Pró-Reitoria de Graduação
Curso de Engenharia Ambiental
Trabalho de Conclusão de Curso
CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA DO TALUDE DE
SOLO RESIDUAL EM ARDÓSIA RODOVIA DF 180
SAMAMBAIA – GAMA
Autor: Silas Silveira dos Santos
Orientador: DR. Murilo Torres Gomes
Coorientador : Eng. Ambiental Paulo Sergio Pereira
Brasília - DF
2012
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CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA DO TALUDE DE SOLO RESIDUAL EM
ARDÓSIA RODOVIA DF 180 SAMAMBAIA – GAMA
Silas Silveira dos Santos
Professor Orientador – Dr. Murilo Torres Gomes
Coorientador : Eng. Ambiental Paulo Sergio Pereira
Curso de Graduação em Engenharia Ambiental – Universidade Católica de Brasília
RESUMO
A pesquisa apresenta os resultados oriundos de uma investigação dos processos de
instabilidade de talude em solo residual de ardósia, que levam à erosão e deslizamento em
rodovia. Este estudo combinou diferentes ferramentas de investigação e de caracterização
geológica – geotécnica. A pesquisa foi aplicada na rodovia DF 180 sentido Samambaia –
Gama entre os quilômetros 1 e 2, próximo ao viaduto de interseção com BR 060, DF - Brasil.
As principais etapas da pesquisa abrangeram levantamentos e ensaios de campo, realização
de ensaios laboratoriais (análise granulométrica por sedimentação, infiltração, resistência a
penetração, umidade natural e higroscópica, determinação da massa específica e limites de
consistência). Com resultados geotécnicos das duas amostras de campo dos pontos 1 e 2, foi
possível estabelecer que no ponto 1, o solo é argiloso, mais intemperizado, pouco espesso,
menos resistente e de fácil desagregação, além de ser menos duro com limite de liquidez e
plasticidade altos. Estes fatores influenciam no processo erosivo desenvolvido na trincheira
que ocorre na parte superior do talude. No ponto 2, por sua vez, o solo é residual ardósia
(saprolito), siltoso, mais resistente, menos poroso, compactado, com limite de liquidez e
plasticidade baixos. Características que produzem neste solo uma menor vulnerabilidade a
ocorrências de erosão superficial. Contudo, a elevada inclinação do talude (50°) e a alta
intensidade de chuvas aceleram o processo de ravinamento e formação de sulcos. A partir da
identificação das causas dos processos de instabilização foram sugeridas medidas preventivas
e corretivas que vão desde correção na geometria do talude (retaludamento), até a implantação
de sistemas de drenagem superficial (canaletas e escadas hidráulicas). Como também
utilização de biomantas e cobertura vegetal.
Palavras – chaves: Talude, Erosão, Deslizamento
Artigo apresentado ao Curso de Graduação em Engenharia Ambiental da Universidade Católica de Brasília,
como requisito para obtenção ao título de Bacharel em Engenharia Ambiental. O artigo foi aprovado por: Dr.
Murilo Torres Gomes – Orientador e Prof. Msc. Renata Conciani – Examinador. Brasília, 29 de novembro de
2012.
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ABSTRACT
The present research shows the results from an investigation about the instability processes on
a slope made up by residual soil originated from slate, which causes erosion and landslides on
a road. This study combined different tools of investigation and geological-geotechnical
characterization. The research was done on the DF-180 highway, towards Samambaia-Gama
between the 1 and 2 kilometers, next to the viaduct which intersects with the BR 060, in DF –
Brazil. The main research phases included field research and tests, laboratory exams (analysis
of grain size by sedimentation, infiltration, resistance to penetration, natural and hygroscopic
moisture, specific mass determination, consistence limit, liquidity and plasticity). With the
geotechnical results of the two field samples from the points 1 and 2, it was possible
determine that in the point 1, the soil is made up of clay, more weathered, less thick, less
resistant and of easy disintegration, as well is less hard and with higher plasticity and liquidity
limits. Those factors influenced for an erosive process developed on the trench that occurs on
the higher part of the slope. On the point 2, on its turn, the soil is residual slate (saprolite),
silty, more resistant, less porous, compacted, with lower liquidity and plasticity limits. Those
characteristics produce on this soil a lower vulnerability to surface erosion occurrences.
