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1 Agentes e Causas de Agentes e Causas de Movimento de MassaMovimento de Massa UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA: ESTABILIDADE DE TALUDES Prof. FProf. Fáábio Lopes Soares, DSc.bio Lopes Soares, DSc. SumSumáário da Aulario da Aula 1 1 –– IntroduIntroduçção;ão; 2 2 –– Agentes Predisponentes dos Movimentos de Massa;Agentes Predisponentes dos Movimentos de Massa; 3 3 –– Agentes Deflagradores dos Movimentos de Massa;Agentes Deflagradores dos Movimentos de Massa; 4 4 –– Mecanismo de Deslizamentos em MaciMecanismo de Deslizamentos em Maciççosos 4.1 4.1 –– MaciMaciçços de Solo;os de Solo; 4.2 4.2 –– MaciMaciçço de Rocha;o de Rocha; 5 5 –– Influência da Influência da ÁÁgua de Subsuperfgua de Subsuperfíície na Estabilidade de Encosta;cie na Estabilidade de Encosta; 6 6 –– Influência da Chuva na Estabilidade de Encostas;Influência da Chuva na Estabilidade de Encostas; 7 7 –– Influência da Cobertura Vegetal na Estabilidade de Encostas;Influência da Cobertura Vegetal na Estabilidade de Encostas; 8 8 –– Influência da AInfluência da Açção Antrão Antróópica na Estabilidade de Encostas.pica na Estabilidade de Encostas. 2 1 – Introdução; A instabilidade do talude será deflagrada quando as tensões cisalhantes mobilizadas se igualarem à resistência ao cisalhamento, isto é: Esta condição pode ser atingida com o aumento das tensões cisalhantes mobilizadas ou pela redução da resistência. 2 – Agentes Predisponentes dos Mov. de Massa FATORES PREDISPONENTES FATORES ACIONANTES / AGRAVANTES MORFOLÓGICOS GEOLÓGICOS ANTRÓPICOS FÍSICOS 3 a. Escavação de talude ou do seu pé / b. Carregamento de talude ou de sua crista c. Rebaixamento (de reservatórios) / d. Deflorestamento / e. Irrigação f. Mineraçãog. Vibração artificial / h. Vazamentos de águas servidas 4. Causas humanas a. Chuvas intensas / b. Derretimento rápido de neve c. Precipitação excepcional prolongada d. Rebaixamento rápido ( de inundações e marés) e. Terremoto / f. Erupção vulcânica g. Descongelamento h. Intemperismo/desgaste devido ao congelamento-e-descongelamento i. Intemperismo/desgaste devido à contração-e-inchamento 3. Causas Físicas a. Subpressão tectônica ou vulcânica b. Reação glacial c. Erosão fluvial de pé de talude d. Erosão de onda de pé de talude e. Erosão glacial de pé de talude f. Erosão das margens laterais g. Erosão subterrânea (solução, “piping”) h. Deposição de carga no talude ou na sua crista i. Remoção da vegetação (por fogo na floresta, seca) 2. Causas Morfológicas a. Materiais Fracos b. Materiais sensíveis c. Materiais desgastados (intemperizandos) d. Materiais cisalhandos e. Materiais articulados ou fissurados f. Massa descontínua orientada adversamente (estratificação, xistosidade, etc.) g. Estrutura descontínua orientada adversamente (falha, contato, sem conformidade, ect.) h. Contraste na permeabilidade i. Contraste na dureza (duro, material denso sobre material plástico) 1. Causas GeológicasInventário de Causas de Movimentos de Massa 3 – Agentes Deflagradores AÇÃO FATORES FENÔMENOS GEOLÓGICOS/ANTRÓPICOS REMOÇÃO DE MASSA - erosão, escorregamento - cortes SOBRECARGA - peso da água de chuva, granizo, etc. - acúmulo natural de material (depósitos) - peso da vegetação - construção de estruturas, aterros, etc. SOLICITAÇÕES DINÂMICAS - terremotos, ondas, vulcões, etc. - explosões, tráfego, sismos, induzidos AUMENTO DA SOLICITAÇÃO PRESSÕES LATERAIS - água em