Aula 6 Erosão, Assoreamento, movimentos de massa

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GEOLOGIA II
Prof. Kiemi de Brito Murata
kiemi.murata@esamc.br
kiemimurata@gmail.com
Módulo D
Erosão 
Assoreamento
Movimentos de Massa
TIPOS DE EROSÃO
Erosão laminar ou em lençol:
	Causada por escoamento difuso das águas de chuva, resultando na remoção progressiva e relativamente uniforme dos horizontes superficiais do solo.
TIPOS DE EROSÃO
Erosão linear:
	Causada por concentração das linhas de fluxo das águas de escoamento superficial, resultando em pequenas incisões na superfície do terreno, em forma de sulcos, que podem evoluir, por aprofundamento, a ravinas.
TIPOS DE EROSÃO
Voçorocas ou Boçorocas:
Erosão desenvolvida por influência não somente das águas superficiais, mas também dos fluxos d’água subsuperficiais, em que se inclui o lençol freático.
Incluem diversos fenômenos:
Erosão superficial;
Erosão interna (piping);
Solapamentos;
Desabamentos e escorregamentos.
“PIPING”  Retro erosão tubular progressiva
SOLAPAMENTOS
PRINCIPAIS FATORES DOS PROCESSOS EROSIVOS
volume d’água que atinge o terreno
cobertura vegetal: determina maior ou menor proteção
tipo de solo/rocha: delimita a susceptibilidade dos terrenos à erosão
lençol freático: a profundidade é fator decisivo
topografia: maiores declives determinam maiores velocidades de escoamento das águas e aumentando sua capacidade erosiva
EROSÃO NA MARGEM  CAUSA ASSOREAMENTO
MEDIDAS PREVENTIVAS
 Mitigação dos processos erosivos através de orientações para o uso do solo, adequado às características de uma bacia ou área-fonte.
MEDIDAS CORRETIVAS
 Obras de contenção, de drenagem e de proteção superficial  reduzem ou eliminam o aporte de sedimentos ao corpo d’água  retardam o processo de deposição de sedimentos ou partículas.
 Os movimentos de terra  devem ser evitados.
MOVIMENTOS DE MASSA
Processos de transporte de matéria sólida da dinâmica superficial.
Tipos:
 Movimentos gravitacionais de massa
Induzidos pela aceleração gravitacional;
 Movimentos de transporte de massa
Induzidos ao transporte por um meio qualquer, como água, gelo ou ar.
DEFINIÇÕES
Escorregamentos  movimentos gravitacionais de massa relacionados à dinâmica das encostas.
Encostas  toda superfície natural inclinada unindo outras duas, caracterizadas por diferentes energias gravitacionais.
Talude  o termo talude é utilizado em descrições locais para designar porções de encosta.
 Taludes de corte : taludes resultantes de algum processo de escavação promovido pelo homem;
 Taludes artificiais: taludes relacionados aos declives de aterros, constituídos de materiais diversos.
Movimentos Gravitacionais
Critérios de Classificação
 Cinemática do movimento 
	- relação entre a massa em movimentação e o terreno estável (velocidade, direção e sequência dos deslocamentos);
 Tipo do Material
	- solo, rocha, detritos, depósitos, etc, destacando a sua estrutura, textura e conteúdo de água;
 Geometria
	- tamanho e forma das massas mobilizadas.
Classes de processos de movimentos gravitacionais de massa
Augusto Filho (1992)
Rastejos (“creep”)
Escorregamentos (“slides”)
Quedas (“falls”)
Corridas (“flows”)
Rastejo
O movimento de solo e outros detritos morro à baixo, tipicamente em taxas de cerca de 1 a 10 mm/ano.
Escorregamento
Um deslizamento lento de material inconsolidado que desloca como uma unidade.
Geometrias variáveis:
 PLANARES: solos pouco espessos, solos e rochas com um plano de fraqueza;
 CIRCULARES: solos espessos homogêneos e rochas muito fraturadas;
 EM CUNHA: solos e rochas com dois planos de fraqueza.
Quedas 
Sem planos de deslocamento;
Movimentos tipo queda livres ou em plano inclinado;
Velocidades muito altas (vários m/s);
Material rochoso;
Pequenos a médios volumes de material;
Geometria variável: lascas, placas, blocos, etc.
 
Corridas
Muitas superfícies de deslocamento (internas e externas à massa em movimentação);
Movimento semelhante ao de um líquido viscoso;
Desenvolvimento ao longo das drenagens;
Velocidades médias a altas;
Mobilização de solo, rocha, detritos e água;
Grandes volumes de material;
Extenso raio de alcance, mesmo planas.
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SUBSIDÊNCIA
	Afundamento (ou abaixamento) sofrido por uma região da superfície terrestre.
Subsidência tectônica  dinâmica interna da crosta;
Subsidência térmica  perda de calor e consequente contração;
Subsidência por dissolução  abaixamento gradual de camadas não-solúveis de rochas sobrejacentes a camadas solúveis (calcários em subsuperfície). Suguio, K. (2003)
CAUSAS E MECANISMOS
Existência, no subsolo, de calcários fraturados que permitem a percolação de águas vindas de superfície.
Climas tropicais  águas contêm ácidos orgânicos e ácido carbônico, gerados pela intensa atividade biológica nos solos, que as tornam agressivas e eficientes na dissolução dos carbonatos.