However, the higher sloping angle (50°) and the high rain intensity accelerated the erosion
process and groove formation. From the identification of the causes of the instability
processes it was suggested preventive and corrective measures which ranges from the slope
geometry readjustment (re-sloping), up to a surface draining system implantation (specific
draining grooves and hydraulic steps). It must be also used biocovers and vegetal covers
Key - words: Slope, erosion, Slip
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1.
INTRODUÇÄO
O estudo de instabilidade em taludes e encostas com a finalidade de minimizar os
processos de deslizamento e conseqüentes impactos gerados à sociedade, nas cidades
localizadas em áreas de relevo ondulado a forte ondulado (regiões serranas) e em cortes de
rodovias e ferrovias, têm adquirido significativa relevância em regiões de clima tropical. Tal
relevância deve-se à presença de formação de solos muito espessos, devido à grande
quantidade de chuvas e às temperaturas elevadas e à grande quantidade de fraturas nas rochas
que são vias que permitem a penetração da água (solução lixiviante) elevando o grau de
alteração e consequente instabilidade do sistema solo/rocha.
O estudo, em especial, dos taludes rodoviários (criados em função da implantação das
rodovias) tem se destacado, principalmente no Brasil, pois a principal forma de transporte
para o escoamento da produção agrícola, de bens e serviços é realizado por transporte
rodoviário. Assim, importantes rodovias brasileiras apresentam muitos taludes afetados por
escorregamento e diversas formas de erosões de diferentes magnitudes. Como consequência
os problemas de instabilidade vão desde escorregamentos localizados até catastróficas, que
resultam do movimento de grandes volumes de solo e de rocha, provocando danos pessoais e
econômicos, além da paralisação das atividades operacionais, e interrupção do trânsito.
(ABGE, 1998).
Taludes ou encostas naturais são definidos como superfícies inclinadas de maciços
terrosos, rochosos ou mistos (solo e rocha), originados de processos geológicos e
geomorfológicos diversos que podem sofrer
modificações antrópicas, tais como
deslizamentos e introdução de cargas. (ABGE, 1998).
Os primeiros estudos sobre escorregamentos remontam há mais de 2000 anos, em
países como China e Japão. A análise do controle de instabilidade de talude e encostas têm
seu amplo desenvolvimento com grandes obras da Geologia de Engenharia. (Augusto Filho
&Virgilio, 1998).
5
2.
JUSTIFICATIVA
O presente trabalho pesquisou o processo de instabilidade de um talude de solo
residual em ardósia, na rodovia DF 180, utilizando-se de uma investigação geológicageotécnica em escala local. Esta área foi selecionada em função deste trecho da Rodovia DF
180 apresentar um talude em solo residual com altura significativa (acima de 12 metros),
apresentando sérios problemas de instabilidade, associados a processos erosivos que, no
período chuvoso é intensificado, ocorrendo em consequência, forte carreamento de
sedimentos finos para dentro da faixa de rolamento da rodovia.
Estes sedimentos geram riscos de acidentes, atrapalham o trânsito de pessoas e
produtos, principalmente nesta região onde estão sendo criados e incentivados pelo Governo
do Distrito Federal, grandes galpões para armazenamento de cargas e produtos de
abastecimento que chegam de todas as partes do país, evitando, assim, que os caminhões
tenham que entrar na cidade de Brasília, diminuindo significantemente o tráfego de veículos
pesados e melhorando o trânsito e o consequente engarrafamento das vias de acesso à
Brasília, principalmente nos horários de pico.
No período chuvoso máquinas e caminhões são contratados pelo DER-DF
(Departamento de Estrada e Rodagem) para retirar os sedimentos depositados na pista de
rolamento da rodovia.
2.1. Objetivo da pesquisa:
A pesquisa tem como objetivo geral reconhecer os agentes, causas e condicionantes
atuantes no processo de instabilidade do solo residual por erosão hídrica no talude na rodovia
DF 180, bem como, propor ações mitigadoras.
