Pegmatoid Damarları

a) Parâmetros de resistência ao cisalhamento.

Estes parâmetros são representados principalmente pela coesão (c) e ângulo de atrito interno (φ), e são amplamente conhecidos no meio geotécnico, tais parâmetros variam de acordo com o tipo de material, condições hidrogeológicas, deformações atuantes e tempo de carregamento.

A obtenção destes parâmetros pode ser realizada a partir de ensaios de cisalhamento direto ou triaxial. O primeiro é mais simples, e realizado em amostras de tamanho 10 X 10 X 5cm. Neste ensaio a superfície de ruptura é imposta pela caixa de cisalhamento onde as tensões aplicadas são dadas pela tensão normal (σ1) e a tensão cisalhante (S). Devido a imposição da superfície de ruptura, este ensaio é mais aconselhável para solos homogêneos, pois para solos heterogêneos a superfície de ruptura em geral, é pouco representativa da variabilidade do solo que esta sendo ensaiado. Entretanto, tem como maior vantagem a rapidez e praticidade que vem desde a coleta e confecção do corpo de prova à realização do ensaio propriamente dito, o qual é realizado em aparelhos simplificados. Sendo assim, a sua utilização é bastante difundida no meio técnico e científico.

No ensaio triaxial o corpo de prova é cilíndrico e a altura deve ser pelo menos o dobro do diâmetro que deve ser, no mínimo, de 5 cm, e a superfície de ruptura é livre. Porém, seu maior diferencial está no conjunto de tensões atuantes, que é dado pelas tensões σ1, σ2 e σ3, sendo a primeira normal à superfície de ruptura e as outras duas confinantes, o que representa mais fielmente as condições de tensões existentes na natureza).

Portanto, as condições de deformação e de drenagem que se deseja simular irão definir o tipo de ensaio a ser realizado e o tipo de análise a ser realizada com os dados resultantes, podendo englobar os seguintes casos:

- Resistência de pico drenada (longo prazo): ocorre quando durante o

carregamento é permitida a drenagem do corpo, ocorrendo assim a dissipação da pressão neutra, mobilizando a tensão efetiva (HUNT, 1986). Estas condições podem ocorrer na maioria das encostas naturais ou algum tempo após a realização de corte em um talude. Em análise s nestas condições obtêm-se parâmetros de resistência efetiva (c’ ou φ’).

- Resistência de pico não drenada (curto -prazo): é a situação contrária à

anterior e ocorre quando o carregamento é realizado muito rapidamente, quando comparado à drenagem do corpo ou razão de consolidação, portanto não permitindo a dissipação das pressões neutras (BUENO e VILAR, 1998). Estas condições ocorrem quando taludes são escavados muito rapidamente, durante a construção de barragens de terra ou ainda durante a construção de aterros sobre substrato mole. Neste caso utilizam-se os parâmetros de resistência totais (c e φ).

- Resistência residual: é a resistência atingida após as condições finais da

deformação (após a resistência de pico), quando a sua resistência é estabilizada. Esta situação ocorre geralmente como resultado de grandes deformações, e pode ser observada em regiões de grande falhamentos ou em solos residuais com planos de fraqueza reliquiares (HUNT, 1986). Nestas condições utilizam-se os parâmetros de resistência residuais (cr e φr)

Segundo BRAND (1982) , a água infiltra com muita facilidade na maioria dos solos residuais e coluvios, podendo atingir rapidamente as condições de saturação em pequenas profundidades. Por este motivo é mais apropriado obter os valores de resistência ao cisalhamento com o corpo de prova saturado.

Atualmente há uma tendência à obtenção de parâmetros de resistência levando-se em consideração a ação da sucção matricial existente nos solos não saturados, uma vez que ela incrementa a coesão, aumentando a resistência ao cisalhamento.

