CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
224
CAPITULO 5 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS
CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA 5.1 – Introdução
Este capítulo tem por objetivo apresentar e discutir os resultados,
provenientes dos ensaios realizados em campo na área experimental localizada
no bairro do Ibura e em laboratório, no Laboratório de Solos e Instrumentação da
UFPE, complementando as descrições dos procedimentos apresentadas no
Capítulo 4, referente à caracterização Geológica – Geotécnica de forma a permitir
uma avaliação precisa das perdas de solo pela erosão hídrica. Desta forma, neste
capítulo serão apresentados e discutidos os resultados obtidos nos ensaios de
caracterização, ensaios de permeabilidade, ensaios mineralógicos, químicos,
ensaios edométricos, cisalhamentos convencional e com sucção controlada. A
estrutura do solo também será analisada com base na microscopia eletrônica de
varredura. No final do capítulo será apresentada uma síntese dos resultados
obtidos com os ensaios realizados, para um melhor direcionamento na obtenção
dos parâmetros que identifiquem melhor o processo erosivo.
5.2 – Investigação Geotécnica de Campo 5.2.1 - Sondagem de simples reconhecimento com determinação do SPT
Foram realizadas quatro sondagens de simples reconhecimento, conforme
descrito no Capítulo 4 (item 4.2.4.1), duas na parte de cima da encosta, pontos
SPT-1 e SPT-4, e SPT-3 e SPT-2 na parte de baixo da encosta. Foram
determinados ainda durante as sondagens SPT, perfis de umidade, sendo
retiradas 3 amostras de solo a cada 0,5m de profundidade. O material foi colocado
em cápsulas e em seguida vedado e armazenado para ser levado ao Laboratório
de Solos e Instrumentação da UFPE. Nas figuras 5.1 a 5.4 são apresentados os
perfis geotécnicos das quatro sondagens executadas no Bairro do Ibura,
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
225
localidade Três Carneiros, mostrando a descrição geológica e as frações do solo.
Nas Figuras A.1 a A.4 do Anexo A são apresentadas os limites de liquidez, as
densidades e os perfis de umidade determinados durante as sondagens SPT.
Mais adiante são apresentados e discutidos resultados de perfis de umidade
realizados a partir de sondagens a trado, realizadas a cada quatro meses
aproximadamente, que tivera como objetivo acompanhar a variação da umidade
nas diferentes estações do ano.
Em geral como se pode observar nas figuras 5.1 a 5.4 e A.1 a A.4
(mostradas no Anexo A), essas ilustram os perfis do subsolo, além de apresentar
as fotos do perfil mostrando as diferenças de coloração ao longo da profundidade.
Os valores do índice de resistência à penetração apresentaram-se praticamente
constantes ao longo do perfil, não sendo observado crescimento considerável até
em torno de um metro e meio, a partir daí pode-se observar um crescimento até
em torno dos 4,0 metros para em seguida decrescerem. Nas sondagens foi
observado os menores valores de NSPT nas camadas superficiais, 5 golpes a 0,5 m
de profundidade no ponto SPT-1 e SPT-2 e 8 golpes na mesma profundidade no
ponto SPT-03, já o ponto SPT-04 apresentou 5 golpes na profundidade de 1,0 e 4
golpes na profundidade de 1,5m. O maior valor de 30 golpes foi observado apenas
a 4,0 m de profundidade no ponto SPT-1, os maiores valores dos demais furos
(SPT-2, SPT-3 e SPT-4) foram de 29, 29 e 26 respectivamente para as
profundidades de 4,0, 3,0, e 4,0m. Esses resultados demonstram a fragilidade
dessas camadas superficiais dos solos estudados quanto à resistência ao
processo erosivo e como o processo de ocupação antrópica pode influenciar
negativamente. A encosta estudada apesar de se encontrar com baixa ocupação
urbana, tem se configurado como vetor de expansão irregular no local. Com o
aumento de fatores predisponentes tais como o impulsionamento do aumento da
densidade populacional, a freqüência de cortes e aterros que também tem
aumentado consideravelmente, bem como os focos de lançamento de lixos e água
servida nessa área estudada, vêm tornando-a cada vez mais suscetível aos
processos de instabilização do solo.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
226
Figura 5.1 – Perfil Geotécnico – Ponto SPT-1
Figura 5.2 – Perfil Geotécnico – Ponto SPT-2
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
227
Figura 5.3 – Perfil Geotécnico – Ponto SPT-3
Figura 5.4 – Perfil Geotécnico – Ponto SPT-4
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
228
As figuras 5.5 e 5.6 apresentam as seções geológica-geotécnica das quatro
sondagens realizadas na área experimental. O substrato geológico da área foi
identificado como pertencente à Formação Barreiras, de acordo com os perfis de
sondagens os solos possuem tonalidades com coloração viva e variando desde
vermelhas escuras, amareladas, róseas até brancas. A encosta em estudo é
composta por sedimentos areno-síltico-argilosos, de canal fluvial, típicos de
depósitos por enxurradas. Foram identificadas ainda camadas com concreções
ferruginosas como será apresentado no item 5.10 (Análise Mineralógica). A
encosta apresenta forte declividade, comumente superior a 20% como pode se
observar no item B.1.4.3 (experimento sob chuva simulada) (declividade variando
de 21,8º a 36,13º) do Anexo B. Os perfis de solo na parte superior da encosta
SPT-1 e SPT-4 através das sondagens de simples reconhecimento apresentam
superficialmente com uma pequena camada de 30 cm, constituída por uma areia
fina a média siltosa pouco argilosa e pouco compacta, com presença de restos de vegetais, o que não foi observado nas sondagens realizadas nas cotas mais
baixa.
Com relação aos fatores ditos predisponentes à instabilização da encosta, a
vegetação atua como fator positivo, favorecendo a estabilidade através de um
reforço causado por suas raízes superficiais (gramíneas) e subsuperficiais (de
árvores de grande porte) logo essa presença de solo orgânico e vegetação
superficial é benéfica. Entretanto, com fortes chuvas nessas áreas que
apresentam grande diferença de cota o processo de lixiviação faz com que as
raízes de grandes árvores fiquem expostas e em algumas árvores ficarem
instáveis podendo vir a cair e atingir alguma moradia. O revolvimento do solo
induzido pelo fator antrópico também pode contribuir para a ação erosiva. Com o
aumento desses fatores predisponentes se faz necessário, prioridades da ação do
poder público nos assentamentos já existentes e mais fiscalizações a fim de
impedir o aumento do adensamento da população nessa área.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
229
CO
TA (m
)
Figura 5.5 – Seção longitudinal – Pontos: SPT-1 – SPT- 2
CO
TA (m
)
Figura 5.6 – Seção longitudinal – Pontos: SPT-4 – SPT- 3
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
230
5.2.2 – Perfis de Umidade
O movimento da água no solo é um processo essencialmente contínuo.
Contudo, para fins de análise, são identificadas várias fases e estados desse
movimento, a saber: a infiltração no solo, o armazenamento, a drenagem, a
evaporação e a absorção pelas plantas. O movimento da água controla a dinâmica
dos elementos químicos que intervêm nos processos de formação e evolução dos
solos, na disponibilidade de nutrientes para as plantas e na satisfação da
demanda hídrica. Por sua vez, esse movimento depende das características
físico-químicas do solo, tais como, textura, estrutura e teor de matéria orgânica
(NETTO et al., 2000).
A camada de solo que se situa entre a atmosfera e a litosfera resulta de
inúmeras combinações de fatores, tais como clima, tempo e relevo, e de
processos, tais como remoção, adição, transporte e transformações, atuando
sobre os materiais de origem, rocha e sedimentos, condicionando as variedades
de solos que formam a espessura dos horizontes ou camadas que representam o
perfil desse solo. Os processos de transformações químicas, físicas e biológicas
associados aos processos antrópicos, pode compactar o solo e diminuir a
porosidade e a infiltração da água no solo aumentando a vazão nas encostas para
as cotas mais baixas, carreando os sedimentos.
A variação da umidade com a profundidade, conforme descrito
anteriormente foi determinada durante as sondagens de simples reconhecimento
(SPT), ensaios de permeabilidade com o Guelph e durante as sondagens a trado
(a cada quatro meses) acompanhando as variações sazonais de umidade sofridas
nas diversas estações climáticas. Os resultados dos perfis de umidade obtidas
através de sondagens a trado estão mostrados na Figura 5.7.
Em geral pode se observar que as umidades tendem a decrescer à medida
que a profundidade aumenta. Para as profundidades onde foram determinadas as
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
231
umidades ocorrem variações sazonais, sendo a camada considerada como ativa,
ou seja, o processo de umedecimento não segue o padrão de equilíbrio. Nos
Pontos P-01 (na proximidade da Trincheira 1) e P-02 (proximidade da Trincheira 2)
apresentados na Figura 5.7a e b, pode-se verificar respectivamente que as
umidades decrescem com a profundidade, com valores mais elevados, 12,75% e
12,65% no período chuvoso (jul/2007) e menores valores durante o verão, 4,95%
(fev/2006) e 3,45% (nov/2006). Pode-se observar que estes valores estão de
acordo com os valores fornecidos pelo INMET – Instituto Nacional de
Meteorologia, Capítulo 4 (item 4.2.6).
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
0 5 10 15
Umidade (%)
Prof
undi
dade
(m)...
..
set/2005 dez/2005fev/06 mai/2006ago/2006 nov/2006jan/2007 abr/2007jul/2007 out/07dez/2007
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
0 5 10 15
Umidade (%)
Prof
undi
dade
(m)...
..
set/2005 dez/2005fev/2006 mai/2006ago/2006 nov/2006jan/2007 abr/2007jul/2007 out/2007dez/2007
a) b) Figura 5.7 – Perfis de Umidade – a) Ponto P-01; b) Ponto P-02.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
232
5.2.3 – Ensaios de Condutividade Hidráulica Ghelph
O conhecimento da condutividade hidráulica dos solos com a utilização do
permeâmetro Ghelph tem sido de grande importância em diversos estudos
geotécnicos por sua praticidade e é relativamente grande o número de trabalhos
com uso deste ensaio.
De acordo com a metodologia descrita no Capítulo 4 a avaliação da
condutividade hidráulica não saturada “in situ” foi realizada a partir do ensaio com
o permeâmetro Guelph (Figura 5.8). Esses ensaios foram realizados em três
pontos do local da encosta, ponto P-1, P-2 e P-3 (os dois primeiros na parte de
cima da encosta e o último na parte de baixo) a cada 0,5 m atingindo 2,0 m de
profundidade.
Figura 5.8 – Ensaio de campo Guelph
Os resultados dos ensaios de permeabilidade e das umidades iniciais, nos
pontos P-1, P-2 e P-3 estão apresentados resumidamente na Tabela 5.1.
Observa-se um pequeno decréscimo da condutividade hidráulica com a
profundidade nos pontos estudados. Os resultados variaram de 1,70 x 10-5m/s a
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
233
3,16 x 10-5m/s, 1,76 x 10-5m/s a 3,03 x 10-5 m/s e de 1,30 x 10-5m/s a 2,79 x 10-5
m/s, respectivamente para os pontos, P-1, P-2 e P-3.
Tabela 5.1 – Resultados das permeabilidades saturadas e as umidades iniciais em
campo.
Prof. (m)
Furo P-1 Furo P-2 Furo P-3
kSat (m/s) w (%) kSat (m/s) w (%) kSat (m/s) w (%)
0,5 1,70E-05 8,72 1,76E-05 9,42 1,30E-05 10,12 1 2,78E-05 10,95 2,09E-05 11,02 1,89E-05 10,73
1,5 2,53E-05 10,92 2,86E-05 12,28 2,18E-05 11,98 2 3,16E-05 16,37 3,03E-05 14,25 2,79E-05 14,68
Nas figuras 5.9 a 5.11 estão apresentadas as permeabilidades “in situ”, em
conjunto com as umidades iniciais, referentes aos ensaios realizados. Foi
observado ao longo dos perfis, uma variabilidade textural, mineralógica, bem como
a presença de matéria orgânica nas porções superficiais do solo, o que pode
explicar os menores valores iniciais da permeabilidade, enquanto que ao longo da
profundidade a condutividade hidráulica apresenta valores maiores. Isso pode ser
também devido a uma compactação mecânica dos solos, bem como ao aumento
do teor de argila, nas camadas superficiais.