Para atingir o objetivo principal, vários objetivos específicos necessitam ser
cumpridos, entre eles:
 Estudo de caracterização física do solo residual do talude através de ensaios
geotécnicos (granulometria, infiltração, limites de consistência, umidade natural e
higroscópica, massa específica e resistência à penetração).
 Medição das direções e índices de fraturas.
 Propor, em função dos resultados dos ensaios físicos, medidas de correção para a
mitigação dos impactos.
6
3.
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
A presente revisão bibliográfica esta dividida em duas partes, a primeira aborda alguns
conceitos e formas mais frequentes de erosões em taludes. A segunda parte diz respeito à
classificação de processos de instabilidade e fatores condicionantes.
Define-se por erosão o processo de desagregação e remoção de partículas do solo ou
de fragmentos e partículas de rochas, pela ação combinada da gravidade com água, vento,
gelo e organismos (plantas e animais) (SALOMÃO e IWASA, 1995).
Erosão pode ser entendida como o processo de desagregação, transporte e deposição
de partículas componentes do solo determinados pela ação do vento e mais especificamente,
pela água (BERTONI e LOMBADI NETO, 1993).
3.1. Formas de erosão:
Erosão pluvial por arrastamento caracteriza-se pelo deslocamento de partículas pela
ação viva das águas. Estas águas que arrastam as partículas podem ser os rios ou enxurradas.
Erosão interna (piping) ocorre internamente ao maciço de solo. Isto é, esta forma de
erosão só é percebida na superfície quando existe subsidência (recalques) de grande
magnitude devido ao afundamento dos canais formados no solo. Em geral, esta forma de
erosão é visível apenas em taludes de canais e barragens ou taludes de voçorocas.
(CONCIANI, 2008).
Erosão eólica causada pelo vento é claramente sentida nas regiões costeiras ou
desérticas onde as dunas evidenciam este processo. Entretanto, a erosão eólica está presente
em todas as regiões brasileiras. A erosão eólica ocorre também em morros e paredões
rochosos. Neste caso o vento destaca partículas de rocha e as carrega para longe do seu local
de origem. Nas grandes áreas agrícolas que estão se abrindo nos cerrados do Centro Oeste,
Norte e do Nordeste esta forma de erosão chega superar a erosão hídrica laminar.
(CONCIANI, 2008).
Erosão marinha é causada pelo impacto das águas dos mares e oceanos sobre os solos
e rochas da costa. Esta forma de erosão é acentuada nas épocas do ano em que as correntes
marinhas estão escavando o solo. Chega a ver diversas construções costeiras com bares,
restaurantes e vias sendo carregadas pelas águas. Em outras épocas a mesma área que sofreu
escavação passa a ser local de deposição de material escavado (CONCIANI, 2008).
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3.2. Classificações de processos de instabilização.
Para os escorregamentos ou movimentos de encostas, existem inúmeras classificações.
Dentre os trabalhos que tratam de forma completa a evolução, critérios e restrições dos
sistemas destacam-se o de Varnes (1958, 1978), Nieble (1976), Tuner e Schuster (1996).
Sendo a classificação de Varnes (1978) a mais utilizada.
De forma geral, as classificações baseiam-se na combinação dos seguintes critérios
básicos:
 Velocidade, direção e ocorrência dos deslocamentos;
 Natureza do material instabilizado, solo, rocha, detritos, depósitos, estrutura e
conteúdo de água;
 Geometria das massas movimentadas;
 Modalidade de deformação do movimento.
3.3. Fatores condicionantes
De forma genérica, pode-se afirmar que a deflagração das instabilizações de taludes e
encostas é controlada por uma cadeia de eventos, muitas vezes cíclico, que tem sua origem
com a formação da própria rocha e toda sua geologia e geomorfologia subsequente, como
movimentos de tectônicos, intemperismo, erosão e ação antrópica.