Para elaboração de projetos de taludes o parâmetro sucção não é originalmente utilizado nos cálculos de estabilidade pois representa um incremento na estabilidade do talude, aumentando indiretamente o coeficiente de segurança do projeto, sendo consideradas para os cálculos sempre a pior situação que é a de saturação. Entretanto, em função do crescente interesse na análise quantitativa para previsão de escorregamentos em encostas naturais, a influencia da sucção na resistência ao cisalhamento é de suma importância, principalmente nas análises que

consideram a infiltração da chuva como agente deflagrador do escorregamento. Neste caso a perda da sucção pode ocorrer repentinamente ainda durante o evento chuvoso e causar a ruptura caso a estabilidade da encosta dependa dela.

A obtenção da resistência ao cisalhamento considerando-se a influencia da sucção é uma abordagem bastante complexa e ainda bastante discutida no meio científico, principalmente quando relacionado a ensaios de cisalhamento. Estes são em geral bastante demorados e dependem da adaptação dos equipamentos originais utilizados para ensaios de cisalhamento. Mesmo assim grandes avanços já foram realizados neste sentido, como pode ser visto nos trabalhos de HO e FREDLUND (1982), CHING et al. (1984), RÖHM e VILAR (1995), VIEIRA (1999). Os fundamentos relacionados à teoria envolvida com a influencia da sucção na resistência ao cisalhamento, bem como a instrumentação relacionada a estes ensaios já foi abordada em diversos trabalhos, dentre eles os de FREDLUND (1978), HO e FREDLUND (1982b), FREDLUND e BARBOUR (1987), FREDLUND (1995), FREDLUND (2000) , VANAPALLI e FREDLUND (2000) e REIS e VILAR (2004).

b) Pressão neutra e forças de percolação.

Em taludes naturais, grande parte das instabilizações ocorrem após períodos de chuva intensa ou estação chuvosa, demonstrando que a pluviosidade é, se não o parâmetro mais importante, o mais indispensável nas análises de estabilidade.

Ao contrário do que foi visto acima, para encostas naturalmente estáveis a instabilização depende da perda de sucção, que é influenciada diretamente pelo aumento da pressão neutra, reduzindo a sua resistência ao cisalhamento no plano de ruptura, podendo causar total perda de suporte dos solos. Além disso, o peso do material acima da superfície de ruptura é aumentado pela saturação completa ou parcial, aumentando assim as forças favoráveis a ruptura.

PATTON e HENDRON (1974), propuseram um sistema de percolação de água subterrânea, em nível regional e em materiais uniformemente permeáveis, que segue os modelos apresentados nas FIGURAS 2.9 e 2.10.

“Segundo esse modelo hipotético, a água escoa a partir de regiões mais

elevadas do relevo em direção as áreas mais baixas adjacentes, devido à diferença de energia potencial. Geralmente o fluxo é descendente nas áreas elevadas, ou áreas de recarga, e ascendente nas áreas mais baixas ou de descarga. Dessa forma verifica-se a existência de uma distribuição de pressão neutra não hidrostática nas vizinhanças das encostas, mesmo sem a presença de camadas confinantes. A presença de camadas com permeabilidade mais baixa na superfície do talude acentua a diferença

entre a distribuição real para a pressão neutra e a condição hidrostática.” (LACERDA et al., 1997, p. 382).

A

B

D

C

Figura 2.9: Sistema simplificado de fluxo de água regional em materiais uniformemente permeáveis (adaptado de PATTON & HENDRON, 1974 apud LACERDA et al., 1997)

linha de fluxo linhas equipotenciais N.A. ( a ) linha de fluxo linhas equipotenciais N.A. ( b )

Recarga de água subterrânea ( nível d'água decresce com o

aumento da profund.)

Descarga de água subterrânea ( nível d'água cresce com o

aumento da profund.)

Figura 2.10: Representação esquemática das linhas de fluxo de um talude. a ) fluxo de água considerado paralelamente ao nível de água subterrânea; b) fluxo típico em taludes naturais. (adaptado de HUNT, 1986)

Do ponto de vista específico o potencial de água no solo exerce um papel muito importante na movimentação da água no solo, sendo em geral responsável por variações significativas nos modelos de fluxo apresentados acima. Além disso, como citado anteriormente, o potencial mátrico ou sucção pode gerar um incremento na estabilidade da encosta, o que será discutido com mais detalhe adiante.