa, mas não podem ser classificadas em um único grupo. Os mecanismos deflagradores dos processos erosivos podem ser constituídos de vários agentes, fazendo com que as erosões sejam tratadas separadamente.

Escorregamento• Característica: Escorregamentos lentos e contínuos, sem

superfície de ruptura bem definida, podendo englobar grandes áreas.

• Causa: ação da gravidade associada a efeitos causados pela variação de temperatura e umidade.

• O deslocamento se dá quando se atinge a tensão de fluência, a qual é inferior a resistência ao cisalhamento.

Corridas

• Característica: Movimentos rápidos ( vel 10km/h) • Em planta a corrida de terra se assemelha a uma língua • Causa: Perda de resistência em virtude de presença de

água em excesso (fluidificação) • O processo de fluidificação pode ser originado por

i) adição de água (areias)

ii) esforços dinâmicos (terremoto, cravação de estacas, etc)

iii) amolgamento em argilas muito sensitivas

Corrida ou fluxo

Subsidência e Recalques • é o resultado do deslocamento da superfície

gerado por adensamento ou afundamento de camadas, como resultado da remoção de uma fase sólida, liquida ou gasosa. Em geral envolve grandes áreas e as causas mais comuns são :

Ação erosiva das águas subterrâneas

Atividades de mineração

Efeito de vibração em sedimentos não consolidados

Exploração de petróleo

Bombeamento de águas subterrâneas

Recalques

• Os recalques são movimentos verticais de uma estrutura, causados pelo peso próprio ou pela deformação do solo gerada por outro agente. As causas mais comuns são:

Ação do peso próprio

Remoção do confinamento lateral devido a escavações

Rebaixamento do lençol d’água

Queda – subsidência brusca

• Característica: Movimentos tipo queda livre ou em plano inclinado de apenas um material.

• Velocidades muito altas (vários m/s)

Erosão

Texto de aprofundamento:• Fernandes, N.F. & Amaral, C.P. 1996. Movimentos de Massa: uma abordagem

geológica-geomorfológica. In: Guerra, A.J.T. & Cunha, S.B. (eds.), Geomorfologia e Meio Ambiente. Rio de Janeiro, Bertrand Brasil Ltda. p.123-194.

Questionário• Por que existe uma preocupação crescente de organismos mundiais com relação

aos movimentos de massa? Qual o objetivo dos projetos patrocinados pela UNESCO nessa área?

• Quais são as dificuldades envolvidas na classificação dos movimentos de massa? Que critérios são utilizados para a classificação?

• Quais são e como são caracterizados os principais tipos de movimento de massa discutidos pelo autor? Que fatores predispõem a ocorrência de cada tipo de movimento?

• Quais são os fatores geológicos e geomorfológicos condicionantes dos escorregamentos?

• Qual é o objetivo do documentação e investigação dos deslizamentos? Que instrumentos e métodos são utilizados para tal fim?

• Em que se baseia a previsão dos deslizamentos? Que medidas devem ser tomadas para reduzir acidentes relacionados a deslizamentos?