Guidicini e Nibele (1976) utilizam a terminologia de agentes e causas de instabilização
para discutir esses condicionantes, entendendo como causa o modo de atuação de um
determinado agente na instabilização de um talude ou encosta. Os agentes deflagradores são
divididos em predisponentes e afetivos. Os agentes predisponentes referem-se a um conjunto
de características naturais intrínsecas dos terrenos. Os agentes efetivos são diretamente
responsáveis pelo deslocamento das instabilizações do talude ou da encosta, incluindo a ação
antrópica.
Varnes (1978) discute os principais condicionantes e mecanismos de deflagração dos
escorregamentos, reconhecendo os fatores que aumentam as solicitações e os que diminuem a
resistência dos terrenos, com os respectivos fenômenos naturais e antrópico a que estão
associados tais como:
 Características climáticas, com destaque para o regime pluviométrico;
 Características e distribuição das matérias que compõe o substrato /taludes;
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 Características geomorfológicas, com destaque para a inclinação, amplitude e
forma do perfil das encostas;
 Regime das águas de superfície e subsuperficie;
 Características do uso e ocupação.
3.3.1. Água de subsuperficie
A dinâmica das águas de subsuperfícies é uma das principais responsáveis pela
deflagração dos movimentos de encosta, atuando tanto no momento das solicitações,como na
redução da resistência dos terrenos.
Erosão subterrânea retrogressiva, piping, também associada à dinâmica de águas
subsuperficiais, pode induzir à instabilização de taludes e encostas de maciços terrosos.
3.3.2. Cobertura vegetal
O papel da cobertura vegetal no balanço hídrico implica numa dinâmica da água nos
taludes e encostas naturais, condicionantes de instabilizações.
Gray e Leiser (1982) atribuem os seguintes efeitos favoráveis e desfavoráveis da
cobertura vegetal em relação à estabilidade das encostas:
3.3.2.1. Efeitos favoráveis:
Redistribuição da água proveniente das chuvas: as copas das árvores impedem, em
parte, o impacto direto da chuva na superfície do terreno diminuindo a quantidade efetiva de
água que se infiltra.
Acréscimo da resistência do solo devido as raízes: reforço mecânico e escoramento.
3.3.2.2. Efeitos desfavoráveis:
Efeito alavanca: Força cisalhante transferida pelos troncos das árvores ao terreno,
quando as copas são atingidas por ventos.
Efeito cunha: pressão lateral causada pelas raízes ao penetrar as fendas, fissuras e
canais do solo ou rocha.
9
3.3.3. Ação antrópica
O homem constitui o mais importante agente modificador da dinâmica das encostas. O
avanço das diversas formas de uso e ocupação, para áreas naturalmente suscetíveis aos
movimentos gravitacionais de massa, aceleram e ampliam os processos instabilização. As
principais interferências antrópicas indutoras de escorregamentos são apresentadas a seguir:
 Remoção da cobertura vegetal
 Execução de cortes com geometria inadequada (altura e inclinação)
 Lançamentos de entulho e lixo nas encostas
 Vibrações produzidas por tráfegos pesado.
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4.
MATERIAL E MÉTODOS
4.1. Área de estudo
A área de estudo abrange o trecho da rodovia DF180 sentido Samambaia – Gama entre
os quilômetros 1 e 2, próximo ao viaduto de interseção com BR 060.
Figura 1 – Imagem satélite (Google Earth-2010) e Arcgis 2010
O Distrito Federal apresenta uma série litológica bastante antiga, Grupo Paranoá
datado do Proterozoico Médio (1350 a 950 milhões de anos) (FARIA, 1995). Esse Grupo é de
formação detrítica deposicional de origem marinha rasa, apresentando uma espessura média
de 1.600 m, limitando-se com o Grupo Bambuí no topo e com Grupo Araí na Base (FARIA,
op.cit). Sobre o aspecto geomorfológico quatro unidades caracterizam a área: Pediplano
Contagem / Rodeador; o Pediplano de Brasília; Depressão Interplanaltica Pediplana; e
Planícies Aluviais e Alveolares (CODEPLAN, 1984).
De acordo como a classificação de koppen, o clima da região é o tropical com a
concentração da precipitação pluviométrica no período de verão. Os meses mais chuvosos são
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novembro, dezembro e janeiro, sendo que a época de seca ocorre nos meses de inverso, ou
seja, de julho a agosto (CODEPLAN,1984).
