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1 InvestigaInvestigaçção Geolão Geolóógicagica-- GeotGeotéécnica Relacionadas a cnica Relacionadas a Movimentos de MassaMovimentos 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 –– Etapas de InvestigaEtapas de Investigaçção Geolão Geolóógicagica--GeotGeotéécnica;cnica; 3 3 –– Levantamento de Dados Preexistentes;Levantamento de Dados Preexistentes; 4 4 –– InvestigaInvestigaçção de Superfão de Superfíície;cie; 5 5 –– InvestigaInvestigaçção de Subsuperfão de Subsuperfíície;cie; 6 6 –– InstrumentaInstrumentaçção;ão; 7 7 –– Ensaios de LaboratEnsaios de Laboratóório;rio; 8 8 –– Ensaios In Situ (de Campo).Ensaios In Situ (de Campo). 2 1 – Introdução; Uma investigação geotécnica está relacionada ao reconhecimento de um atual ou provável deslizamento de massa, através da possibilidade de entendimento das causas e mecanismos envolvidos em um movimento de massa. A realização de uma boa caracterização geológico-geotécnica é de fundamental importância quando se objetiva a elaboração de projeto de contenção, ou mesmo, a recomendação de medidas emergenciais para se tentar evitar a ampliação de acidentes associados a movimentos de massa. 2 – Etapas de Investigação Geológica-Geotécnica MODELO FENOMENOLÓGICO AVALIAÇÃO INVESTIGAÇÕES DE SUBSUPERFÍCIE INSTRUMENTAÇÃO PLANEJAMENTO LEVANTAMENTO DE DADOS INVESTIGAÇÕES SUPERFÍCIE insuficient PROJETO DE ESTABILIZAÇÃO suficien ENSAIOS 3 3 – Levantamento de Dados Preexistentes Envolve o levantamento e tratamento dos dados que formam o conjunto de fatores predisponentes, ou o conjunto de condições geológicas, geométricas da área a ser estudada. Esses dados são obtidos a partir de mapas geológicos, geomorfológicos, topográficos, cartas ou mapas geotécnicos e outros relatórios disponíveis. Os índices pluviométricos e sua relação com a ocorrência de instabilizações na área estudada, são outra fonte importante para delimitação das condições de contorno do local investigado (Augusto Filho & Virgili, 1998). 4 – Investigação de Superfície • Levantamentos topográficos: destacam-se os seguintes aspectos: definição da bacia de contribuição, da continuidade da encosta, das litologias principais, dos depósitos, etc. • Levantamentos de campo: objetivam o mapeamento geológico de superfície, a identificação de feições de instabilidade, tais como: formações geológicas, perfil de alteração, estruturas geológicas (foliação, fraturas, etc.), instabilizações existentes, feições de movimentação (trincas, degraus, etc.), surgências d’água e zonas de saturação, geometria do talude, tipo de cobertura vegetal, interferências antrópicas (terraplenagens, obras, redes de esgoto e água, edificações, etc.). 4 • Levantamentos fotogramétricos: a interpretação de fotografias aéreas representa um poderoso instrumento no estudo de escorregamentos, permitindo uma visão tridimensional do terreno, e a identificação das inter-relações entre topografia, drenagem, cobertura superficial, feições geológicas e atividades humanas. Permite também acompanhar a evolução das instabilizações. A documentação fotográfica terrestre também constitui importante ferramenta de investigação de superfície, facilitando a documentação e descrição das instabilizações, permitindo a restituição de cicatrizes de escorregamentos e dos perfis de alteração e feições de interesse. 5 – Investigação de Subsuperfície TIPO APLICAÇÕES/PARÂMETROS LIMITAÇÕES Poços, trincheiras e cachimbos Acesso direto aos diferentes horizontes em maciços terrosos amostras indeformadas (ensaios de cisalhamento, triaxiais, etc.), ensaios de permeabilidade e perda d’água Presença de lençol freático; horizontes resistentes e dificuldade de aeração (poços com profundidades superiores a 10 metros) Sondagem a trado (manual e mecânica) Nível d’água, horizontes em maciços terrosos, amostras deformadas (granulometria), ensaios de permeabilidade e pesquisa de jazidas para aterros Avanço através de camadas de cascalho lateritas, argilas rijas, blocos rochosos. Rendimento baixo para pofundidades maiores que 10 m (manual) e 30m (mecânico) Sondagem a percussão Nível d’água, horizontes em maciços terrosos e transição solo/rocha, amostras poço deformadas, ensaio SPT Avanço através de blocos rochosos métricos e topo rochoso. Difícil execução em profundidades superiores a 40m D ire to s Sondagem rotativa Parâmetros anteriores em maciços terrosos e rochosos amostras pouco deformadas para ensaios em laboratório, ensaios in situ (permeabilidade, perda d’água, etc.), execução de injeções e tirantes, realização