características geotécnicas dos solos residuais de ... ?· arenoso próximo ao topo do perfil....

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  • Caractersticas Geotcnicas dos Solos Residuais de Curitiba e RMC

    Roberta Bomfim Boszczowski e Laryssa Petry Ligocki

  • MAPA GEOLGICO

  • CARACTERSTICAS REGIONAIS

    Rochas do embasamento: condies muito boas de estabilidade; permitem a realizao de cortes elevados e

    subverticais; costumam se apresentar pouco fraturadas;

    Zonas de falha (intenso cisalhamento dctil) Borda da bacia, maior faturamento e,

    consequentemente piores condies de estabilidade.; Alta densidade de planos de fraqueza estrutural

    dispostos em vrias direes.

  • CARACTERSTICAS REGIONAIS

    Migmatitos homogneos: Quartzo, microclcio, plagioclsio; Aspecto granitide e granulao grossa; Pronunciada foliao metamrfica; Ombricadas tectonicamente com outras litologias xistos,

    anfiblitos e quartzitos.

    Diques bsicos: Diabsios; Plagioclsios, piroxnios, xidos de Fe.

  • MIGMATITOS E GNAISSES DO EMBASAMENTO

  • MIGMATITOS E GNAISSES DO EMBASAMENTO

  • MIGMATITOS E GNAISSES DO EMBASAMENTO

  • MIGMATITOS E GNAISSES DO EMBASAMENTO

  • MIGMATITOS E GNAISSES DO EMBASAMENTO

  • SOLOS RESIDUAIS

    Migmatito: ocorrncia de areia siltosa ou silte arenoso prximo ao topo do perfil. Em pores intermedirias do perfil de intemperismo geralmente h um predomnio de argila siltosa, normalmente com areia em menor proporo.

    Diabsios: os solos residuais so mais argilosos.

  • PERFIL DE INTEMPERISMO

    SPT

    Profundidade de 4 a 20 metros (mdia 12).

    NA pode variar de zero a 15 metros, estando com maior frequncia entre 2 e 5 metros.

  • PERFIL DE INTEMPERISMO

  • FEIES OBSERVADAS

    solo granular de textura arenosa, grandes gros de quartzo e feldspato

    manchas ferruginosas de textura mais fina, planos de fraturas reliquiares

  • FEIES OBSERVADAS

    Solo de colorao amarela e de textura siltosa

    Intercala-se a colorao amarelo claro com colorao branca e amarelo escuro

  • FEIES OBSERVADAS

    solo siltoso com colorao alaranjada

    veios de mangans orientados, superfcies preferenciais de ruptura

  • FEIES OBSERVADAS

    Solo vermelho de textura silto-argilosa

    eventuais fraturas reliquiares impregnadas por xido de ferro e concrees de carbonatos

  • FEIES OBSERVADAS

    solo superficial de cor marrom, textura silto-argilosa

    eventualmente com a presena de razes

  • FRAES CONSTITUINTES

    0,0

    2,0

    4,0

    6,0

    8,0

    10,0

    12,0

    0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

    Prof

    undi

    dade

    (m)

    Fraes (%)

    Pedregulho

    Areia

    Silte

    Argila

    Areia

    Silte Argila

    Pedregulho

  • CONDIES NATURAIS

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20

    Prof

    undi

    dade

    (m)

    Massa especfica natural (g/cm)

    ndice de vazios

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    0,0 0,5 1,0 1,5 2,0

  • CARTA DE PLASTICIDADE

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    0 10 20 30 40 50 60 70 80

    ndi

    ce d

    e Pl

    astic

    idad

    e (%

    )

    Limite de Liquidez (%)

    LINHA A

    LINHA B

    ML

  • CA

    RA

    CT

    ER

    IZA

    O Q

    UM

    ICA

    Rocha: plagioclsio (albita), microclina (feldspato potssico) e biotita;

    Caulinita, ilita e quartzo: minerais mais constantes em todo o perfil;

    Solos mais intemperizados : ons H+ e Al+3 ;

    Solos menos intemperizados: ons bsicos, tais como Ca+2 e Mg+2;

    A acidez comum em todas as regies onde a precipitao suficientemente elevada para lixiviar quantidades apreciveis de bases permutveis . Elas so substitudas por elementos acidificantes como o hidrognio, o mangans e o alumnio.

  • CA

    RA

    CT

    ER

    IZA

    O Q

    UM

    ICA

    Teor de clcio e magnsio s relevante nos solos Amarelo e Branco;

    Os teores de Al+3, H+ aumentam com o intemperismo;

    Formao de xidos e argilominerais.

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00

    Pro

    fun

    did

    ad

    e (m

    )

    (mE/100g)

    H+ e Al+3

    Mg+2 e Ca+2

    pH = 6

    pH = 4

  • INTEMPERISMO

    Teor de SiO2 mais alto em solos jovens que em solos maduros;

    Teores de Fe2O3 e Al2O3 praticamente dobram dos solos jovens ao solos maduros;

    xidos de ferro e alumnio so responsveis pela cimentao do material.