Os solos da região possuem diversas variações do Latossolo Vermelho-Escuro, do
Latossolo Vermelho-Amarelo, do Podzólico Vermelho-Amarelo equivalente eutrófico, de
terra roxa estruturada similar, do Cambissolo, de Solos Aluviais, de Solos Hidromórfico, de
Laterita, Hidromorfita, de Podzol Hidromórfico, de Areia Quartzosa e de Brunizem
Avermelhado (EMBRAPA, 1978).
4.2. Descrição dos ensaios em campo
As amostras de solo foram coletadas por meio de trado manual em dois pontos, no
ponto 1 ao topo do talude correspondente ao Cambissolo, final do horizonte B. Neste ponto os
primeiros 50 cm não foram coletados por não apresentar a camada superficial, sendo
coletadas amostras de 0,5 m até 1,10 m. No ponto 2 foi coletado na parte inferior do talude,
solo residual de ardósia, correspondo ao Cambissolo, horizonte C. Foram descartados
amostras até 50 cm e coletou-se a amostra de 0,5 m até 1,20 m (Figura 02).
Figura 2 - imagem satélite (GoogleEarte-2010)
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Foram também realizados os ensaios penetração através do método Stolf
(penetrômetro de impacto agrícola, modelo IAA/ Planalsucar-Soft, padronizado pela
American SocietyofAgricultural Engeneers e o de infiltração superficial, utilizando o método
de infiltração pelo infiltrômetro de anel.
4.3. Amostragem de análises em laboratório
A caracterização física das amostras foi realizada através de metodologias definidas
pelas normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). As análises das
amostras são descritas pela norma em relação aos respectivos ensaios; coleta de amostra para
ensaio de compactação e sondagem a trado NBR (9603/86); Preparação para Ensaio de
Compactação e Ensaio de Caracterização (NBR 6457/86); Análise de Granulometria NBR
7181/84; Determinação da Massa Específica (NBR 6508/84); Determinação do Limite de
Liquidez (NBR 6459/81); Determinação do Limite de Plasticidade (NBR 7180/81);
Determinação de Umidade Natural e Higroscópica (NBR 6457).
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5.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1. Resultados
Os resultados de ensaios geotécnicos de campo (infiltração superficial e resistência a
penetração) e laboratório (análise granulométrica por sedimentação com defloculante,
umidade natural e higroscópica, determinação da massa especifica, limites de consistência).
Estudados dos pontos (1 e 2 ) estão descritos abaixo.
5.1.2. Umidade natural do solo
Os valores de umidade natural para os pontos 1 e 2 são respectivamente 31,72% e
11,29%.
5.1.3. Umidade higroscópica do solo
Os valores de umidade higroscópica para os pontos 1 e 2 são respectivamente 12,73%
e 0,52%
5.1.4. Ensaio granulométrico por sedimentação com defloculante.
Figura 3 - Graficos dos ensaios de granulometria dos pontos 1 e 2
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Parâmetros para o cálculo da composição granulométrica – NBR 6502/1995
Fração
Diâmetro
Pedregulho Grosso
20 < d <60 mm
Pedregulho médio
6 < d < 20 mm
Pedregulho Fino
2 < d < 6 mm
Areia Grossa
0,6 < d < 2 mm
Areia Média
0,6 < d < 0,2 mm
Areia Fina
0,2 < d < 0,06 mm
Silte
0,06 < d < 0,002 mm
Argila
d < 0,002 mm
Tabela 1 - Resumo da análise granulométrica
Granulométrica (%)
Pontos
(Ponto 1)
(Ponto 2 )
Pedregulho
0
2
Areia
5
3
Silte
40
90
Argila
55
5
Total
100
100
Figura 4 – Classificação textural dos solos (Vargas, 1978)
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5.1.5. Resistência a penetração
Figura 5 Resistência à pentração dos pontos 1 e 2
A Figura 5 apresenta o comportamento de resistência dos dois pontos ensaiados. O
ponto 1 apresenta uma variação menor da resistência a penetração, aproximadante 10
impactos/dm para cada 5 cm de profundidade. Já o ponto 2 apresenta uma resistência maior
com valores próximos à 20 impactos/dm para cada 5 cm de profundidade.