de furos inclinados Custo relativamente elevado 5 In di re to s Geofísicos Levantamentos extensivos, extrapolações a partir de algumas investigações de subsuperfície. Métodos elétricos e sísmicos são os mais utilizados. Identificação do topo rochoso e posição do lençol freático Necessidade de algumas investigações de subsuperfície para calibração. Topografias acentuadas e horizontes inclinados podem impor dificuldades no tratamento e interpretaçào dos dados PROGRAMA DE INVESTIGAÇÃO DE SUBSUPERFÍCIE Deve considerar: • CONDIÇÕES GEOLÓGICAS DA ÁREA exame de fotos aéreas e imagens de satélite; reconhecimento expedito de campo; consulta a mapas geológicos, geomorfológicos, etc. • CARACTERÍSTICAS DO LOCAL A SER INVESTIGADO espessura de solo/rocha alterada; aspectos hidrogeológicos; dinâmica dos processos geológicos. 6 OBJETIVOS ESPECÍFICOS DO PROGRAMA DE INVESTIGAÇÃO DE SUBSUPERFÍCIE • extensão, profundidade e espessura dos diferentes horizontes. • descrição dos materiais. • profundidade da água. • propriedades geológico-geotécnicas. 6 - Instrumentação A instrumentação no estudo de encostas é utilizada na investigação e na elaboração do projeto de estabilização, permitindo a obtenção de dados quantitativos sobre a geometria da superfície de ruptura, deslocamentos horizontais e recalques de áreas instáveis, comportamento hidrogeotécnico do maciço e avaliação da resistência, deformabilidade e estado de tensões do talude. Vazões d’águaMedidores de vazão (hidrômetros, vertedouros, recipientes) Pressões d’águaPiezômetros (tipo Casagrande, de máxima, hidráulicos e elétricos) Tensiômetros (pressões negativas de sucção) Pressões de terraCélulas de pressão total CargasCélulas de carga em tirantes Deslocamentos e recalquesMarcos superficiais Prismas óticos Extensômetros (haste e fio) Fissurômetros Medidores de recalque Indicadores de movimentações em profundidade Inclinômetros PARÂMETROSINSTRUMENTOS 7 7 – Ensaios de Laboratório Os ensaios mais comumente utilizados no estudo de estabilidade de encostas buscam a determinação das propriedades e dos parâmetros de interesse dos maciços terrosos e rochosos em relação aos processos de instabilização. Parâmetros de compressibilidadeEnsaios edométricos (colapsibilidade, expansividade) Resistência não drenadaPalheta de laboratório Parâmetros de resistência (c e φ) Ensaios triaxiais (CD, CIU, UU) Parâmetros de resistência (c e φb)Resistência ao cisalhamento com sucção controlada Parâmetros de resistência (c e φ)Resistência ao cisalhamento convencional Determinação da condutividade hidráulicaPermeabilidade saturada Caracterização físicaLimites de Atterberg Caracterização físicaGranulometriaLABORATÓRIO UTILIZAÇÃOENSAIOS A confiabilidade dos resultados dos ensaios de laboratório está diretamente associada à obtenção de amostras representativas e de boa qualidade. 8 – Ensaios de Campo Módulo de deformação do solo, resistência (pressão limite) Pressiômetro Resistência não drenadaPalheta - Vane Atrito lateral, estatigrafia, poro pressão, resistência de pontaCPT/ CPTU Condutividade hidráulica “in situ”Permeabilidade – “guelph” Extração de rochasSondagem rotativa Estimativa da resistência Sondagem a percussão - SPTCAMPO UTILIZAÇÃOENSAIOS Os ensaios SPT (“Standard Penetration Test”), realizados em sondagens à percussão, e o CPT (“Cone Penetration Test”) são os mais utilizados para estimativa da resistência dos materiais “in situ”. O “vane test”, ou ensaio de palheta, é utilizado para determinação da resistência ao cisalhamento de argilas moles (resistência não drenada). 8 Exemplo de Investigação Geológica-Geotécnica PERFIL INDIVIDUAL DO POÇO SOLO ORGÂNICO SOLO LATERIZADO ARGILOSO VERMELHO SOLO SAPROLÍTICO DE GRANITO ARENOSO CINZA IMPENETRÁVEL À PICARETA 4,00 m 1,50 m 0,20 m 0 EXECUÇÃO DO POÇO MATERIAL POÇO DE INSPEÇÃO IPT. 1992. Manual de Pavimentação Urbana. Publicação IPT 1871. Pg 22. Exemplo de Investigação Geológica-Geotécnica IPT. 1992. Manual de Pavimentação Urbana. Publicação IPT 1871. Pg 24. ESQUEMA BÁSICO DO TRADO EXECUÇÃO DA SONDAGEM A TRADO SONDAGENS A TRADO 9 Exemplo de Investigação Geológica-Geotécnica Modificado de: IPT/CEMPRE. 1995. Lixo municipal. Manual de gerenciamento integrado. Publicação IPT 2163. Fig 26. Pg 107 Peso ( 65 kg ) Altura de 75 cm Co rda Solo laterítico Solo saprolítico Haste Amostrador SONDAGEM A PERCUSSÃO Exemplo de Investigação Geológica-Geotécnica COROA BARRILETE HASTE REVESTIMENTO MOTOR GUINCHO BOMBA DE LAMA TRIPÉ OU TORRE MOTOR DA BOMBA ESQUEMA DE UMA SONDA ROTATIVA
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