Figura 5.9 – Condutividade hidráulica – Ponto P – 1
Condutividade Hidráulica (10-5m/s)
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0 2 4 6
Prof
undi
dade
(m)
0 10 20
Umidade inicial (%)
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
234
Figura 5.10 – Condutividade hidráulica – Ponto P – 2
Figura 5.11 – Condutividade hidráulica – Ponto P – 3
A infiltração da água na encosta pode ser influenciada por alguns fatores,
que podemos dividi-los: em internos, que são as propriedades físicas do solo da
encosta e da água que a percolará, superficiais, que são as árvores e casas
localizadas no local afetando o curso natural da água e antrópicos, que são o
revolvimento do solo através de cortes e aterros para a construção de moradias.
Esses fatores podem afetar de forma significante a infiltração da água no solo do
local da pesquisa.
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0 2 4 6
Condutividade Hidráulica 10-5(m/s)
Prof
undi
dade
(m)
0 10 20
Umidade inicial (%)
Condutividade Hidráulica (10-5m/s)
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0 2 4 6
Prof
undi
dade
(m)
0 10 20
Umidade inicial (%)
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
235
5.3 – Investigação Geotécnica de Laboratório 5.3.1 – Granulometria, Limites de Atterberg e Classificação SUCS Nas Tabelas A.1 a A.4 são mostradas as análises granulométricas dos
solos obtidas a partir das quatro sondagens realizadas a cada 0,5m de
profundidade chegando a atingir os 8,5m de profundidade. Como se pode
observar em suas classificações, os solos apresentaram variações entre areia
argilosa (SC) e areia siltosa (SM), com menos de 50% passando na peneira #200,
variando de 17,7 a 46,58% e índices de plasticidades variando entre 3,7% a
12,07%.
Na Figura 5.12 são apresentados os ensaios de sedimentação para os
pontos de retirada dos blocos, com e sem o uso de defloculante. Foram realizados
ensaios sem o uso do defloculante no procedimento de sedimentação, mantendo
todos os outros procedimentos recomendado pela Norma 7181, substituindo o
defloculante utilizado no ensaio (hexametafosfato de sódio) pela água destilada. O
defloculante utilizado para neutralizar as cargas elétricas nas partículas menores
do solo. Com a presença de partículas eletricamente carregadas pode haver a
produção artificial de partículas maiores (ou flocos) devido à atração entre elas.
Ou seja, as partículas aparecem agregadas entre si. Os ensaios foram realizados
desta forma, com e sem a presença do defloculante, para que fosse possível
comparar tais resultados uma vez que, em campo, as partículas se encontram
floculadas.
Pode-se observar que, com o procedimento de não utilização do
defloculante nos ensaios de granulometria, percebe-se uma diferença nos
percentuais de partículas constituintes de cada amostra ensaiada, quando se
realiza o ensaio com e sem a presença desta substância. Este comportamento
pode ser notado nas diferenças dos percentuais das partículas encontrados nos
ensaios das amostras (retiradas das trincheiras onde foram retirados os blocos)
mostradas nas Figuras 5.13 a 5.15. Estas discrepâncias podem ser mais bem
notadas analisando-se as Tabelas 5.2 a 5.4. Nelas estão apresentadas as
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
236
composições granulométricas obtidas dos locais de retirada dos blocos. Essas
confirmações de aumento na porcentagem de areia e decréscimo na percentagem
de argila quando não se utiliza o defloculante, pode ter sido causa da formação de
flocos de argilas de maiores granulometrias que o da própria fração argila com a
não dispersão desta.
Figura 5.12 – Ensaio de Sedimentação dos pontos P- 01 e P- 02 (das trincheiras)
Quanto à forma pode se observar que praticamente as curvas
granulométricas apresentam um comportamento semelhante entre si, não
identificando descontinuidades ao longo do perfil. Os valores de Gs (2,639 a
2,650) sugerem na fração areia uma mineralogia composta predominantemente do
mineral quartzo sendo confirmado mais adiante na análise mineralógica.
P-01 Prof.: 0,15 – 0,45m
P-01 Prof.: 0,70 – 1,00m
P-02 Prof.: 0,15 – 0,45m
P-02 Prof.: 0,70 – 1,00m
AS SEDIMENTAÇÕES FORAM REALIZADAS DE TRÊS MANEIRAS DIFERENTES:
1ª COM DEFLOCULANTE E COM DISPERSOR; 2ª SEM DEFLOCULANTE E COM DISPERSOR; 3ª SEM DEFLOCULANTE E SEM DISPERSOR.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
237
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.001 0.010 0.100 1.000 10.000 100.000
Diametro dos grãos (mm)
(%) q
ue p
assa
P-01- (0,15-0,45)mP-01- (0,70-1,00) mP-02- (0,15-0,45) mP-02- (0,70-1,00) m
Argila Silte Areia Pedregulho Fina Média Grossa
Arg. Silte Areia Pedregulho Fina Média Grossa
S.I.
ABNT
Figura 5.13 – Curvas granulométricas com defloculante e com dispersor
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.001 0.010 0.100 1.000 10.000 100.000
Diametro dos grãos (mm)
(%) q
ue p
assa
P-01- (0,15- 0,45) mP-01- (0,70 - 1,00) mP-02- (0,15- 0,45) mP-02- (0,70-1,00) m
Argila Silte Areia Pedregulho Fina Média Grossa
Arg. Silte Areia Pedregulho Fina Média Grossa
S.I.
ABNT
Figura 5.14 – Curvas granulométricas sem defloculante e com dispersor
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
238
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.001 0.010 0.100 1.000 10.000 100.000
Diametro dos grãos (mm)
(%) q
ue p
assa
P-01- (0,15-0,45) mP-01- (0,70-1,00) mP-02- (0,15-0,45) mP-02- (0,70-1,00) m
Argila Silte Areia Pedregulho Fina Média Grossa
Arg. Silte Areia Pedregulho Fina Média Grossa
S.I.
ABNT
Figura 5.15 – Curvas granulométricas sem defloculante e sem dispersor
De acordo com DE PLOEY e POESEN (1985) a granulometria do solo tem
relação com a erodibilidade e não pode ser considerada como único parâmetro
para explicar as características do solo, porque as frações, areia, silte, argila
normalmente não estão isoladas, encontrando-se agrupadas, podendo ser
estáveis ou não dependendo da coesão entre as partículas.
Ao observar os gráficos de granulometria obtidos e os resultados das
condutividades hidráulicas apresentados no item 5.5.1 (ensaio de permeabilidade),
observa-se que há coerência nos valores de permeabilidade obtidos com a
granulometria do local estudado, ou seja, a permeabilidade tende a diminuir com o
aumento do teor de partículas do tamanho silte. A floculação em que se
encontram as partículas em campo pode acarretar maiores valores na
permeabilidade, ou seja, na infiltração da água no solo. O desencadeamento das
instabilizações do solo pode ser facilitado pela formação desses flocos de solo que
podem ser mais facilmente desagregados e carreados pela água, já que a quebra
das ligações entre as partículas desses agregados são mais difíceis.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
239
Tabela 5.2 – Composição Granulométrica – BLOCOS –– Ensaios com defloculante com dispersor
Tabela 5.3 – Composição Granulométrica – BLOCOS –– Ensaios com defloculante sem dispersor
Tabela 5.4 – Composição Granulométrica – BLOCOS –– Ensaios sem defloculante sem dispersor
Camada Ponto/Prof. (m) Composição Granulométrica (%)
Gs (%) Pass.
# 200
Consistência (%)
Pedreg. Areia
Silte Argila WL IP grossa Média Fina
FORMAÇÃO
BARREIRAS
P-01 0,15-0,45 1 2 27 37 8 25 2,639 37,23 25,86 8,49 0,70-1,00 0 1 34 37 8 20 2,650 34,04 25,76 7,90
P-02 0,15-0,45 0 1 29 39 8 23 2,639 34,12 25,69 9,18 0,70-1,00 0 2 27 39 3 29 2,650 36,47 25,80 8,85
Camada Ponto/Prof. (m) Composição Granulométrica (%)
Gs (%) Pass.
# 200
Consistência (%)
Pedreg. Areia
Silte Argila WL IP grossa Média Fina
FORMAÇÃO
BARREIRAS
P-01 0,15-0,45 0 0 32 52 16 0 2,639 18,00 25,86 8,49 0,70-1,00 0,5 1,5 33 61 4 0 2,650 11,00 25,76 7,90
P-02 0,15-0,45 0 1,5 35,5 51 12 0 2,639 17,00 25,69 9,18 0,70-1,00 0 1 29 52 12 6 2,650 22,00 25,80 8,85
Camada Ponto/Prof. (m) Composição Granulométrica (%)
Gs (%) Pass.
# 200
Consistência (%)
Pedreg. Areia
Silte Argila WL IP grossa Média Fina
FORMAÇÃO
BARREIRAS
P-01 0,15-0,45 0 1 29 67 3 0 2,639 17,00 25,86 8,49 0,70-1,00 0 2 33 63 2 0 2,650 16,04 25,76 7,90
P-02 0,15-0,45 0 1 31 63 5 0 2,639 17,00 25,69 9,18 0,70-1,00 0 1 28 67 4 0 2,650 17,50 25,80 8,85
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
240
No Anexo A, figuras A.5 a A.16 estão apresentadas às curvas
granulométricas referentes aos ensaios realizados nas amostras retiradas durante
as quatro sondagens. Pode-se observar que praticamente as curvas
granulométricas apresentam quanto à forma, um comportamento semelhante
entre si, não identificando descontinuidades ao longo do perfil. Os valores de Gs
(2,62 a 2,68) sugere na fração areia uma mineralogia composta
predominantemente do mineral quartzo.
Nas tabelas A.5 e A.8 estão apresentadas às composições granulométricas
obtidas para os quatro furos, sem o uso de defloculante e dispersor, e nas tabelas
A.9 a A.12 estão os resultados obtidos sem o uso de defloculante e com a
utilização do dispersor, pode-se observar através dos resultados um aumento do
da fração areia e uma redução na quantidade de argila indicando uma estabilidade
das microagregações desses solos em presença de água. Nota-se que nos
resultados entre os perfis, os solos com o uso do defloculante apresentaram
texturas diferentes e apesar disso nas análises sem defloculante não houve
variação entre perfil. As diferenças registradas nas análises estariam, portanto
refletindo uma alteração na estabilidade dos agregados.
Nas figuras A.9 a A.12 e A.13 a A.16 estão apresentadas às curvas
granulométricas das amostras retiradas durante as quatro sondagens referentes
aos ensaios realizados sem o uso do defloculante e sem dispersor e sem o uso de
defloculante e com dispersor, respectivamente. Com a realização deste
procedimento nos ensaios (não utilização do defloculante), percebe-se uma
diferença nos percentuais de partículas constituintes de cada amostra ensaiada
quando se realiza o ensaio sem a presença do defloculante da mesma forma que
foi visto na análise granulométricas feitas do solo das trincheiras de retirada dos
blocos. Este fato (diferença de percentuais) como foi tido antes se dá, pois o
agente dispersor (defloculante) é utilizado para neutralizar as cargas elétricas nas
partículas menores do solo. Com a presença de partículas eletricamente
carregadas pode haver a produção de partículas maiores (ou flocos) devido à
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
241
atração entre elas, ou seja, as partículas aparecem agregadas entre si. Este
comportamento pode ser observado nas diferenças dos percentuais das partículas
encontrados nos ensaios das amostras.