TAXADE INFILTRAÇAO (Cm/mim)
5.1.6. Ensaio de infiltração pelo infiltrômetro de anel
0.0035
0.003
0.0025
0.002
PONTO 1
0.0015
PONTO 2
0.001
0.0005
0
0
10
20
TEMPO (mim)
30
Figura 6 - Resultado do ensaio de infiltração pontos 1 e 2
40
50
16
A Figura 6 apresenta os resultados de infiltração dos ensaios realizados nos pontos 1 e
2. Ambos os pontos apresentam uma taxa de infiltração maior nos primeiros 5 minutos dos
ensaios e permanecem com valores decrescentes de infiltração ao longo período mensurado.
Observa-se que ambas infiltrações são baixas, contudo, o solo residual de ardósia
apresenta ainda menor infiltração com relação ao ponto 1.
5.1.7. Ensaio de limites de consistência – Ensaio de limite de liquidez (LL)
Figura 7 - Resultado do ensaio do limite de liquidez pontos 1 e 2
O gráfico apresentam resultados dos limites de liquidez (LL) para o ponto 1 de 52,8%
e para o ponto 2 de 37%de umidade.
5.1.8. Ensaio de limites de consistência - Ensaio de limite de plasticidade (LP)
Tabela 2: Resultados de limite plasticidade
Análises
1
2
3
Limite de
plasticidade (%)
Ponto 1
35,34
34,65
34,61
34,87
Ponto 2
20,10
21,99
21,59
21,22
O limite de plasticidade é definido como o menor teor de umidade com o qual se
consegue moldar um cilindro com 3 mm de diâmetro, rolando-se o solo com a palma da mão.
O procedimento é padronizado no Brasil pelo método NBR 7180. (PINTO, 2006). É uma
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importante propriedade para as argilas (solos de textura fina). Na Tabela 2 os valores de
umidade para o ponto 1 é de 34,87 %e do ponto 2 é de 21,22.%.
5.1.9. Índice de plasticidade
Conhecido o limite de plasticidade (LP) e o limite de liquidez (LL) podemos
caracteriza-se os pontos determinando o Índice de plasticidade (IP) como também as frações
finas (silte e argila) tendo como referência a carta de plasticidade (Figura 8).
A diferença entre a umidade do limite de liquidez e o de plasticidade indica a faixa de
valores em que o solo é caracterizado como altamente plástico, é definida pela equação:
IP = LL- LP
Tabela 3- Classificação dos solos em função do índice de plasticidade
Índice de plasticidade
Ponto 1
Ponto 2
17,93 %
15,78%
Tabela 4 Classes de solos conforme o índice de plasticidade (IAEG, 1979)
Classes
Índice de plasticidade
Termo
1
<1
Não plástico
2
1- 7
Levemente plástico
3
7 - 17
Moderadamente
4
17 - 35
Altamente plástico
5
>35
Extremamente plástico
Na classificação dos solos Tabela 4, conforme o índice de plasticidade, o ponto 1 é
classificado como Altamente plástico. O ponto 2 é classificado como Moderadamente
plástico.
18
5.1.10. Carta de plasticidade
A Figura 8 mostra o posicionamento do solo estudado na carta de plasticidade. Para
fazer a classificação do solo basta a localização dos pontos correspondentes ao par de valores
IP e LL na carta de plasticidade. Observa-se que os mesmos situam-se próximos da Linha A.
O ponto 1 é classificado como argilas orgânicas e siltes orgânicos altamente plásticas OH
(orgânico de alta compressibilidade). O ponto 2 é classificado como argilosas inorgânicas de
mediana plasticidade CL (argila de baixa compressibilidade).
