2.2. İnceleme Alanının Litostratigrafisi
2.2.5. Alüvyon (Qal)
tenha em mente que os mesmos ocorrem a partir de uma seqüência de eventos e/ou estágios, cuja caracterização é muito importante.
LEROUEIL et al. (1996) e LEROUEIL (2001) diferenciam os vários estágios envolvidos na ocorrência de movimentos de massa gravitacionais (FIGURA 2.8) denominando-os de acordo com o que segue:
a) Estágio pré-ruptura: inclui todo e qualquer processo de deformação que
pode levar a ruptura. Este estágio é controlado essencialmente por mudanças na resistência, rastejo ou ruptura progressiva.
b) Estágio de ruptura: é caracterizado pela formação de uma superfície
contínua de cisalhamento na massa do solo.
c) Estágio pós-ruptura: este inclui a movimentação da massa de solo ou
rocha, desde a sua ruptura até o termino de sua movimentação. Isto é caracterizada para um aumento da razão de deslocamento seguido da diminuição progressiva da velocidade.
d) Estágio de reativação: quando uma massa de solo desliza ao longo de
uma ou mais superfícies de ruptura pré-existentes.
Pré-ruptura P ós -r u pt ur a Primeira ruptura Reativação ocasional escorregamento ativo ve lo ci da d e d e d eslo ca m en to Tempo Figura 2.8: Diferentes estágios de movimento de encostas
2.1.2. Fatores que influenciam na ocorrência de movimentos de
massa gravitacionais.
As causas básicas da instabilização de encostas são bem conhecidas a partir de uma série de estudos de caso específicos. Algumas são inerentes a solos ou rochas pela sua composição ou estrutura; algumas como inclinação de taludes naturais, são relativamente constantes e outras são variáveis, como a água
subterrânea e água da chuva. Em uma determinada área, a maioria deles pode ser reconhecida e os seus efeitos ranqueados ou pesados, e em alguns eles podem ser mapeados e correlacionados uns com os outros e com rupturas já ocorridas. Entretanto, o objetivo deve ser sempre desenvolver o entendimento do processo envolvido, seu mecanismo, e quando e onde eles ocorrem, o que permite prever a susceptibilidade de um ponto, um local ou grandes áreas.
Tabela 2.7: Principais grupos de fatores que influenciam na ocorrência de movimentos de massa gravitacionais.(Adaptado de CRUDEN e VARNES, 1996)
Agentes Geológicos
- Materiais alterados, enfraquecidos ou intemperizados
- Materiais cisalhados, fissurados ou fraturados (descontinuidades) - Contrastes na permeabilidade
- Contrastes na espessura (material espesso e denso sobreposto a materiais plásticos)
Agentes Morfológicos
- Tectonismo ou vulcanismo - Qualquer tipo de erosão
- Deposição no topo ou na base da encosta - Remoção da vegetação
Agentes Físicos
- Chuva intensa ou excepcionalmente prolongada - Degelo repentino
- Intemperismo por congelamento e degelo - Abalo sísmico
- Erupção vulcânica
- Intemperismo de material expansivo
Agentes Antrópicos
- Escavação da encosta ou da sua base (remoção do suporte)-Urbanização - Sobrecarga no topo ou na encosta
- Diminuição do nível dos reservatórios - Desmatamento
- Irrigação - Mineração - Vibração artificial - Vazamentos
O processo envolvido com os movimentos de encostas caracteriza uma série contínua de eventos a partir do mecanismo de causa e efeito. Em alguns casos, pode ser mais econômico reparar os efeitos de um escorregamento do que remover a causa. No entanto, a utilização de medidas apropriadas de obtenção também requer o claro entendimento do processo que esta causando o os escorregamentos (CRUDEN e VARNES, 1996).
Na TABELA 2.7 é apresentada uma subdivisão dos principais fatores que influenciam na ocorrência dos movimentos de massa que foram diferenciados por
CRUDEN e VARNES (1996) em quatro grandes grupos, apresentando os principais agentes de ação.
Considerando a TABELA 2.7, em relação ao meio físico encontrado no Brasil. pode-se dizer que os fatores físicos como ocorrência de chuvas e os fatores antrópicos representados pelo processo de urbanização e desmatamento são os principais agentes causadores de escorregamentos.
2.2. ANÁLISE DE ESTABILIDADE DE ENCOSTAS
Trabalhos relacionados à estabilidade de encostas têm sido realizados por pesquisadores de diferentes áreas nos últimos 30 anos. Inicialmente as investigações eram orientadas principalmente para resolver problemas de instabilidade em casos particulares e, por este motivo, as pesquisas enfatizavam técnicas de investigação de campo e o desenvolvimento de modelos determinísticos e probabilísticos. No entanto, a heterogeneidade do ambiente natural em escala regional e a grande variabilidade das propriedades geotécnicas vão de encontro à homogeneidade exigida pelos modelos determinísticos (SOETERS e VAN WESTEN, 1996).