A maioria dos solos areno-silte-argilosos, como é o caso da área estudada
são considerados como solos de alta erodibilidade, por apresentarem mais
permeáveis e soltos, além de mais facilmente erodidos que os solos argilosos,
pois em geral as argilas estão agregadas. De acordo com WISCHMEIER (1959) a
concentração das frações silte ou silte e areia fina e um pequeno teor de argila
aumentam a erodibilidade. Quando a camada superficial dessa encosta sofre
cortes para fins de construções de moradias ela apresenta, de certa forma
distúrbios na sua estrutura, causando a quebra de ligação natural das partículas e
desagregação desse solo o que não acontece com as subcamadas logo
adjacentes, o que leva a uma variação na sua condutividade hidráulica.
Entretanto, quando se dá o pisoteio excessivo de uma área como ocorre na
descida e subida da encosta estudada tem reflexos sobre a densidade aparente,
conseqüentemente sobre a porosidade e, por conseguinte, sobre a capacidade de
infiltração. Portanto, a infiltração da água e o desencadeamento de processos
erosivos no solo vão depender de como se encontra a estrutura do solo.
5.4 – Índices Físicos
A Tabela 5.5 apresenta os valores dos índices físicos referentes aos pontos
das trincheiras de amostragem, P-01 e P-02, nas profundidades de 0,15 a 0,45 e
0,70 a 1,00 m. Durante a amostragem dos blocos indeformados foram moldados
corpos-de-prova em anéis edométricos, para obtenção do peso específico natural
(γ), peso específico seco (γd), peso específico dos grãos (γg), índice de vazios (e),
porosidade (n), teor de umidade (w) e grau de saturação (S).
De acordo com as variações climáticas os valores das medidas do teor de
umidade podem sofrer variações bastante significativas. A análise mostra que os
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
242
valores de índices de vazios e porosidade dos solos são menores na superfície,
aumentando nas camadas mais profundas. Estes valores estão coerentes com os
encontrados por LAFAYETTE (2000;2006) em areias argilosas da Formação
Barreiras, localizadas em Recife/PE e por BANDEIRA (2003) na Cidade de
Camaragibe/PE. Pela condição peculiar de drenagem da área experimental os
valores do grau de saturação são baixos, confirmando seu caráter não saturado.
Tabela 5.5 – Índices físicos
Pontos Prof. (m) γ kN/m3
γd kN/m3
γ g kN/m3 e n
(%) W
(%) S
(%)
P- 01 0,15 - 0,45 16,35 14,90 26,4 0,82 45 15,78 44,10 0,70 - 1,00 15,96 14,25 26,5 0,88 47 14,14 41,56
P- 02 0,15 - 0,45 16,65 14,65 26,5 0,85 46 14,98 44,25
0,70 - 1,00 16,12 14,10 26,5 0,90 48 14,25 44,37
Segundo GIDIGASU (1976), processos de lixiviação conduzem a um
aumento da porosidade dos solos o que pode explicar em parte os altos valores
dos índices de vazios na superfície. Um outro fator que pode ser correlacionado
ao aumento do índice de vazios é a presença da atividade biológica de plantas e
animais na estrutura do solo da área de estudo.
SKEMPTON (1953) propôs o termo índice de atividade que é definido como
sendo a razão entre o índice de plasticidade e o tamanho da fração argila menor
que 2μ, Ia = Ip / (%)2μ. Sendo que quanto maior a atividade, maior será a
influência da fração argila nas propriedades do solo. As tabelas A.1 a A.4 mostra
que os resultados obtidos a partir das amostras de solos ensaiadas da área de
estudo, revelam que as argilas estudadas apresentam-se no solo da Formação
Barreiras como inativas (Ia < 0,75).
Analisando-se os resultados da umidade higroscópica (wh) em função das
propriedades de consistência (wl, wP e IP), para os solos pertencentes à área
estudada, nota-se uma correlação linear crescente entre o Índice de Plasticidade
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
243
(IP) e o teor de umidade higroscópica (wh), reflexo da própria constituição
mineralógica da fração de solo (argila e silte), provavelmente rica em
argilominerais, o que não favorece a retenção de água nos seus interstícios.
5.5 – Propriedades Hidráulicas do Solo
Os parâmetros hidráulicos relacionados com este item são os coeficientes
de permeabilidade e a curva característica, a seguir serão apresentadas as
análises para cada ponto estudado.
5.5.1 – Ensaio de permeabilidade
De acordo com a metodologia as determinações dos coeficientes de
permeabilidade para os corpos de prova saturados para cada ponto foram obtidos
a partir do permeâmetro de parede flexível (TRI FLEX 2). Na Tabela 5.6 estão
apresentados os coeficientes de permeabilidade obtidos para todos os pontos
estudados. Os resultados encontrados estão coerentes com os valores
encontrados nos ensaios realizados com o permeametro Ghelph que foi da ordem
de 10-5m/s indicando uma alta permeabilidade do local estudado, apresentando
uma considerada percentagem de areia, bem como de material orgânico nas
camadas superficiais.
Tabela 5.6 – Valores dos coeficientes de permeabilidade na condição saturada com o Tri Flex 2
Se compararmos os valores encontrados na área experimental do Ibura
apresentados na Tabela 5.7 com os valores encontrados na Região Metropolitana
Pontos Prof. (m) Condutividade hidráulica Kfs (m/s)
P - 01 0,15 - 0,45 1,08 x 10-5 0,70 - 1,00 1,18 x 10-5
P - 02 0,15 - 0,45 1,05 x 10-5 0,70 - 1,00 2,30 x 10-5
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
244
do Recife para solos da Formação Barreiras apresentados por COUTINHO e
SILVA (2005); LAFAYETTE (2000 e 2006); LIMA (2002), entre outros, pode se
observar que estes se encontram dentro da faixa especificada para este tipo de
formação conforme Tabela 5.5 e a Figura 5.16, que apresenta a faixa de valores
típicos de permeabilidade de alguns solos com sua granulometria (COUTINHO e
SILVA 2005; modificado de SCHNAID et al., 2004) apresentada por estes.
A faixa desses valores de permeabilidade encontrados pode ser
proveniente da capacidade de armazenagem e deficiência de água na parte
superior da camada superficial do solo, bem como a presença de pequenas raízes
presentes no solo que possam facilitar a infiltração, já que a coleta de solo para o
estudo da erosão da encosta experimental foi bastante superficial.
Tabela 5.7 – Valores dos coeficientes de permeabilidade de solos da Formação Barreiras do Estado de Pernambuco
solo referência Local
Descrição/ Classificação
Permeabilidade (m/s) "In situ" Guelph
Laboratório Tri Flex 2
Form
ação
Bar
reira
s
Presente Estudo UR2, Ibura, Recife, PE Areia siltosa 1,3 a 3,16 x 10-5 1,05 a 2,3 x 10-5
Santana (2006); Coutinho et al.
(2006)
UR2, Ibura, Recife, PE
Areia Argilosa SC 1,89 a 3,15 x10-5 2,12x 10 -5
Arg. de baixa plastic.
CL --- 1,45 x10-6
Silte de baixa plastic.
ML --- 1,89 x10-5
Lafayette (2000) Recife, PE Areia argilosa, SC 2,5 x 10-5 7,6 x 10-5
Coutinho et al. (1999) Recife, PE --- 4,78 x 10-5 ----
Lima (2002) Recife, PE Argila arenosa, SC 1,79 a 9,07 x 10-7 1,24 a 6,43 x 10-7
Lafayette (2006) Cabo, PE Areia argilosa, SC 0,72 a 8,94 x 10-6 2,78 a 5,23 x 10-6
Silva (2007) Camaragibe, PE Areia argilosa, SC 1,25 a 7,3 x 10-6 1,22 a 4,84x 10-6
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
245
Permeabilidade (m/s)
Gnaisse
Areia fina
Residual calcário(silva, 2003)
Migmatito
Basalto
Residual Jovem de Granito
Areia + Argila
Silte + ArgilaArgila
-1010 -910
Silte + AreiaSilte
de granitoResidual maduro
-610-710-810
(Silva, 2005)
(Meira, 2008)(Lima, 2002) ; (Silva, 2005)
Formação Barreiras
(Lacerda, 2004)Colúvio - gnaisse
(Coutinho et al., 1999)(Lafayette, 2000; 2005)
Residual de granito
(Souza neto, 1998)
Areia + Pedregulho
Residual gnaisse
Areia média
-310-410-510
Pedregulho
-110-210
Figura 5.16 – Faixas de permeabilidades para diferentes tipos de solos (apresentado por COUTINHO e SILVA, 2005 adaptado de SCHNAID et al., 2004).
Os solos da Formação Barreiras encontrados apresentaram em uma faixa
de valores variando de 10-7 a 10-5 m/s. A Figura 5.17 apresenta esquematicamente
a localização de campanhas de ensaios na RMR, onde foi estudada a
permeabilidade “in situ” e em laboratório. A grandeza desses valores encontrados
depende muito das características granulométricas do solo, dos percentuais
argilosos ou arenosos apresentados, bem como, da umidade inicial do solo e da
absorção de água pelas plantas presentes no local. Como foi dito antes a taxa de
infiltração depende das características do solo, dentre as quais a textura. Solos de
textura grossa, como franco arenoso ou arenoso, têm uma elevada taxa de
infiltração, se comparados aos solos argilosos, por causa dos amplos espaços
entre as partículas do solo. Em solos de textura arenosa, com deficiências de
elementos agregadores, o aumento do teor de umidade pode proporcionar uma
maior resistência ao cisalhamento. O que não ocorre com os solos de textura
argilosa, pois de acordo com MORGAN (1984) o aumento da umidade nesses
solos leva a diminuição da resistência ao cisalhamento, uma vez que pode atingir
seu limite de liquidez, podendo começar a fluir.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
246
Figura 5.17- Locais de campanhas de ensaios para análise de permeabilidade “in
situ” e em laboratório na região Metropolitana de Recife
Locais estudados
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
247
5.5.2– Curva característica dos solos
O conhecimento da curva característica do solo da encosta é de grande
importância para possibilitar a previsão do seu comportamento com a variação da
umidade, que influencia diretamente na sucção. Nessa pesquisa como foi dito no
Capitulo 4 as curvas características dos solos foram obtidas a partir dos métodos
do Papel de Filtro, de Haines e Câmara de Pressão de Richards. Objetivou-se a
determinação tanto da curva de umedecimento quanto da curva de secagem, pois
como foi visto antes no Capitulo 2 (Revisão Bibliográfica) o processo erosivo
inicia-se quando as gotas de chuva batem na superfície do solo e destroem as
ligações dos agregados e termina com as três etapas: (a) as partículas de solo se
soltam, (b) o material desprendido é transportado, em seguida (c) o material é
depositado. Logo o processo de umedecimento na área estudada é a condição
representativa do processo de instabilização do solo. Todo esse processo esta
relacionado também com a proteção que o solo tem em relação ao impacto das
gotas da chuva, bem como da infiltração e concentração de enxurradas no local.