  • FLOCULAO PARTCULAS FINAS E

    AGLOMERADOS

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    0,001 0,01 0,1 1 10 100

    % P

    assa

    ndo

    Dimetro das Partculas (mm)

    Hexametafosfato

    gua

    Solo Jovem

    Solo Maduro 0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    0,001 0,01 0,1 1 10 100

    % P

    assa

    ndo

    Dimetro das Partculas (mm)

    Hexametafosfatogua

  • DISTRIBUIO DE POROS

    0%

    5%

    10%

    15%

    20%

    25%

    30%

    35%

    40%

    45%

    0,001 0,010 0,100 1,000 10,000 100,000 1000,000

    Volu

    me

    inje

    tado

    /Vol

    ume

    tota

    l

    Dimetro dos poros (m)

    Solo Maduro

    Solo Jovem

  • CURVA CARACTERSTICA Solos maduros: curva de reteno em forma de

    sela.

  • COMPRESSIBILIDADE AMOSTRAS INDEFORMADAS

    0,00

    0,10

    0,20

    0,30

    0,40

    0,50

    0,60

    0,70 10 100 1000 10000

    e

    / e0

    Presso (kPa)

    Solo Jovem com feies reliquiares

    Solo Jovem

    Solo Maduro

  • COMPRESSIBILIDADE X ESTRUTURA

    Solo Jovem 0,00

    0,10

    0,20

    0,30

    0,40

    0,50

    0,60 10 100 1000 10000

    e

    / e0

    Presso (kPa)

    Desestruturado

    Indeformado

  • COMPRESSIBILIDADE X ESTRUTURA Solo Maduro

    0,00

    0,10

    0,20

    0,30

    0,40

    0,50

    0,60

    0,70

    0,80 10 100 1000 10000

    e

    / e0

    Presso (kPa)

    Desestruturado

    Indeformado

  • COMPRESSIBILIDADE

    y = 0,9766x + 0,6022 R = 0,87995

    0

    0,2

    0,4

    0,6

    0,8

    1

    1,2

    1,4

    1,6

    0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

    nd

    ice

    de

    Va

    zio

    s

    ndice de Compresso

  • COMPRESSIBILIDADE X SATURAO

    0,20

    0,30

    0,40

    0,50

    0,60

    0,70

    0,80

    0,90

    1,00

    1,10

    10 100 1000 10000

    e/

    e 0

    Presso (kPa)

    Ensaio 4 - 50 kPa Ensaio 1 - 50 kPa Ensaio 2 - 50 kPa Ensaio 3 - 50 kPa Ensaio inundado

  • COMPRESSO UNIAXIAL

    0,73

    0,74

    0,79

    0,76

    0,83

    0,82

    0,840,92

    0,98

    1,08

    1,12

    1,10

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

    Resi

    stn

    cia (k

    Pa)

    Teor de umidade gravimtrica (%)

    LPLC

    Solo compactado Teor de argila em torno de 25% Resistncia mxima em torno do LC

  • COMPRESSO UNIAXIAL ESTRUTURA - HETEROGENEIDADE

    Indeformado Compactado

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

    Res

    ist

    ncia

    c

    ompr

    ess

    o (k

    Pa)

    Suco matricial (kPa)

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

    Suco matricial (kPa)

  • RESISTNCIA COMPRESSO UNIAXIAL

    y = 4,8821x + 33,695 R = 0,94467

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

    0 5 10 15 20 25 30

    Res

    ist

    ncia

    c

    ompr

    ess

    o si

    mpl

    es (k

    Pa)

    Teor de argila (%)

  • RESISTNCIA COMPRESSO

    Solos indeformados: grande disperso de valores devido ao intemperismo, rocha me, cimentao;

    Ausncia de retrao com a secagem dos corpos-de-prova;

    Solos compactados: aumento da resistncia com a suco;

    Valor mximo ao redor do limite de contrao;

    Alta relao da resistncia com o teor de argila: solos compactados x solos indeformados.

  • RE

    SIS

    T

    NC

    IA A

    O C

    ISA

    LH

    AM

    EN

    TO

    N

    O D

    RE

    NA

    DO

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    0 2 4 6 8 10 12

    Tens

    o c

    isal

    hant

    e / t

    ens

    o ef

    etiv

    a in

    icia

    l

    Deformao axial (%)

    20 kPa 200 kPa 400 kPa

    -1,5

    -1

    -0,5

    0

    0,5

    1

    1,5

    0 2 4 6 8 10 12 Varia

    o

    de p

    oro-

    pres

    so

    / te

    nso

    efe

    tiva

    inic

    ial

    Deformao axial (%)

  • TENSO DE CEDNCIA

    0,00

    0,20

    0,40

    0,60

    0,80

    1,00

    1,20

    1,40

    1,60

    0

    30

    60

    90

    120

    150

    180

    210

    240

    270

    300

    330

    360

    0 1 2 3 4 5

    Def

    orm

    ao

    radi

    al (%

    )

    Tens

    o c

    isal

    hant