Para equacionar esta diferença, seriam necessárias caracterizações geológico- geotécnicas mais detalhadas, as quais levariam a um consumo grande de tempo e gastos elevados, principalmente em função das investigações de campo necessárias para suprir a grande quantidade de dados exigida. Este fato faz com que estes métodos não sejam aplicáveis para grandes áreas de estudo.
Para resolver esse problema, vários outros tipos de análise de estabilidade de encostas têm sido desenvolvidos. Estas análises conduzem à identificação do evento perigoso, com base no estudo cuidadoso da condição natural do meio físico, e dos possíveis mecanismos que possam gerar instabilidades, bem como a análise dos parâmetros possivelmente envolvidos nestes processos.
O tipo de análise utilizada em cada estudo irá depender em muito do tamanho da área estudada, da disponibilidade de tempo, da disponibilidade de dados existentes e, sobretudo dos recursos financeiros disponíveis para a sua realização.
Quanto à escala de trabalho, MANTOVANI et al. (1996) apontam a existência de três tipos de escalas preferencialmente utilizadas: regional (<1:100.000), média (1:50.000 a 1:25.000) e a grande (>1:10.000). Tendo como base estes grupos, os autores apresentam um sumário (TABELA 2. 8) com os principais tipos de dados necessários, a facilidade de obtenção dos mesmos e as técnicas utilizadas para análise de movimentos de massa.
Na TABELA 2.9 é apresentada a relação entre os tipos, técnicas e características das análises de escorregamentos e as escalas mais adequadas, segundo o trabalho de SOETERS e VAN WESTEN (1996)
Segundo MORGENSTERN (1995) as informações relacionadas abaixo são o passo inicial para toda e qualquer análise de estabilidade, visto que a negligencia ou subestimação de alguma delas pode prejudicar o resultado das análises.
a) Caracterização de campo: compreende a determinação das condições
geológicas e hidrogeológicas atuantes, bem como a distribuição dos materiais em campo. Este último é dado principalmente pela diferenciação entre materiais homogêneos, quando as propriedades do material são relativamente iguais por toda a extensão ou materiais heterogêneos, quando os solos são estratificados contendo diferentes características ou massas rochosas contendo descontinuidades.
b) Identificação dos tipos de materiais inconsolidados ou rochas:
verificação da presença de descontinuidades preenchidas e não preenchidas e massas rochosas com superfície de ruptura preexistentes. A caracterização dos materiais pode ser feita através de ensaios de campo ou de laboratório e amostragens, resultando em parâmetros de resistência, deformação e permeabilidade.
c) Verificação das condições de drenagem: isto inclui a existência de
possíveis poro-pressões que possam ser geradas a curto e longo prazo, caracterizando a utilização de tensões efetivas ou totais.
Tabela 2.8 : Resumo dos dados de entrada para análise de escorregamentos. Adaptado de MANTOVANI et al. (1996). Possibilidade de obtenção dos dados: 1-baixa , 2- moderada, 3- alta.
Escala de analise
Tipo de Dado Método de obtenção
Regional Média Grande Geomorfologia 1. Mapeamento das unidades de terreno 3 2 1 2. (Sub)Unidades Geomorfologicas 2 3 3 3. Escorregamentos recentes
Interpretação de imagem de satélite + visita ao campo
1 3 3
4. Escorregamentos antigos
Interpretação de fotografia aérea, coleta de registros em revistas, jornais , corpo de
bombeiro, etc. 1 3 3
Topografia 5. Modelo digital de
terreno
Coleta de mapas topográfico já existentes e emprego de fotogrametria em foto aérea ou imagem SPOT
6. Carta de declividade 7.Carta de direção da encosta
Obtido do modelo digital de terreno
8. Quebras de relevo Interpretação de fotografia aérea
2 3 3
9. Concavidades/
convexidades Obtido do modelo digital de terreno ou interpretação detalhada de fotografia aérea 1 1 3 Geologia de Engenharia
10. Litologias
Busca por mapas geológicos existentes ou realização de mapeamento, utilizando fotos aéreas, imagem de satélite e investigação de campo.