Sem levar em consideração o processo antrópico de retirada da cobertura vegetal
(que contribui para acelerar o processo de erosão) a desfolhagem das plantas do
local, caracteriza-se o ponto de início de murchamento, definido pela sucção a
partir da qual a planta não consegue extrair mais água do solo e esse valor
depende do tipo de planta, entretanto não variando muito, sendo adotado o valor
de 1,5MPa para caracterização desse ponto. Na Tabela 5.8 estão apresentadas
as condições iniciais de cada corpo de prova moldados por cravação estática de
anéis confeccionados em aço inoxidável a partir dos blocos retirados do local de
pesquisa, bem como as umidades gravimétricas (Ws) e volumétricas (θs). As
curvas características dos solos obtidas de acordo com o método do papel de filtro
estão apresentadas nas figuras 5.18 e 5.19. Observa-se que a forma das curvas
características é típica de solos com altos teores de material arenoso,
apresentando um trecho inicial com grandes variações de umidade e pequenas
variações da sucção, seguido por outro onde apresenta pequenas variações de
umidade e aumento da sucção.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
248
A curva característica pode ser afetada por vários fatores tais como as
propriedades químicas e mineralógicas, o índice de vazios e a distribuição dos
poros (CAMAPUM DE CARVALHO e LEROUEIL, 2004). De acordo com JUSTINO
DA SILVA (2001) em geral a geometria dos poros, o percentual e composição
mineralógica da fração fina do solo são decisivos na posição relativa, forma e
inclinação da curva característica. Os pontos das curvas durante o processo de
umedecimento e secagem se apresentaram próximos, entretanto mostrando um
comportamento de histerese. A histerese (devido a trajetória de drenagem) é um
fenômeno que explica porque os parâmetros dependentes da água no solo
tenham valores diferentes na secagem e no umedecimento. Esse fenômeno de
histerese pode ser causado por alguns fatores que representam precisamente a
ocorrência nos solos arenosos e siltosos, tais como: Em ciclos de secagem e de
umedecimento podem ocorrer equilíbrios em posições diferentes para um menisco
com mesmo raio, envolvendo quantidades diferentes de água para um mesmo
sistema; Alteração na estrutura do solo decorrente da expansão ou contração
associada aos ciclos de umedecimento ou secagem; O ângulo de contato entre a
interface ar-água e uma superfície sólida é diferente para o umedecimento e para
a secagem, atingindo um valor máximo quando a água avança sobre a superfície
seca e um valor mínimo quando esta retrocede; Bolhas de ar capturadas nos
vazios do solo durante a fase de umedecimento, fazendo com que a umidade seja
reduzida, não permitindo a completa saturação na sucção nula; Já nas argilas
deve-se a história de secagem e umedecimento desse solo, o efeito do ângulo de
contato entre seus grãos bem como a entrada de ar em seus vazios. Quanto à
forma como se nota a partir dos resultados obtidos, as curvas determinadas não
diferem muito daquelas apresentadas por SANTANA (2006) que realizou estudos
nas proximidades da área em estudo.
De acordo com SOUZA NETO (2004) nos solos argilosos, onde os efeitos
de adsorção e capilaridade são mais significativos, maiores valores de sucção são
necessários para resultar em variações significativas na umidade. Nos solos
arenosos, pequenas variações na sucção são suficientes para resultar em grandes
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
249
perdas de umidade no solo, resultando em formas mais abruptas das curvas
características.
5.18 – Curvas características de secagem e umedecimento obtidas através do uso
do papel filtro, ponto: P- 01 (0,15-0,45m e 0,70-1,00m).
5.19 – Curvas características de secagem e umedecimento obtidas através do uso
do papel filtro, ponto: P- 02 (0,15-0,45m e 0,70-1,00m).
As curvas características dos solos obtidas através dos métodos do Papel
de Filtro, de Haines e Câmara de Pressão de Richards estão apresentadas nas
figuras 5.20 e 5.21, juntamente com seus ajustes estatísticos realizados com base
nas equações propostas por VAN GENUTCHEN (1980) e FREDLUND & XING
(1994). A Tabela 5.9, apresenta os ajustes estatísticos com base nas equações
propostas pelos autores.
Uma das maneiras de se encontrar a melhor estrutura de um modelo para
representação de um sistema dinâmico pode ser dada por meio da estimação de
parâmetros para todas as possíveis estruturas e sua escolha baseada na
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0,1 1 10 100 1000 10000 100000SUCÇÃO (kPa)
UM
IDA
DE
(%)
Papel Filtro Secagem
Papel Filtro Umedecimento
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0,1 1 10 100 1000 10000 100000SUCÇÃO (kPa)
UM
IDA
DE
(%)
Papel Filtro Secagem
Papel Filtro Umedecimento
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0,1 1 10 100 1000 10000 100000SUCÇÃO (kPa)
UM
IDA
DE
(%)
Papel Filtro Secagem
Papel Filtro Umedecimento
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0,1 1 10 100 1000 10000 100000SUCÇÃO (kPa)
UM
IDA
DE
(%)
Papel Filtro Secagem
Papel Filtro Umedecimento
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
250
comparação desses parâmetros. Como critério de escolha do melhor modelo
foram utilizados os seguintes parâmetros: o coeficiente de determinação (R2), a
soma dos quadrados dos resíduos (SQR) e o critério de Akaike (AIC). E os ajustes
estatísticos realizados foram feitos com a utilização do programa Statística 6.0.
O critério de Akaike (AIC) também chamado critério de informação de
Akaike (Akaike’s information criterion – AIC), é descrito como um dos procedimentos
para escolha de melhor modelo estatístico em programas computacionais, tendo
seu melhor desempenho aquele que apresente o seu menor valor. O melhor
ajuste foi obtido de acordo com o valor de R2, SQR e AIC, sendo o melhor modelo
àquele que apresente o maior R2 e menor valor de SQR e AIC.
Observa-se que para os ajustes obtidos de acordo com VAN GENUTCHEN
(1980) e FREDLUND e XING (1994) seus valores apresentaram-se bastante
aproximados. O modelo que melhor se ajustou foi o VAN GENUTCHEN (1980),
entretanto, devido à aproximação dos resultados, o critério de FREDLUND e XING
(1994) poderia ser também utilizado. Para o ponto P-01 (0,15 - 0,45m) o modelo
que melhor se ajustou foi o de VAN GENUTCHEN (1980) com (R2 = 0,971 e AIC=-
255,14), enquanto para o Ponto P-01 (0,70 – 1,00m) o melhor ajuste foi o de
FREDLUND e XING (1994) com (R2 = 0,971 e AIC=-244,28). Para o ponto P-02
(0,15 - 0,45m e 0,70 – 1,00m) o modelo que melhor se ajustou foi o de VAN
GENUTCHEN (1980) apresentando respectivamente (R2 = 0,959 e AIC=-252,33) e
(R2 = 0,965 e AIC=-257,01).
Nas encostas, quando se dá a infiltração com o desenvolvimento de frente
de umedecimento, provoca sensivelmente a redução e até mesmo eliminação do
intercepto de coesão, com a redução ou a eliminação da sucção. A partir do
momento em que a frente de umedecimento do solo nas encostas atinge uma
profundidade considerada crítica não garantindo mais a estabilidade pelos
parâmetros de resistência, pode provocar instabilizações dos solos, facilitada
ainda mais pelas características da geometria e do perfil do terreno.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
251
Tabela 5.8 – Índices físicos das amostras para determinações das curvas características
ÍNDICES FÍSICOS REFERENTES ÀS AMOSTRAS DE SUCÇÃO Amostras
nºs Altura diâmet. Volume Peso do Umidade Peso esp. Peso esp. e0 n Grau de Umidade Volume de do cp do cp do c.p. c.p. gravimét. aparente seco saturação volumét. Água (cm3)
1 2.53 5.86 68.01 123.75 16.55 1.82 1.56 0.70 0.41 62.88 25.84 17.57 2 2.53 5.82 67.29 117.17 16.55 1.74 1.49 0.77 0.44 56.68 24.72 16.64 3 2.52 5.85 67.60 120.27 11.16 1.78 1.60 0.66 0.40 45.10 17.86 12.07 4 2.55 5.86 68.60 117.17 25.00 1.71 1.37 0.94 0.48 70.53 34.16 23.43 5 2.56 5.86 68.85 122.21 22.00 1.78 1.46 0.82 0.45 70.99 32.01 22.04 6 2.52 5.86 67.85 112.08 19.00 1.65 1.39 0.91 0.48 55.39 26.37 17.90 7 2.55 5.86 68.67 114.40 16.00 1.67 1.44 0.85 0.46 50.17 22.98 15.78 8 2.58 5.88 70.07 122.90 13.00 1.75 1.55 0.71 0.41 48.70 20.18 14.14
Tabela 5.9 – Parâmetros do modelo de VAN GENUTCHEN (1980) e FREDLUND e XING (1994).
Modelos FREDLUND e XING
(1994) VAN GENUTCHEN
(1980) FREDLUND e XING
(1994) VAN GENUTCHEN
(1980)
Pontos P - 01 P - 01 P - 02 P - 02
0,15-0,45 0,70-1,00 0,15-0,45 0,70-1,00 0,15-0,45 0,70-1,00 0,15-0,45 0,70-1,00
θs 0,41 0,44 0,41 0,44 0,32 0,33 0,32 0,33
θr 0,05 0,04 0,05 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04
α 0,73 0,68 4,99 4,58 24,41 1,90 4,736 2,09
n 1,43 1,45 16,94 20,70 0,30 0,76 13,19 2,87
m 0,63 0,69 0,01 0,01 2,25 0,85 0,01 0,06
R2 0,968 0,971 0,971 0,970 0,951 0,955 0,959 0,965
SQR 0,02210 0,02160 0,02012 0,02210 0,02039 0,02431 0,01705 0,01907
AIC -251,86 -244,28 -255,14 -243,50 -246,24 -248,51 -252,33 -257,01
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
252
Figura 5.20 – Curvas características ajustadas segundo a equação de FREDLUND &
XING (1994) e VAN GENUTCHEN (1980), ponto: P- 01 (0,15-0,45m e 0,70-1,00m).
Figura 5.21 – Curvas características ajustadas segundo a equação de FREDLUND &
XING (1994) e VAN GENUTCHEN (1980), ponto: P- 02 (0,15-0,45m e 0,70-1,00m).
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
253
5.6 - Análise da Compressibilidade
Neste item serão apresentados os resultados obtidos nos ensaios
edométricos duplos (condições de umidade natural e inundada) através da
avaliação dos parâmetros de compressibilidade. Nesta pesquisa os ensaios
edométricos foram realizados no Laboratório de Solos da UFPE, nos solos da
Formação Barreiras, pontos P-01 (0,15-0,45m e 0,70-1,00m) e P-02 (0,15-0,45m e
0,70-1,00m). Para minimizar a perda de umidade nos ensaios EDN (edométrico na
umidade natural) o topo da célula foi envolvido por um plástico fixado por ligas de
borracha, como descrito no Capítulo 6. Este procedimento tem sido adotado por
SOUZA NETO (2004), FUTAI (1997), FERREIRA (1995) e LAFAYETTE (2006).
De acordo com FERREIRA (1995) nos ensaios EDI (edométricos inundados) a
inundação foi feita numa vazão de inundação de 0,25 ml/s, adotada como padrão,
realizada da base para o topo da célula. Na Tabela 5.10 estão apresentadas às
condições iniciais e finais dos corpos de prova, utilizados nos ensaios edométricos
na umidade natural (EDN) e edométricos inundados (EDI).
Tabela 5.10 – Condições iniciais e finais dos corpos de prova dos ensaios EDN e
EDI.
Amostra
Prof. (m) Ensaio
Tipo
CONDIÇÃO INICIAL DOS CORPOS DE PROVA
CONDIÇÃO FINAL DOS CORPOS DE
PROVA wo (%)
γso kN/m3 eo
So (%)
wf (%) ef
Sf (%)
P – 01 0,15–0,45
EDN 11,63 14,60 0,818 37,66 9,17 0,388 62,53EDI 11,14 13,40 0,976 36,24 14,15 0,387 96,77
0,70–1,00 EDN 17,51 13,50 0,964 53,60 15,62 0,660 62,73EDI 16,11 14,20 0,873 48,97 21,59 0,435 95,04
P – 02 0,15–0,45
EDN 11,63 14,90 0,779 39,55 11,17 0,530 55,90EDI 10,93 16,80 0,590 49,51 13,48 0,380 94,53
0,70–1,00 EDN 12,41 14,80 0,788 41,75 12,07 0,464 68,95EDI 12,96 16,30 0,624 55,02 15,45 0,369 96,54
Nos ensaios na umidade natural (EDN), observa-se sempre no final do
ensaio redução no teor de umidade em média de 11,5 %. No caso do grau de
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
254
saturação o aumento em média foi de 47,4%, variando em função do índice de
vazios dos corpos de prova. Nos ensaios inundados (EDI) o grau de saturação
final (Sf), em todos os corpos de prova foi superior a 90 %. Nas figuras 5.22 a 5.25
estão apresentadas às curvas nas condições naturais e inundadas, relacionando
as deformações volumétricas versus tensão vertical (εv versus σv log) e a variação
do índice de vazios com a tensão vertical (e versus σv log).