 Carbonatação:
CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2
CAUSAS E MECANISMOS
Intercalação de calcários com rochas não carbonáticas e/ou com seus solos de alteração  aumenta o alcance de ação das águas de dissolução
Ocorrência de lentes de calcário em meio a outras rochas e materiais terrosos  risco de subsidência
Cavidades nos materiais terrosos  dissolução do calcário  cavidades no interior do maciço rochoso
PROCESSO DE CARSTIFICAÇÃO
FASE INICIAL
Idade e duração não determinadas;
 Responsável pela formação das cavidades de dissolução no calcário, que, muitas vezes, se encontram saturadas e se constituem em aquífero;
FASE POSTERIOR
 As cavidades em rocha têm um papel predisponente para a evolução dos fenômenos nos solos que envolvem o calcário, gerando cavidades em solos e movimentação em superfície.
Processos de Subsidência
	Os processos de subsidência podem ser divididos em 2 tipos, considerando suas causas:
PROCESSOS NATURAIS: 
	São causados principalmente pela dissolução de rochas (carstificação) como calcários, dolomitos, gipsita e sal; pela acomodação de camadas no substrato, devido ao seu peso ou a deslocamentos segundo planos de falhas.
PROCESSOS ACELERADOS POR AÇÃO ANTRÓPICA: 
	São ocasionados pelo bombeamento de águas subterrâneas, por recalques por acréscimo de peso devido a obras e estruturas e por galerias de mineração subterrâneas, principalmente em minas de carvão. 
Famoso caso brasileiro relacionado a esse fenômeno, aconteceu na cidade de Cajamar (SP).
Em 1986, ocorreu o afundamento do solo formando cavidades de 32m de diâmetro e 13m de profundidade.
Esses afundamentos foram inicialmente associados à processos de carstificação. 
Porém, estudos posteriores mostraram que os referidos processos foram intensificados pelo bombeamento de água subterrânea através de poços profundos de grande vazão, que provocaram a migração do solo para ocupar o espaço deixado pela retirada da água, ocasionando, por consequência, a subsidência do terreno.
Modelo Interpretativo:
“Buraco” na Guatemala
MEDIDAS PREVENTIVAS E CORRETIVAS
Cartografia Geotécnica:
 Reconhecimento e mapeamento das características de ocorrência de carste coberto;
Procedimento de campo da hidrogeologia e da geotecnia:
 Diminuição ou cessação de bombeamento de águas subterrâneas;
 Injeção de águas no subsolo;
 Disciplinamento das águas de superfície.
MEDIDAS PREVENTIVAS E CORRETIVAS
Atendimento emergencial:
 Medidas de evacuação, quando verificadas evidências de evolução de movimentação:
Trincas em pavimentos, em paredes e no solo;
Ruídos semelhantes a trovoadas, acompanhados de tremores e vibrações;
 Comportamentos anômalos do nível d´água em poços domésticos, fontes e corpos d´água;
SOLOS COLAPSÍVEIS
Colapso pode ser definido como um fenômeno caracterizado pela brusca redução de volume do solo, devido ao ganho de umidade, com presença ou não de sobrecarga.
CARACTERÍSTICAS
Elevado índice de vazios, o que determina sua estrutura porosa (n > 50%)
 Baixo teor de umidade,menor que o necessário para sua completa saturação (Sr <40%). Com Sr > 80% o solo não é mais considerado poroso e sim quase saturado.
EXPLICAÇÃO TEÓRICA
O acréscimo da sobrecarga produz aumento das tensões tangenciais nos contatos entre as partículas
O aumento do grau de saturação provoca:
 redução da sucção matricial
perda de ligações cimentíceas ou redução da resistência dos torrões
Como resultado, há um processo de “ruptura local”, onde um grão desliza sobre o vizinho, ocupando os vazios da estrutura original e provocando assim o colapso.
ESQUEMA DO COLAPSO
Estrutura de solo colapsível carregado sem inundação (a) e com inundação (b) (Gutierrez et al, 2003).
CONDIÇÕES PARA OCORRER O COLAPSO
Existência de uma estrutura não saturada, porosa, potencialmente instável;
Existência de uma pressão aplicada que aumenta a instabilidade;
Presença de um alto valor de sucção ou agente cimentante, que estabiliza os contatos intergranulares e que são susceptíveis de enfraquecimento quando umedecidos;
Adição de água no solo, a qual reduz a sucção existente, amolecendo ou destruindo os vínculos que o mantém em equilíbrio causando, assim, rupturas de cisalhamento nos contatos intergranulares.
Ocorrências de solos colapsíveis no Brasil (Ferreira, 2007)
MEDIDAS DE TRATAMENTO
Adoção de fundações corridas de maior rigidez;
Implementação de sistemas de drenagem;
Adoção de fundações profundas, apoiadas abaixo do solo colapsível (deve-se evitar o uso de fundação direta ou estacas curtas em solo colapsível);
Plantio de gramado e reflorestamento;
Controle de vazamentos em condutos de água e esgoto;
Evitar construção de jardineiras, para plantas, anexas as paredes da edificação sem um eficiente sistema de drenagem e impermeabilização;
Impermeabilização da área;
MEDIDAS DE TRATAMENTO
Pré-saturação do solo, que pode ser combinada com alguma sobrecarga;
Escavação do solo e em seguida, compactação conveniente do mesmo;
Cravação de estacas para compactação;
Estabilização química através de injeções de cimento ou outras substâncias;
No projeto de fundações, levar em consideração uma possível redução na capacidade de carga das fundações, já que é impossível garantir que durante a vida útil da obra não venham ocorrer mudanças no teor de umidade do solo