trincas, material expansivo CARACTERÍSTICAS DO MATERIAL - características geomecânicas do material, tensões F S = τ re si st en te τ a tu an te REDUÇÃO DA RESISTÊNCIA MUDANÇAS OU FATORES VARIÁVEIS - intemperismo - elevação do N.A. - aumento da umidade/grau de saturação - liquefação de areias 4 4 – Mecanismo de Deslizamentos 4.1 – Maciço de Solos ¾¾ Influência do ângulo de atrito e a coesão, dependendo da Influência do ângulo de atrito e a coesão, dependendo da gênese e das caractergênese e das caracteríísticas dos solos;sticas dos solos; ¾¾ Influência do peso especInfluência do peso especíífico, porosidade, fico, porosidade, ííndice de vazios, ndice de vazios, mineralogia, granulometria, plasticidade, atividade, mineralogia, granulometria, plasticidade, atividade, permeabilidade, compressibilidade e histpermeabilidade, compressibilidade e históória de tensões.ria de tensões. 4.2 – Maciço Rochoso Os mecanismos de instabilizaOs mecanismos de instabilizaçção são controlados pelo ão são controlados pelo grau de alteragrau de alteraçção e pelas anisotropias existentes no macião e pelas anisotropias existentes no maciçço o (xistosidades, juntas, falhas), levando(xistosidades, juntas, falhas), levando--se em considerase em consideraçção os ão os seguintes fatores:seguintes fatores: ¾¾ DistribuiDistribuiçção espacial das descontinuidades e geometria dos ão espacial das descontinuidades e geometria dos taludes e encostas;taludes e encostas; ¾¾ PresenPresençça e natureza dos materiais de preenchimento das a e natureza dos materiais de preenchimento das descontinuidades;descontinuidades; ¾¾ Irregularidades nas superfIrregularidades nas superfíícies das descontinuidades;cies das descontinuidades; ¾¾ Cisalhamentos e movimentaCisalhamentos e movimentaçções anteriores. ões anteriores. 5 5 – Influência da Água de Subsuperfície na Estabilidade de Encostas ¾¾DiminuiDiminuiçção da coesão aparente;ão da coesão aparente; ¾¾ VariaVariaçção do não do níível piezomvel piezoméétrico em massas homogêneas trico em massas homogêneas -- reduzindo as tensões efetivas/ resistência;reduzindo as tensões efetivas/ resistência; ¾¾ ElevaElevaçção da coluna dão da coluna d’á’água em descontinuidades;gua em descontinuidades; ¾¾ Erosão subterrânea Erosão subterrânea retrogressivaretrogressiva ((““pipingpiping””).). 6 – Influência da Chuva na Estabilidade de Encostas ¾ As chuvas atuam como o principal agente não-antrópico na deflagração de escorregamentos no Brasil; ¾ As chuvas relacionam-se diretamente com a dinâmica das águas de superfície e subsuperfície; ¾ Os índices pluviométricos críticos para a deflagração dos escorregamentos variam com o regime de infiltração no terreno, a dinâmica das águas subterrâneas no maciço e o tipo de instabilização. 6 Gráfico da Envoltória de Deslizamento Induzidos na Serra do Mar (Tatizana et al., 1987) Correlação entre a intensidade da chuva e a chuva acumulada para as encostas da Formação Barreiras da Cidade de Olinda (Gusmão Filho, 1997) A instabilidade das encostas resulta da ação combinada entre a intensidade de chuva acumulada com a ocorrência de uma chuva diária de intensidade mínima naquela data. 7 A principal aplicação destas correlações entre pluviosidade e escorregamentos é tentar se antecipar à deflagração dos movimentos de massa, a partir do acompanhamento dos índices pluviométricos de uma região, sendo possível alertar, antecipadamente a população da possibilidade de deslizamentos. É mais fácil e barato monitorar o parâmetro chuva do que o nível d’água e o grau de saturação dos taludes e encostas, principalmente em grandes áreas. 