0
5
10
15
20
25
30
351 10 100 1000 10000
Tensão Vertical (kPa)
Def
orm
ação
Vol
umét
rica
(%)
Natural
Inundado
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1 10 100 1000 10000Tensão Vertical (kPa)
Índi
ce d
e Va
zios
Natural
Inundado
Figura 5.22 – Deformações volumétricas versus tensão vertical (εv versus σv log) e índices de vazios versus a tensão vertical (e versus σv log) - Ponto P-01 (0,15 – 0,45m).
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1 10 100 1000 10000
Tensão (kPa)
Índi
ce d
e Va
zios
Natural
Inundado
0
5
10
15
20
25
301 10 100 1000 10000
Tensão (kPa)
Def
orm
ação
Vol
umét
rica
(%)
Natural
Inundado
Figura 5.23 – Deformações volumétricas versus tensão vertical (εv versus σv log) e índices de vazios versus a tensão vertical (e versus σv log) - Ponto P-01 (0,75 – 1,00m).
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
255
0
5
10
15
20
25
301 10 100 1000 10000
Tensão (kPa)
Def
orm
ação
Vol
umét
rica
(%)
Natural
Inundado
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1 10 100 1000 10000Tensão (kPa)
Índi
ce d
e Va
zios
Natural
Inundado
Figura 5.24 – Deformações volumétricas versus tensão vertical (εv versus σv log) e
índices de vazios versus a tensão vertical (e versus σv log) - Ponto P-
02 (0,15 – 0,45m).
0
5
10
15
20
25
301 10 100 1000 10000
Tensão (kPa)
Def
orm
ação
Vol
umét
rica
(%)
Natural
Inundado
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1 10 100 1000 10000
Tensão (kPa)
Índi
ce d
e Va
zios
Natural
Inundado
Figura 5.25 – Deformações volumétricas versus tensão vertical (εv versus σv log) e
índice de vazios versus a tensão vertical (e versus σv log) - Ponto P-02
(0,70 – 1,00m).
Nos ensaios as curvas de compressão são caracterizadas por trechos
virgens bem definidos. A partir dos resultados dos ensaios inundados (EDI) e dos
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
256
ensaios na umidade natural foram determinados os parâmetros de
compressibilidade, como indicados na Tabela 5.11.
Tabela 5.11 – Resumo dos ensaios EDN e EDI
Amostra
Prof. (m) Ensaio
Tipo
CONDIÇÃO INICIAL DOS CORPOS DE PROVA PARÂMETROS
wo (%)
γso kN/m3 eo
So (%)
Cc
Cs
P – 01
0,15–0,45
EDN 11,63 14,60 0,818 37,66 0,239 0,021 EDI 11,14 13,40 0,976 36,24 0,284 0,017
0,70–1,00
EDN 17,51 13,50 0,964 53,60 0,197 0,024
EDI 16,11 14,20 0,873 48,97 0,307 0,020
P – 02
0,15–0,45
EDN 11,63 14,90 0,779 39,55 0,218 0,022 EDI 10,93 16,80 0,590 49,51 0,220 0,023
0,70–1,00
EDN 12,41 14,80 0,788 41,75 0,233 0,024 EDI 12,96 16,30 0,624 55,02 0,252 0,019
A tensão de escoamento foi determinada pelo método gráfico de Pacheco e
Silva. Este método possui uma vantagem em relação ao de Casagrande, uma vez
que não se faz necessária à determinação de um raio mínimo na curva do ensaio,
muitas vezes difícil de ser identificada. Nos ensaios, os valores de Cc foram
determinados considerando os últimos estágios de tensão da curva de
compressão. No Cs foram considerados os trechos retilíneos das curvas de
descarregamento.
Os parâmetros de Cc obtidos a partir dos ensaios na umidade natural
(EDN) foram em geral, inferiores aos obtidos a partir dos ensaios inundados (EDI).
Considerando os resultados na condição inundada, os valores de Cc variaram na
faixa de 0,220 a 0,307. Quanto ao parâmetro Cs na umidade natural não se
observa variação significativa com a profundidade. Os valores variaram de 0,021 a
0,024. Utilizando os ensaios edométricos duplos foram determinadas as tensões
de pré-adensamento nos solos na umidade natural (σvpn), inundado (σvps) e devido
ao peso das terras (σvo), os quais são mostrados na Tabela 5.12, e classificados
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
257
segundo a proposta de REGINATTO e FERRERO (1973). Desta forma, o
potencial de instabilidade estrutural foi avaliado a partir do coeficiente de
colapsibilidade.
vovpn
vovpsCσσσσ
−
−= Equação (5.1)
onde: σvpn - Tensão de pré-consolidação virtual do solo na umidade natural;
σvps - Tensão de pré-consolidação virtual do solo inundado;
σvo - Tensão vertical devido ao peso próprio do solo no campo.
i- Verdadeiramente colapsível se σvps < σvo e C < 0;
ii- Solo condicionado ao colapso, se σvpn > σvo e 0 < C < 1;
iii- Solos não colapsíveis, se σvpn e C = 1.
Tabela 5.12 – Critério de classificação de REGINATTO e FERRERO (1973).
Amostra Prof. (m) σvo
(kPa) σvpn
(kPa)σvps
(kPa)Coeficiente de Colapsibilidade
Classificação de REGINATTO e FERRERO (1973)
P – 01
0,15–0,45
3,5 41 13 0,25 Cond. ao colapso
0,70–1,00
13,1 62 40 0,55 Cond. ao colapso
P – 02
0,15–0,45
3,5 80 26 0,29 Cond. ao colapso
0,70–1,00
9,9 44 22 0,35 Cond. ao colapso
Esses resultados reforçam que nesses horizontes O-A do local da pesquisa
pertencente a Formação Barreiras revelam pontos de maior fragilidade à erosão.
O revolvimento corriqueiro do solo pelos moradores (fator antrópico) afeta
consideravelmente o teor de matéria orgânica que é um dos principais agentes de
formação de uma boa estrutura e estabilização dos agregados. Nos pontos
estudados a camada superficial apresentou-se com pouca compacidade e fofa em
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
258
alguns corpos de prova, bem como pouca resistência, apresentando números de
golpes no ensaio de SPT, menores que 8.
5.7 – Ensaio de Cisalhamento Direto
A umidade, aeração, temperatura e resistência mecânica são dependentes
da textura, estrutura, densidade, e características do perfil do solo. Essas
propriedades são afetadas pela compactação do solo, em maior ou menor
intensidade, dependendo do nível de compactação. Essa atua, muitas vezes, de
forma negativa, restringindo o desenvolvimento do sistema radicular da vegetação
nas encostas. Além disso, não apenas a compactação, mas também a resistência
ao cisalhamento dos solos trazem conseqüências no processo de erosão e
constituem parâmetros importantes para se avaliar o grau de fragilidade e
evolução do relevo.
A consolidação do solo é um fenômeno físico que ocorre quando o solo não
é mobilizado. As condições físicas de densidade do solo, porosidade e coesão,
que se desenvolvem durante o processo de consolidação, implicam em um
aumento na estabilidade estrutural do solo, conferindo ao mesmo uma maior
resistência à desagregação pela erosão hídrica.
Os parâmetros c e φ que representam, respectivamente, a coesão entre as
partículas do solo e o coeficiente de atrito entre as mesmas, são características
intrínsecas do solo, pois são dependentes de outras propriedades e atributos,
como textura, estrutura, teor de matéria orgânica, densidade, mineralogia e
conteúdo de água.
Foram realizados ensaios de cisalhamento direto convencional em
amostras na condição de umidade natural e inundada, conforme descritos no
Capítulo 4 (item 4.3.6). Na Tabela 5.13, apresentam-se as condições iniciais de
cada corpo de prova dos ensaios convencionais.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
259
Tabela 5.13 – Condições iniciais dos corpos de prova dos ensaios de cisalhamento
direto convencionais.
Amostra Prof. (m)
EnsaioTipo
CONDIÇÃO INICIAL DOS CP – ENSAIOS CONVENCIONAIS CP No
σn (kPa)
wo (%)
γs (kN/m3) eo
So (%)
P – 01
(0,15-0,45)
CDN
01 10 9,33 13,80 0,93 26,67 02 20 11,63 12,69 0,88 27,93 03 40 14,62 14,45 0,86 45,62 04 80 14,62 13,37 0,94 38,86
CDI
05 10 13,33 13,38 0,85 35,75 06 25 10,34 14,69 0,83 33,47 07 40 12,58 14,32 0,88 38,51 08 80 12,56 13,24 0,86 32,77
P – 01
(0,70-1,00)
CDN
09 10 10,83 14,80 0,82 33,61 10 20 11,81 14,78 0,81 39,10 11 40 11,41 14,84 0,81 37,77 12 80 11,41 14,57 0,85 36,27
CDI
13 10 11,20 13,86 0,94 32,01 14 20 13,35 15,52 0,72 49,43 15 40 13,35 15,32 0,76 47,51 16 80 13,35 15,63 0,72 49,78
P – 02
(0,15-0,45)
CDN
17 10 9,86 14,94 0,80 32,95 18 20 10,09 15,97 0,68 39,65 19 40 12,30 14,22 0,89 37,11 20 80 12,30 13,95 0,93 35,65
CDI
21 10 8,86 14,51 0,84 28,15 22 20 9,62 14,98 0,80 32,53 23 40 14,62 14,45 0,86 45,62 24 80 14,62 13,37 0,81 38,86
P – 02
(0,70-1,00)
CDN
25 10 8,52 14,90 0,79 28,70 26 20 7,20 14,42 0,87 22,40 27 40 10,72 15,04 0,79 36,57 28 80 9,27 17,05 0,58 43,12
CDI
29 10 7,85 13,83 0,93 22,49 30 20 7,95 17,51 0,54 39,91 31 40 7,92 14,23 0,89 23,92 32 80 7,27 17,63 0,53 37,19
Nas Figuras 5.26 a 5.29, apresentam-se as curvas de tensão cisalhante (τ)
versus deslocamento horizontal (dh) e deslocamento vertical (dv) versus
deslocamento horizontal (dh), referentes a todos os ensaios convencionais nas
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
260
condições naturais e inundadas dos pontos P-01 e P-02 nas profundidades de
0,15-0,45m e 0,70-1,00m.
Nos ensaios na condição natural observa-se que a tensão cisalhante
aumenta até um valor máximo, permanecendo constante com o aumento do
deslocamento. Nas curvas dv (deslocamento vertical) versus dh (deslocamento
horizontal) para os ponto o comportamento foi de compressão seguido de
expansão nas tensões de 10, 20 e 40 kPa. Para a tensão superior, a 80 kPa o
comportamento foi variável hora apresentava-se expansão hora compressão.