Figura 8 – Carta de plasticidade para classificação de solos finos pelo SUCS (VARGAS, 1978)
5.1.11. Índices de consistência
O estado de consistência de um solo depende de vários fatores do ambiente, dentre
eles a umidade. Solos diferentes têm consistências diferentes para um mesmo teor de
umidade, e a especificação deste teor, juntamente com a mineralogia dos solos, dá informação
sobre os tipos de solos e seu provável comportamento.
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O índice de consistência é calculado a partir da umidade natural e dos limites de
consistência. Conforme a Equação proposta por Terzaghi:
IC = LL –w
LL - LP
Quando o teor de umidade é igual ao LL, IC =0. À medida que o ter de umidade
diminui , IC aumenta, ficando maior que 1 quando a umidade fica menor do que o LP.
Tabela 5 - Resultado de consistência das argilas conforme ABNT –NBR 6502
TERMO
INDICE
DE
PONTO 1
PONTO 2
1,17
1,62
CONSISTENCIA
Muito mole
<0
Mole
0 – 0,5
Média
0,5- 0,75
Rija
0,75- 1,0
Dura
>1
Os dois solos apresentaram valores de consistência Dura.
5.2. Discussão
A curvas granulométricas Figura 3 e a classificação textural Figura 4 apresentam a
distribuição e consequente textura diferentes para os pontos 1 e 2. O ponto 1 revela-se textura
argilosa, isto significa que, neste ponto, encontra-se um material mais intemperizado, por
estar na parte final do horizonte B, localizado na parte superior do talude. O ponto 2,
demonstra-se, textura siltosa, conforme Figura 4, sendo material residual de ardósia
correspondente ao horizonte C, sendo este menos intemperizado quando comparado ao ponto
1.
A resistência à penetração, como se verifica na Figura 5, tem relação direta com a
densidade do solo e inversamente com o conteúdo de água. No ponto 1 o solo encontra-se
com característica mais porosa e argilosa, menos compactado e mais maleável, com maior
infiltração de água, apresentando maiores valores de umidade LL e LP, o que diminui a
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resistência à penetração do equipamento. Em relação ao ponto 2, ocorre uma resistência maior
visto que o solo encontra-se mais compactado, com menos infiltração de água. Apresenta-se
maior conteúdo de silte, por isso, atribui-se mais resistência à penetração, sendo necessária
maior quantidade de impacto à medida que aumenta a profundidade. Neste ponto apresentam
estas características em função de ser um solo residual de ardósia, ou seja, possui ainda
minerais primários preservados, quase nenhuma porosidade.
O resultado da Figura 6 demonstra que o ponto 1 possui uma taxa de infiltração maior
a longo do período mensurado. O mesmo apresenta uma elevada absorção de água nos
primeiros minutos e vai decrescendo ao longo do tempo, isso ocorre devido o solo ser fino,
permeável e menos compactado. No ponto 2 ocorre uma expressiva taxa de infiltração nos
instantes iniciais e se mantém constante com valores bem baixo de infiltração durante todo o
período restante. Neste ponto observa-se um solo siltoso, duro e menos permeável o que
dificulta a infiltração da água.
O gráfico da Figura 7 apresenta-se o limite de liquidez (LL) para o ponto 1 igual a
52,8% e para ponto 2 igual a 37%. A amostra 1corresponde ao teor de umidade limite maior
que da amostra 2antes do solo entrar no estado líquido, ou seja, teor de umidade acima do
qual o solo passa do estado plástico para o líquido.
A Tabela 2 mostra a média entre os valores dos limites de plasticidade das amostras 1
e 2 . O ponto 1 possui limite de plasticidade mais elevado, isso indica maior dificuldade desta,
para passar do estado semi-solido para plástico e de ser moldado sem variação do volume,
revela-se maior teor de argila tornando a amostra mais úmida e compressiva. O ponto 2 possui
uma porção maior de silte e limite de plasticidade mais baixo, o que indica menor quantidade
de umidade para passar do estado semi-solido para plástico.
A Tabela 3 mostra o índice de plasticidade das duas amostras. Tal índice é muito útil
para classificação de solos finos, bem com para aferir o grau de compressibilidade da argila.