2 3 3
11. Sequencia de materiais
Modelagem a partir do mapa litológico, geomorfológico, carta de declividade e
descrições de campo e ensaios de laboratorio 1 2 3 12. Pontos de coleta de
amostra
Descrição de campo de solos e afloramentos e realização de ensaio em amostras coletadas
para caracterização dos tipos de materiais 2 3 3 13. Geologia estrutural Imagem de satélite, fotografia aérea e análise de campo. 3 3 3 14. Dados sísmicos
(eventos e intensidade) Análise de registros existentes e questionamentos sobre prejuízos causados 3 3 3 Uso do solo
15. Infraestrutura
recente Interpretação de foto aérea e imagem de satélite, e mapa topográfico. 2 3 3 16. Infraestrutura antiga Interpretação de foto aérea e mapa topográfico. 3 3 3 17.Uso do solo recente Interpretação de foto aérea, classificação de imagem de satélite e confirmação no campo. 2 3 3
18. Uso do solo antigo Interpretação de foto aérea 2 3 3
Hidrologia
19. Drenagem Interpretação de foto aérea e mapa topográfico 3 3 3 20. Áreas de captação Interpretação de foto aérea, mapa topográfico ou modelamento digital de terreno. 2 3 3 21.Precipitação
22. Temperatura e evapotranspiração
Coleta de dados meteorológicos existentes 3 3 3 23. Mapas de nível
Tabela 2.9: Relação entre tipos de análise e escalas de mapeamento. Adaptado de SOETERS e Van WESTEN (1996)
Escala Recomendada Tipo de
Analise Técnica Características Regional
(1:100.000) (1:25.000) Media (1:10.000) Grande Análise de distribuição de escorregamentos Análise de distribuição e classificação dos escorregamentos sim b sim sim Análise de atividade de escorregamentos
Análise temporal das mudanças nas
características do meio não sim sim
Inven tario Análise de densidade de escorregamentos Cálculo da densidade de escorregamentos em unidades de terreno ou a partir de isoetas
simb não não
Análise geomorfológica especialista de campo Utilização de opinião sim simc simc
Analise
Heurística
Combinação qualitativa de mapas
Utilização de opinião especialista para atribuição
de pesos aos parâmetros analisados
simd simc não
Análise Bivariada Calcula a importância da contribuição de fatores
combinados não sim não
Analise
estatística Análise Multivariada
Calcula a equação de previsão a partir de uma
matriz de dados não sim não
Analise determi - nística Análise de fatores de segurança Aplicação de modelos hidrológicos e de
estabilidade de encostas não não sim
e
bsomente com dados confiáveis de distribuição de escorregamentos pois um mapeamento seria muito dispendioso. cSomente com forte suporte de outras técnicas quantitativas para obtenção de níveis de objetividade aceitáveis
dSomente se existe uma base de dados confiáveis de distribuição espacial dos fatores controladores dos escorregamentos. eSomente em condições de terreno homogêneas, considerando a variabilidade dos parâmetros geotécnicos.
d) Características geométricas do talude: tentativa de identificação da
localização, orientação e forma de ruptura potencial ou existente, principalmente quando é observada a existência de descontinuidades.
BRAND (1982) faz um apanhado das técnicas mais apropriadas para análise de estabilidade de encostas e mecanismos de ruptura, indicando ainda quais os tipos de análises laboratoriais mais apropriadas para análise de solos residuais. Em seu trabalho, o autor subdivide os tipos de análise em:
a) Método clássico de estabilidade de encostas: mais comumente
encontrado na forma de análise de equilíbrio limite, do qual são obtidos valores numéricos de fatores de segurança.
b) Método semi-empírico: confia nos históricos de estabilidade e
comportamentos de determinados taludes ou encostas, para previsão de ocorrência de instabilidades em locais com características semelhantes.
c) Método de análise de terreno: está baseada no mapeamento
geomorfológico e na interpretação de fotografias aéreas para classificação de
landforms do ponto de vista de estabilidade. Tal classificação pode levar ao
zoneamento de terrenos com base no risco e/ou ocorrência de eventos perigosos. De acordo com BRAND (1982), estas três diferentes abordagens têm sido aplicadas com sucesso. A abordagem clássica tem a vantagem de quantificar o grau de segurança, o que não é possível para os demais métodos. Os métodos semi- empíricos e a análise de terreno estão relacionados, sendo que ambos estão baseados na condição de que as características de estabilidade de uma determinada unidade de terreno pode ser obtida com base na observação do comportamento de áreas semelhantes.
Há uma tendência a correlacionar os métodos semi-empíricos de análise de terreno com modelos de análise de estabilidade clássico (determinísticos e probabilísticos), permitindo um julgamento quantitativo na previsão de rupturas para áreas mais abrangentes.
Sendo assim, buscou-se nesta revisão apresentar alguns métodos de análise de estabilidade de encostas e previsão de movimentos de massa que vêm sendo realizados no Brasil e no mundo. Apesar da grande variedade de métodos existentes, nesta revisão serão abordados os seguintes tipos:
a) Métodos de estabilidade clássica: - Métodos com base determinística.
- Métodos com base estatística e probabilística. b) Métodos semi-empíricos:
- Inventário de escorregamentos. - Abordagem heurística.
c) Combinação de modelagem hidrogeológica com métodos clássicos de cálculo de estabilidade.
d) Correlação semiquantitativa entre precipitação e escorregamentos.