Figura 5.26 – Curvas tensão-deformação, natural e inundada – amostras do ponto P-
01 (0,15 – 0,70 m) ensaios convencionais
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Tens
ão C
isal
hant
e (k
Pa)
-2.00
-1.50
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Deslocamento horizontal (mm)
Des
loca
men
to v
etic
al (m
m)
10 kPa20 kPa40 kPa80 kPa
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Deslocamento horizontal (mm)
10 kPa20 kPa40 kPa80 kPa
Natural
Natural Inundada
Inundada
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
261
Figura 5.27 – Curvas tensão-deformação – amostras do ponto P-01 (0,70 – 1,00 m)
ensaios convencionais
Figura 5.28 – Curvas tensão-deformação – amostras do ponto P-02 (0,15 – 0,70 m)
ensaios convencionais
0
10
20
30
40
50
60
70
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Tens
ão C
isal
hant
e (k
Pa)
-2.00
-1.00
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Deslocamento horizontal (mm)
Des
loca
men
to v
etic
al (m
m)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
10 kPa20 kPa40 kPa80 kPa
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Deslocamento horizontal (mm)
10 kPa20 kPa40 kPa80 kPa
Inundada
Inundada
Natural
Natural
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Tens
ão C
isal
hant
e (k
Pa)
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Deslocamento horizontal (mm)
Des
loca
men
to v
etic
al (m
m)
10 kPa20 kPa40 kPa80 kPa
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Deslocamento horizontal (mm)
10 kPa20 kPa40 kPa80 kPa
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
262
Figura 5.29 – Curvas tensão-deformação – amostras do ponto P-02 (0,70 – 1,00 m)
ensaios convencionais
Ao comparar os resultados dos ensaios na condição natural com a condição
inundada, as curvas de tensão cisalhante (τ) versus deslocamento horizontal (dh)
e deslocamento vertical (dv) versus deslocamento horizontal (dh), apresentaram
comportamento de compressão durante o cisalhamento.
Na Tabela 5.14 são apresentados as condições dos corpos de prova na
ruptura, e os parâmetros de resistência. As envoltórias de resistência na
Formação Barreiras apresentam bons ajustes lineares, sendo praticamente
paralelas com ângulo de atrito de atrito natural de 33,7o a 28,11o e na condição
inundado de 23,2º e 25,96º, para os Pontos P-01 (0,15-0,45 e 0,70-1,00m) e
ângulo de atrito de atrito natural 33,4o a 30,2o e na condição inundado de 23,7º e
28,7º, para os Pontos P-02 (0,15-0,45 e 0,70-1,00m) respectivamente, as
envoltórias de resistência se encontram nas figuras 5.30 a 5.31.
0
10
20
30
40
50
60
70
Tens
ão C
isal
hant
e (k
Pa)
-2,00
-1,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Deslocamento horizontal (mm)
Des
loca
men
to v
etic
al (m
m)
10 kPa20 kPa40 kPa80 kPa
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Deslocamento horizontal (mm)
10 kPa20 kPa40 kPa80 kPa
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
263
Tabela 5.14 – Condições dos corpos de prova na ruptura dos ensaios de cisalhamento direto convencionais.
Amostra Prof. (m)
Ensaio
CP No
CONDIÇÃO DE RUPTURA PARÂMETROS
Valores de Pico / Máximo c' ou c (kPa)
φ’ ou φ ( o ) dh
(mm)dv
(mm) σr
(kPa) τr
(kPa)
P – 01
(0,15-0,45)
CDN
01 4,03 0,03 10,40 10,24
1,0 33,7 02 5,41 0,41 23,15 18,34 03 4,11 0,11 46,27 34,62 04 2,15 -1,85 92,30 72,13
CDI
05 7,90 -1,09 10,96 5,46
0,4 23,2 06 6,15 -1,54 23,17 9,62 07 3,47 -1,52 46,31 20,73 08 5,63 -1,37 92,49 40
P – 01
(0,70-1,00)
CDN
09 14,32 0,32 10,35 7,79
2,55 28,11 10 4,78 0,78 23,17 11,92 11 3,94 -0,06 42,88 26,52 12 10,64 -0,36 92,44 55,17
CDI
13 18,96 -0,59 11,08 8,09
1,8 25,96 14 22,12 0,88 23,16 13,43 15 9,73 -1,27 45,74 27,62 16 9,64 -1,36 91,42 51,21
P – 02
(0,15-0,45)
CDN
17 15,71 1,75 11,16 10,4
4,2 33,4 18 19,34 1,34 21,45 19,85 19 19,47 2,47 46,33 34,4 20 22,31 0,31 85,56 60,53
CDI
21 18,97 -0,59 11,59 6,92
3,5 23,7 22 13,01 -0,98 23,16 14,83 23 17,72 -1,27 46,3 25,13 24 8,58 -1,46 92,5 43,41
P – 02
(0,70-1,00)
CDN
25 21,55 3,55 11,58 10,82
3,70 30,2 26 20,05 2,32 23,16 17,23 27 21,03 1,53 46,28 30,23 28 14,59 -0,41 92,42 57,76
CDI
29 18,91 -0,09 10,46 8,46
2,55 28,7 30 25,48 -0,10 21,01 15,19 31 19,33 -1,67 46,28 29,45 32 17,96 -1,04 93,42 57,23
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
264
Figura 5.30 – Envoltórias de resistência das amostras naturais e inundadas do
ponto P- 01 nas profundidades (0,15 – 0,45 e 0,70 – 1,00 m), ensaios de cisalhamento direto convencionais
Figura 5.31 – Envoltórias de resistência das amostras naturais e inundadas do
ponto P- 02 nas profundidades (0,15 – 0,45 e 0,70 – 1,00 m), ensaios de cisalhamento direto convencionais
P- 01: 0,15- 0,45m
(a) Amostra Natural
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Tens
ão C
isal
hant
e (k
Pa) 10 kPa
20 kPa40kPa80kPa
C =1 kPa / φ= 33.7ºR2 = 0.9984
(b) Amostra Inundada
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Tensão Normal (kPa)
Tens
ão C
isal
hant
e (k
Pa) 10 kPa
20 kPa40kPa80kPa
C =0.4 kPa / φ= 23.22ºR2 = 0.9988
(b) Amostra Inundada
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Tensão Normal (kPa)
10 kPa20 kPa40kPa80kPa
C =1.8 kPa / φ= 25.96ºR2 = 0.999
P- 01: 0,70-1,00m
(a) Amostra Natural
10 kPa20 kPa40kPa80kPa
C =2.55 kPa / φ= 28,11ºR2 = 0.996
P- 02 - (0,15 - 0,45)m
(a) Amostra Natural
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Tens
ai C
isal
hant
e (k
Pa)
10 kPa20 kPa40kPa80kPa
C =4.19 kPa / φ= 33.4ºR2 = 0.9974
(b) Amostra Inundada
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Tensão Normal (kPa)
Tens
ão C
isal
hant
e (k
Pa) 10 kPa
20 kPa40kPa80kPa
C =3.54 kPa / f= 23.7ºR2 = 0.9915
P- 02 - (0,70 - 1,00)m
(a) Amostra Natural
10 kPa20 kPa40kPa80kPa
C =3.79 kPa / φ= 30.19ºR2 = 0.9997
(b) Amostra Inundada
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Tensão Normal (kPa)
10 kPa
20 kPa
40kPa
80kPa
C =2.55 kPa / φ= 28.7ºR2 = 0.995
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
265
De acordo com os resultados dos ensaios de cisalhamento direto na
condição inundada e na umidade natural, verifica-se uma redução na resistência
para os ensaios inundados. Estes resultados sugerem que o ângulo de atrito é
menos afetado pela inundação do que o intercepto de coesão. A redução na
coesão pode ser influenciada pela quantidade de finos, mineralogia,
microestrutura, saturação, entre outros os quais influem no valor da sucção.
Ao analisar as curvas de Tensão Cisalhante (kPa) versus Deslocamento
Horizontal (mm) para os ensaios inundados, verifica-se que estas nem sempre
indicam com clareza um comportamento de resistência de pico. Em alguns casos
a tensão cisalhante aumenta até um valor máximo, permanecendo praticamente
constante com o aumento do deslocamento (típico de solos arenosos fofos).
Nas curvas de Deslocamento Vertical (mm) versus Deslocamento
Horizontal (mm) para os ensaios inundados, o comportamento encontrado foi
sempre de compressão (redução de volume).
Para os ensaios realizados com as amostras nas umidades naturais, nota-
se em alguns casos o surgimento de curvas com resistências de pico,
acompanhadas de dilatância (aumento de volume da amostra). O aparecimento de
resistências de pico acompanhadas de aumento de volume das amostras
(dilatância), para níveis baixos de tensões, é característico de solos estruturados
(com cimentação), fato este que confere ao solo um comportamento de “falso”
sobre-adensamento (similar ao observado em solos pré-adensados). Tal
comportamento também é influenciado pela sucção no solo.
Analisando tais resultados percebe-se que a água é a protagonista dos
desencadeamentos dos mecanismos erosivos, por meio de pequenos incrementos
de esforços solicitantes ou pela participação na diminuição de parâmetros de
resistência do solo. Esses incrementos podem ser provocados pelo aumento da
umidade, causando a elevação do peso especifico aparente e aumento das
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
266
pressões neutras pela percolação já a diminuição de parâmetros de resistência
pode ser provocados pela eliminação ou redução da coesão aparente.
Nas encostas com taludes quase verticais classificadas como áreas de
risco, de acordo com critérios convencionais de analises de estabilidade e sendo
consideradas inadequadas para construção, tem sido palco para o
desenvolvimento de moradias pela população de baixo poder aquisitivo,
contrariando a sua própria segurança.
Devido à variação de tipos de solo, condição geológica e ambiental, não se
pode generalizar, dessa forma o conhecimento das características da área, ou
seja, os parâmetros geotécnicos e hidrológicos, tornam-se essenciais. A água
proveniente das chuvas ou mesmo servida tem um papel fundamental nas
instabilizações do solo, torna-se imprescindível avaliar as suas características
buscando condições suficientes, bem como aspectos significativos da sua
influência na resistência do solo.
5.8 – Ensaio de Cisalhamento Direto com Sucção Controlada
Para obtenção de parâmetros de resistência não saturados se faz
necessários longos períodos de tempo, mesmo tendo contribuição significativa nos
meios geotécnicos, nos laboratórios de solos em geral não é pratica corriqueira.
Isso se deve ao tempo de estabilização das sucções impostas nos corpos de
prova para inicialização dos ensaios e obtenção dos parâmetros, que é
considerável. Nos solos estudados por apresentar um caráter bem arenoso foi
necessário um período de estabilização em torno de cinco dias.
Na Tabela 5.15 são apresentadas as condições iniciais de cada corpo de
prova nos ensaios de cisalhamento direto com sucção controlada.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
267
Tabela 5.15 – Condições iniciais dos corpos de prova dos ensaios de cisalhamento direto com sucção controlada.
Amostra Prof. (m)
Sucção Aplicada
(kPa)
CONDIÇÃO INICIAL DOS CP – ENSAIOS COM SUCÇÃO CONTROLADA
CP No
σn (kPa)
wo (%)
γs (kN/m3) eo
So (%)
P – 01
(0,15-0,45)
30 01 20 12,42 13,80 0,83 35,76 02 40 12,61 13,69 0,78 34,93 03 80 12,25 13,41 0,81 35,26
100 04 20 12,51 13,38 0,85 34,55 05 40 12,31 13,69 0,82 34,76 06 80 12,58 13,52 0,84 33,46
300 07 20 12,23 13,29 0,83 35,26 08 40 12,34 13,37 0,83 33,47 09 80 12,58 13,32 0,88 34,11
P – 02
(0,15-0,45)
30 10 20 12,31 13,21 0,84 32,50 11 40 12,63 12,89 0,85 31,56 12 80 12,52 13,05 0,87 33,12
100 13 20 12,43 13,66 0,86 32,66 14 40 12,24 13,69 0,84 31,87 15 80 12,57 13,32 0,87 32,61
300 16 20 12,33 13,98 0,88 32,33 17 40 12,35 13,77 0,85 33,25 18 80 12,58 14,02 0,87 32,26
Nas figuras 5.32 a 5.37 são apresentadas as curvas tensões cisalhantes (τ)
versus deslocamento horizontal (dh) e deslocamento vertical (dv) versus
deslocamento horizontal (dh) para os diferentes valores de sucção nos pontos P-
01 e P-02 (0,15 – 0,45m). Observa-se que os ângulos obtidos para as sucções de
30kPa, 100kPa e 300kPa apresentam-se ligeiramente crescente, indicando que a
percentagem presente de areia silte-argilosa da Formação Barreiras apresenta
uma melhor transferência de sucção, elevando a rigidez e, por conseguinte o
intercepto coesivo, corroborando com valores encontrados por LAFAYETTE
(2006).