O ponto1 apresentou-se 17,93 e o ponto 2 15,78, valores estes que de acordo classificação
dos solos Tabela 4, conforme o índice de plasticidade o ponto 1 é classificado como
Altamente plástico e o ponto 2 é classificado como Moderadamente plástico.
Na carta de plasticidade Figura 8 a amostra de solo do ponto 1 é classificado como
argilosas orgânicas e siltes orgânicos altamente plásticas e o campo de argilas orgânicas OH
(solo orgânico de alta compressibilidade). O ponto 2 é classificado como CL (argila de baixa
compressibilidade) argilosas inorgânicas de mediana plasticidade.
21
5.2.1 Processo erosivo
Na parte superior, à direita do talude em estudo, apresenta-se um processo avançado
de erosão na trincheira. A ocorrência deste processo é atribuída à inclinação do talude, direção
perpendicular das fraturas, somado à falta de cobertura vegetal, e principalmente às
características que este solo apresenta: argiloso, úmido, menos resistente, poroso, frágil, de
fácil desagregação como demonstram os resultados. A falta de drenagem para o
direcionamento e dissipação da energia das águas pluviais aumenta o processo de carreamento
podendo avançar para níveis mais avançado, como erosão em sulcos e até mesmo voçorocas.
Como mostra a Figura 9.
Figura 9- processo erosivo, à direita do talude em estudo
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6.
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Com os dois pontos geotecnicamente analisados, foi possível estabelecer que: no
ponto 1 o solo é mais susceptível a erosão por apresenta uma inclinação acentuada de 50°do
topo a base do talude, o solo é argiloso, mais intemperizado, pouco espesso, menos resistente
e de fácil desagregação, menos duro, com limite de liquidez e plasticidade altos. Estes fatores
influenciam para processo de carreamento que vem ocorrendo na trincheira na parte superior
do talude.
No ponto 2 o solo é residual de ardósia (saprolito), siltoso, mais resistente, menos
poroso, compactado, com limite de liquidez e plasticidade baixa. Características que produz
neste solo uma menor vulnerabilidade a ocorrências de erosão superficial, contudo a elevada
inclinação do talude (50°) e a alta intensidade de chuvas aceleram o processo de carreamento
e formação de sulcos.
Com os resultados dos ensaios geotécnicos dos pontos 1 e 2 foi possível concluir que
os processos de erosão e de escorregamentos identificados,estão diretamente ligados:à
combinação das característica naturais do solo (umidade, textura e estrutura, resistência,
capacidade de infiltração, índices de consistência); à direção das fraturas de 290° a 110°em
direção perpendicular a seção do talude, inclinação acentuada e ocorrência de chuvas.
À partir das análises geotécnicas do talude é possível sugerir soluções geotécnicas
preventivas e corretivas levando em consideração as características do solo, o custo, eficiência
e benefício para cada medida:
1 – Correção da geometria (retaludamento ) – É um método simples e barato de
estabilizar taludes. É realizado através de cortes que minimizam a inclinação resultando em
uma benéfica alteração do estado de tensões atuantes no maciço, além de reduzir a velocidade
do escoamento superficial do topo até a base;
2 - Implantação de drenagem superficial com canaletas e escadas hidráulicas -este
tipo de controle deve ser feita na parte superior do talude para as camadas mais baixas, a fim
de reduzir o processo erosivo. É importante seguir as linhas naturais do curso d’água
harmonizando com as feições do terreno destinado a captar o escoamento superficial. As
canaletas de drenagem devem ter capacidade suficiente para suportar as taxas de escoamento
superficial de pico. Enquanto que as escadas servem para dissipar a velocidade do escoamento
superficial reduzindo a ação da água no solo;
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3 - Cobertura vegetal – implantação de especiais edáficas para aumentar a resistência
do solo pela presença das raízes, aumentando a capacidade de infiltração e proteger a camada
do solo contra a erosão superficial;
4– Biomantas - Utilização de mantas biodegradáveis produzido com fibras de coco,
método de revestimento utilizado em talude quando a inclinação é acentuada, permite o
desenvolvimento da vegetação, dispensa mão de obra qualificada e equipamento sofisticados,
além de permitir o desenvolvimento da vegetação e aumentar a infiltração.
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