7 – Influência da Cobertura Vegetal na Estabilidade de Encostas EFEITOS FAVORÁVEIS: ¾ Redistribuição da água proveniente das chuvas (impedimento do impacto direto da chuva na superfície do solo); ¾ Acréscimo de resistência do solo devido às raízes. EFEITOS DESFAVORÁVEIS: ¾ Efeito alavanca - força cisalhante transferida pelos troncos das árvores ao terreno, quando da ação do vento; ¾ Efeito cunha - pressão lateral causada pelas raízes ao penetrar em fendas, fissuras do solo ou rocha; ¾ Sobrecarga vertical - causada pelo peso das árvores. 8 VEGETAVEGETAÇÇÃO NOS TALUDESÃO NOS TALUDES algumas árvores acumulam água no solo e provocam deslizamentos. coco jambo mamão banana fruta-pão manga jaca árvores de grande porte pequenas fruteiras, plantasmedicinais e de jardim. pinha, acerola, urucum, laranja, limão, araçá, goiaba, pitanga, carambola, pata-de-vaca, hortelã, jasmim, rosa, leucena, cidreira, boldo e capim santo. Pode-se plantar: A variação esquemática da estabilidade de encostas ao longo do tempo em virtude de desmatamentos. Verifica-se que os processos de instabilização de encostas e taludes tendem a se acelerar algum tempo após o desmatamento. Logo em seguida à retirada das árvores, ocorre um acréscimo na estabilidade, devido à eliminação dos efeitos negativos como sobrecarga, efeito alavanca, etc. Contudo, este acréscimo de estabilidade tende a diminuir com o tempo, com o apodrecimento das raízes e a eliminação do efeito de redistribuição de água de chuva. Efeito do Desmatamento 9 8 – Influência da Ação Antrópica na Estabilidade de Encostas Principais interferências: ¾Remoção da cobertura vegetal; ¾ Lançamento e concentração de águas servidas; ¾ Vazamentos na rede de abastecimento, esgoto e presença de fossas; ¾ Execução de cortes com geometria inadequada; ¾ Execução deficiente de aterros; ¾ Lançamento de entulho e lixo nas encostas; ¾ Vibrações produzidas por tráfego pesado. 10 ruptura vazamento em rede de abastecimento d'água zonas saturadas serviços de manutenção na rede já implantada; SOLUÇÕES implantação de adequada rede de abastecimento de água trincas VAZAMENTO E INFILTRAÇÃO DE ÁGUA zonas de saturação gradual do solo surgência d'água FOSSA S O L U Ç Ã O implantação de rede e de dispositivos para tratamento e disposição de esgotos. FOSSAS SÉPTICAS 11 zonas saturadas rupturas lançamento de água servida canaleta subdimensionada e/ou obstruída chuva SOLUÇÃO implantação de rede de coleta e condução das águas servidas, de preferência separada do sistema de drenagem das águas pluviais. INFILTRAÇÃO DE ÁGUA INFLUÊNCIA DAS ÁGUAS SERVIDAS A comparação diária mostra que PA foi superior a PP em 269 dias no ano de 2002; Os impactos das chuvas são mais perceptíveis devido a descargas intensas e em pequeno espaço de tempo (Assunção, 2005). 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00 400,00 JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ P R E C IP IT A Ç Ã O (m m ) LÂMINA ANTRÓPICA LÂMINA PLUVIOMÉTRICA ANO 2002 PA anual = 1252,49 mm PP anual = 1827,20 mm 12 LIXO deslizamento de lixo e solo acúmulo de lixo S O L U Ç Õ E S remoção do lixo e definição de locais adequados para sua deposição; implantação ou melhoria do serviço público de coleta. ESCORREGAMENTO DE LIXO
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