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
268
a) sucção de 30kPa; b) sucção de 100 kPa
Figura 5.32 – Curvas tensão-deformação – amostras do ponto P- 01 (0,15 – 0,45 m) ensaios com sucção controlada – a) sucção de 30kPa; b) sucção de 100 kPa
Ensaio de Cisalhamento: P- 01: 0,15- 0,45m
Sucção de 30kPa
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Tensão Normal (kPa)
Tens
ai C
isal
hant
e (k
Pa)
20 kPa40kPa80kPa
C =14.85 kPa / φ= 37.66ºR2 = 0.9994
Ensaio de Cisalhamento: P- 01: 0,15- 0,45m Sucção 100 kPa
0102030405060708090
100110120
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Tensão Normal (kPa)
Tens
ai C
isal
hant
e (k
Pa)
20 kPa40 kPa80 kPa
C =16,25 kPa / φ= 42,22ºR2 = 0.999
Figura 5.33 – Envoltórias de resistência das amostras do ponto P- 01 na
profundidade de 0,15 a 0,45m, sucção de 30 e 100kPa ensaios de cisalhamento direto com sucção controlada
010
2030
4050
6070
8090
Tens
ão C
isal
hant
e (k
Pa)
20 kPa
40 kPa
80 kPa 0
20
40
60
80
100
120
20 kPa40 kPa80 kPa
-0,30
-0,20
-0,10
0,00
0,10
0,20
0,30
0 1 2 3 4 5 6 7 8
-0,50-0,40-0,30-0,20-0,100,000,10
0 1 2 3 4 5 6 7 8Des
loca
men
to v
etic
al (m
m)
Deslocamento horizontal
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
269
Figura 5.34 – Curvas tensão-deformação e envoltória de resistência – amostras do
ponto P- 01 (0,15 – 0,45 m) ensaios com sucção controlada – Sucção de 300 kPa
Os solos dos pontos apresentaram incrementos de ângulo de atrito com
aumento consecutivo da sucção de respectivamente, 4,56º (30kPa→100kPa) e
1,23º (100kPa→300kPa) para o ponto P-01 e para o ponto P-02 de 5,54º
(30kPa→100kPa) e 4,18º (100kPa→300kPa). De acordo com CAMPOS (1997)
essas variações de φ´ devido à elevação da sucção poderiam decorrer de
variações da sucção, que aumentariam o grau de entrosamento dos grãos,
independente da tensão que está aplicada.
0
20
40
60
80
100
120
0 1 2 3 4 5 6 7 8
D eslo cament o ho r izo nt al ( mm)
20 kPa40 kPa80 kPa
-0,40
-0,30
-0,20
-0,10
0,00
0,10
0,20
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Deslocamento horizontal (mm)
Des
loca
men
to v
etic
al (m
m)
Ensaio de Cisalhamento: P- 01: 0,15- 0,45m Sucção 300 kPa
0
10
2030
40
50
60
70
8090
100
110
120
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Tensão Normal (kPa)Te
nsai
Cis
alha
nte
(kPa
)
20 kPa40 kPa80 kPa
C =20,02 kPa / φ= 44,14ºR2 = 0.998
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
270
a) sucção de 30kPa; b) sucção de 100 kPa Figura 5.35 – Curvas tensão-deformação – amostras do ponto P- 02 (0,15 – 0,45 m)
ensaios com sucção controlada – a) sucção de 30kPa; b) sucção de 100 kPa
Ensaio de Cisalhamento: P- 02: 0,15- 0,45m Amostra Natural
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Tensão Normal (kPa)
Tens
ai C
isal
hant
e (k
Pa) 20 kPa
40kPa80kPa
C =17.22 kPa / φ= 34.42ºR2 = 0.997
Ensaio de Cisalhamento: P- 02: 0,15- 0,45m Sucção de 100 kPa
0102030405060708090
100110120
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Tensão Normal (kPa)
Tens
ai C
isal
hant
e (k
Pa)
20 kPa40 kPa80 kPa
C =23,04 kPa / Φ= 39,96ºR2 = 0.947
Figura 5.36 – Envoltórias de resistência das amostras do ponto P-02 na
profundidade de 0,15 a 0,45m, sucção de 30 e 100kPa ensaios de cisalhamento direto com sucção controlada.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Tens
ão C
isal
hant
e (k
Pa)
20 kPa40 kPa80 kPa
-0,30
-0,20
-0,10
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Des
loca
men
to v
etic
al (m
m)
0
20
40
60
80
100
120
20 kPa40 kPa80 kPa
-0,30
-0,20
-0,10
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Deslocamento horizontal
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
271
Figura 5.37 – Curvas tensão-deformação e envoltória de resistência – amostras do
ponto P- 02 (0,15 – 0,45 m) ensaios com sucção controlada – Sucção de 300 kPa
Ao analisar as curvas de Tensão Cisalhante (kPa) versus Deslocamento
Horizontal (mm) para os ensaios com sucção controlada, verifica-se que estas
nem sempre indicam com clareza um comportamento de resistência de pico. Em
alguns casos a tensão cisalhante permanece praticamente crescente com o
aumento do deslocamento apresentando comportamento de rupturas plásticas
semelhantemente a um solo normalmente consolidado (típico de solos arenosos
fofos).
As variações encontradas para φ’, em razão do incremento de sucção,
podem ser atribuídas à variação estrutural e ao decréscimo dos índice de vazios
observados, quando se eleva a sucção.
0
20
40
60
80
100
120
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Deslocamento horizontal (mm)
Tens
ão C
isal
hant
e (k
Pa)
20 kPa40 kPa80 kPa
-0,40
-0,30
-0,20
-0,10
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Deslocamento horizontal (mm)
Des
loca
men
to v
etic
al (m
m)
Ensaio de Cisalhamento: P- 02: 0,15- 0,45m Sucção de 300 kPa
0102030405060708090
100110120
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Tensão Normal (kPa)Te
nsai
Cis
alha
nte
(kPa
)
20 kPa40 kPa80 kPa
C =23,14 kPa / φ= 43,45ºR2 = 0.983
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
272
Resultados da literatura FREDLUND et al. (1995), VANAPALLI et al.
(1996a) e VANAPALLI et al. (1996b) mostram que até o valor de entrada de ar a
resistência de um solo aumenta linearmente com a sucção. A partir deste valor a
resistência aumenta de forma não linear, até a sucção correspondente a umidade
residual, a partir da qual o aumento na resistência passa a ser insignificante. As
curvas características do Ponto P- 01 e P-02 (apresentadas nas figuras 5.20 e
5.21) referentes às amostras onde foram realizados os ensaios com sucção
controlada, mostram valores de entrada de ar baixos, variando numa faixa de 0,1
a 1 kPa. Estes baixos valores a sucção na entrada de ar justificam essa não
linearidade.
Alguns fatores podem intervir no processo erosivo e são relacionados em
três grupos, com as propriedades do solo, em seu estado natural, incluindo a
físico-química e mineralogia; os fatores ambientais, que influenciam nas variações
das forças internas do sistema solo-água e os fatores relacionados com o estado
tensional do solo, neste caso o carregamento a que está submetido, bem como a
sucção e estrutura desse solo.
Como o solo estudado em campo encontra-se na condição não saturada a
resistência ao cisalhamento é acrescida da parcela de coesão devido a sucção
estando o solo superficial mais fofos a sucção é a responsável pela variação da
resistência ao cisalhamento. O desgaste do solo de uma encosta a partir da ação
direta dos agentes responsáveis pela degradação pode contribuir também para
redução dessa resistência, o que facilita a instabilização do solo. 5.9 – Análise Química
5.9.1 – Análise Química dos Solos
Neste item serão apresentados os resultados e as análises dos ensaios
químicos referentes ao solo presente no local de estudo. Na análise química dos
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
273
solos foram realizados ensaios de complexos sortivos, pH, análise química total e
da água intersticial.
5.9.1.1 Análise química da fração terra fina Na Tabela 5.13 são apresentadas as propriedades químicas dos solos
analisados, cátions, valores da CTC, saturação por base (V), pH e M.O, obtidos
por análise química da fração terra fina (≤ 2mm).
Os cátions existentes no solo influenciam na floculação e na sua
plasticidade. A distribuição dos cátions com a profundidade, apresentados na
Tabela 5.13 para o ponto P – 01 nas profundidades de 0,15 a 0,45 e 0,70 a 1,00m
praticamente não houve grandes variações nos valores de Na+ + K + Mg++, apenas
para os valores de Ca++ e H+ é verificado um decréscimo com a profundidade. Já
no ponto P – 02, não se observa variação para o Na+ e os valores de K+ e Ca++,
verifica-se um decréscimo considerável, já o magnésio um pequeno aumento. Os
valores dos cátions trocáveis (S= Ca++ + Mg++ + Na+ + K+) indicam baixos teores
de bases trocáveis (inferiores a 18cmolc/kg). Com base nos resultados pode se
verificar através dos valores da percentagem de saturação de bases (V = (Ca++ +
Mg++ + Na+ + K+)/CTC) para os pontos estudados apresentaram sempre maior que
50%, e de acordo com PRADO (1995) são típicos de solos eutróficos, classificado
como um solo fértil com reserva de nutrientes.
Os valores da capacidade de troca catiônica (CTC = S + H++ Al+++)
apresentaram atividade baixa para os solos estudados (< 24 cmol(+)/Kg), tanto no
ponto P – 01 como no ponto P – 02, variando de 7,55 a 4,97 e 6,18 a 3,37
meq/100g respectivamente, apresentando características típicas de argilas
cauliníticas (3 – 15 mE/100ml) conforme Tabela 5.16, verifica-se ainda que seus
valores apresentam comportamento decrescente com as profundidades
estudadas.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
274
Segundo GUERRA (1991) a quantidade de matéria orgânica nos solos,
bem como seu relacionamento com as propriedades do solo, ou seja,
características da encosta, cobertura vegetal, erosividade e uso da terra afetam
diretamente erodibilidade do solo. Solos que apresentam maior teor de matéria
orgânica levam a formação de um maior teor de agregados, reduzindo a
possibilidade das formações das crostas e de erodibilidade os solos. De acordo
com GREELAND et al. (1975) solos que apresentam teor de matéria orgânica
abaixo de 3,5% apresentam agregados instáveis. Nos pontos estudados apenas o
ponto P – 02 (0,70 – 1,00m) verificou-se que este apresenta instabilidade nos seus
agregados. Entretanto, DE PLOEY e POESEN (1985) consideram o limite de 2%,
sendo mais conservadores, dessa forma todos os pontos foram classificados
como solos estáveis.
O pH é um fator controlador da erodibilidade, pois não é uma característica
fixa no solo, podendo variar com as mudanças de regime das chuvas que torna os
solos em ácidos ou mais alcalinos.
A relação do pH com a erodibilidade de acordo com estudos de
WISCHMEIR (1959) é atribuída a correlações do pH com os elementos que
participam das soluções químicas dos solos, como o sódio, o cálcio, entre outros.
A acidez do solo (pH) foi determinada em água e em solução normal de
KCl, os resultados são apresentados na Tabela 5.16, os valores de pH oscilaram
de 6,0 a 6,9 em água e em KCl de 5,7 a 7,1, indicando solos ácidos a
praticamente neutros. A diferença entre o pH em KCl e o pH em água é dado por
ΔpH = pH KCl – pHágua. A determinação do ΔpH indica se o alumínio está com sua
maior parte na forma trocável ou não trocável. O aumento dos cátions H+ + Al+++
trocáveis corresponde a uma diminuição do pH do solo, pois H+ + Al+++ são
responsáveis pela acidez do solo. Verifica-se que, para os valores obtidos, o pH
em KCl a 1N foram menores que o pH em água. A indicação do ΔpH negativo
constata a presença de alumínios trocáveis e predominância de minerais de argila
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
275
(menos intemperizados), enquanto que no ΔpH positivo significa que está havendo
excesso de cargas positivas, uma das indicações do avanço do estágio de
intemperização e presença maior de óxi-hidróxidos de ferro e alumínio.
Com o pH alto e predominância de cálcio na solução pode ocorrer maior
floculação pela dispersão do oxigênio, provocando maior atividade biológica e,
conseqüentemente, maior intensidade de agregação. No entanto, se predomina
sódio e potássio ocorre dispersão excessiva dos colóides e se perde a
estabilidade dos agregados.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
276
Tabela – 5.16 – Propriedades químicas dos solos: Pontos P- 01 e P- 02
Ponto
Prof. (m)
Cátions Trocáveis Meq/100g do solo Valor
S CTC Valor V
Saturação com pH Relação
C/N M.O (%)
Fósforo Assimilável (Mherlich) Na+ K+ Ca++ Mg++ H+ Al+++
Alumínio 100Al++
S + Al+++
Sódio 100Na+
T H2O KCl
1N
P – 01 0,15 - 0,45
0,13 0,22 4,30 0,92 1,98 0,00 5,57 7,55 74 0,00 1,72 7,1 6,9 14 9,65 50
P – 01 0,70 - 1,00
0,13 0,23 3,69 0,92 0,00 0,00 4,97 4,97 100 0,00 2,62 6,3 6,0 15,33 7,93 40
P – 02 0,15 - 0,45
0,06 0,11 3,18 0,51 2,31 0,00 3,87 6,18 63 0,00 0,97 6,6 6,2 16,5 5,69 6
P – 02 0,70 - 1,00
0,06 0,03 1,02 0,72 1,54 0,00 1,83 3,37 54 0,00 1,97 6,0 5,7 6,5 2,24 1
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
277
5.9.1.2 Análise química para os elementos maiores (óxidos na fração de solo total)
Os estudos dos elementos mais importantes na composição dos solos (Al,
Si, Fe, Ti, Ca, Mg e K) e as relações moleculares Ki e Kr, são apresentados na
Tabela 5.17.
Os resultados mostram que são significativos os teores de SiO2, Al2O3 e
Fe2O3 fazendo parte da maioria dos minerais presentes nestes solos. Os teores de
consideráveis de sílica (SiO2) apresentando > 50%, (com percentuais variando de
54 a 57%) estão de acordo com a composição quartzosa destes solos e indica
uma maior lixiviação do silício nesses solos. Já o percentual de óxido de Al2O3
variaram em torno de 16 a 19% e essa concentração, pode está relacionada com
a profundidade, onde os maiores percentuais se encontram nas camadas mais
superficiais, as quais possuem maiores graus de alteração dos argilominerais
presentes na sua composição. A presença de óxido de ferro Fe2O3 é devido a
oscilação do nível freático que oxidou e reduziu o ferro dentro da faixa de variação
da água fixando o ferro sob a forma de oxido e hidróxido.
Os altos valores de Ki e Kr podem ser explicados devido à inclusão das
frações areia fina e silte na análise, fora dos padrões esperados com relação à
análise dos elementos maiores, somente para a fração argila. Certamente nesses
índices verifica-se tendências mais definidas se fossem analisados em maiores
profundidades. Geralmente seus valores são menores nas camadas superficiais
indicando um maior grau de intemperização nos solos e tendências mais definidas
à medida que se aproxima da rocha sã.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
278
Tabela – 5.17 – Óxidos e relações moleculares
Elementos
(%)
Pontos
P – 01
(0,15 – 0,45 m)
P – 01
(0,70 – 1,0 m)
P – 02
(0,15 – 0,45 m)
P – 02
(0,70 – 1,0 m)
SiO2 54,21 56,91 57,10 57,19
Al2O3 17,09 16,10 18,34 19,29
Fe2O3T 15,30 13,92 12,54 12,35
TiO2 3,78 3,55 3,64 3,66
P2O5 1,34 1,42 1,28 1,15
CaO 1,41 1,73 1,01 0,45
ZrO2 0,44 0,35 0,46 0,38
K2O 0,25 0,26 0,19 0,13
SO3 0,24 0,23 0,21 0,15
MgO 0,05 0,05 0,04 0,03
Cl 0,08 ------ ------ 0,04
Cr2O3 0,10 0,11 0,07 0,11
MnO 0,03 0.04 0,03 0,03
NiO 0,02 0,02 0,02 0,02
ZnO 0,02 0,03 0,02 -----
Ga2O3 0,02 0,01 0,02 0,02
As2O3 0,01 ------ ------- 0,01
Br 0,01 ------ 0,01 0,01
SrO 0,02 0,02 0,02 0,01
Y2O3 0,01 ------- ------- -------
Nb2O5 0,01 0,01 0,01 0,01
PF 5,56 5,30 5,21 5,41
Total 100,00 100,06 100,21 100,43
Ki 5,39 6,01 5,29 5,04
Kr 3,43 3,87 2,17 2,11
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
279
5.9.1.3 – Análise química da água
A análise química da água foi realizada junto ao Laboratório da AGROLAB -
Análises Ambientais Ltda., em Recife – PE, tendo como objetivo a determinação
dos principais cátions metálicos para avaliar a dispersibilidade de solos argilosos.
As amostras de água obtidas para análise foram, a solução intersticial extraídas
dos pontos de amostragem de solos indeformados e dos locais de despejos de
águas servidas conforme descrito no Capítulo 4. Nessa pesquisa a coleta dos
líquidos na área de pesquisa constou de análises quantitativas (águas servidas) e
qualitativas (águas servidas, água intersticial do solo e água do tanque coletor
proveniente das chuvas).
5.9.1.3.1 Coleta de da água para verificação da vazão e análise química Como foram observadas as descargas antrópicas não eram constante no
local e seus despejos na área são pontuais, não havendo uma concentração de
fluxos das várias moradias para um mesmo local. Com o intuito de verificar a
magnitude dos despejos foram realizadas coletas semanais em cada moradia para
uma possível extrapolação da magnitude desses volumes anuais. Foram
coletadas também amostras de águas servidas de três pontos de despejos, do
tanque coletor e da chuva, na Tabela 5.18 estão apresentados os resultados
obtidos.
De acordo com AYERS e WESTCOT (1999) o pH é o índice que caracteriza
o grau de acidez ou alcalinidade de um ambiente. As águas de baixa salinidade
têm algumas vezes, valores de pH fora do normal, e somente este fato indica a
possibilidade de um desequilíbrio de íons e a necessidade de se realizar análise
química completa, para se estabelecer sua causa.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
280
5.18 – Resultados das coletas de da água para análise química
Parâmetros Resultados Ponto 1 Ponto 2 Ponto 3 Ponto 4
Ph 6,3 6,2 6,1 6.78 Alcalinidade Total (mg/L) 144,1 142,1 139,3 172.9 Condutividade Elétrica (μS/cm) a 25º C 865,0 900,0 879,0 543 SDT - Sólidos DissolvidosTotais (mg/L) 499,0 510,0 507,0 302 SST - Sólidos SuspensosTotais (mg/L) 3.101,0 2.290,0 2075,5 2,455.5 Demanda Bioquímica de Oxigênio - DBO5,20 (mg/L) 378,6 318,8 307,5 48.5 Demanda Química de Oxigênio - DQO (mg/L) 727,7 841,0 837,6 79 Óleos e Graxas (mg/L) 46,4 32,6 31,4 11 Cloreto (mg/L) 158,5 177,5 165,5 102 Amônia (mg/L) 0,75 1,15 0,98 0.01 Cálcio (mg/L) 20,5 12,3 10,1 9.2 Magnésio (mg/L) 10,0 15,0 12,0 7.63 Potássio (mg/L) 13,3 15,6 14,4 10.2 Sódio (mg/L 145,6 145,6 145,6 118.5 Fósforo reativo total (mg/L) 0,66 1,69 1,57 1.07 Coliformes Totais (NMP/100mL) >1600 >1600 >1600 >1600 Escherichia coli (NMP/100mL) >1600 >1600 >1600 >1600
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
281
Os problemas de salinidade e toxicidade são diferentes. A toxicidade ocorre
internamente na vegetação e não é provocada pela falta de água. Os danos
podem reduzir os rendimentos e sua magnitude depende do tempo da
concentração dos íons e da sensibilidade da vegetação local. Os íons tóxicos
comumente encontrados são o cloreto e o sódio e podem provocar
individualmente ou em combinação o aumento da RAS.
A toxicidade mais freqüente é provocada pelo cloreto contido na água. O
cloreto não é retido nem adsorvido pelas partículas de solo, em que se desloca
facilmente com a água do solo, entretanto é adsorvido pelas raízes e se sua
concentração excede a tolerância da planta, podem produzir danos como necrose
e desfolhação. A tolerância ao cloreto está tão bem documentada como a
tolerância das plantas à salinidade.
A toxidade do sódio é mais difícil de diagnosticar que a do cloreto, porém
tem sido identificada claramente como resultado de alta proporção de sódio na
água (alto teor de sódio ou RAS). Em contraste com os sintomas de toxidade do
cloreto, os quais se iniciam no ápice das folhas, os sintomas típicos do sódio
aparecem na forma de queimaduras ou necroses ao longo das bordas das folhas.
De acordo com AYERS e WESTCOT (1999) solos com alto teor de
magnésio trocável apresentam problemas de infiltração.
Diante dos resultados obtidos os níveis dos teores dos parâmetros
analisados pode contribuir de certa forma para o empobrecimento do solo e
conseguinte morte da vegetação. Como pode ser observado em algumas locais da
encosta já observa-se nitidamente a falta de vegetação, necessitando de um
melhoramento do solo, para implantação de vegetação adequada para conter o
processo de erosividade e erodibilidade.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
282
5.10 – Análise Mineralógica do Solo Com o objetivo de melhor compreensão na interpretação dos resultados
laboratoriais e de campo, nos itens subseqüentes, foi realizada uma análise
mineralógica da fração granular (areia), utilizando uma lupa binocular e da fração
argila e silte através de um difratograma de raio X. Essas análises, conforme
descrito no Capítulo 6 foram realizadas no LAGESE (Laboratório de Geologia
Sedimentar) da Universidade Federal de Pernambuco.
5.10.1 Fração areia
A maioria dos solos arenosos ou areno siltosos são considerados como de
alta erodibilidade por serem mais instáveis. De acordo com POESEN (1984) o teor
de areia e de silte na composição granulométrica do solo é de grande importância
no deslocamento de partículas.
A fração granular nos dois pontos P-01 e P-02 nas profundidades 0,15-
0,45m e 0,70-1,00m é composta por grãos mal selecionados, subarredondados e
subangulosos (grãos com várias dimensões) formados predominantemente de
quartzo conforme análise química do solo. Esses subarredondamento dos grãos
reflete características de possível deposição de sedimento sob altas energias. Em
alguns grãos de quartzo mesmo após lavagem pode se observar películas de
óxido de ferro revestindo-os (figuras 5.38 e 5.39) com uma tonalidade amarelo-
avermelhada, decorrentes provavelmente da alteração dos minerais opacos,
confirmando os teores de óxidos de ferro nas análises químicas dos solos.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
283
Figura 5.38 – Analise Mineralógica do solo no ponto P-01 nas profundidades de (0,15 – 0,45 e 0,70-1,00m)
Figura 5.39 – Analise Mineralógica do solo no ponto P-02 nas profundidades de (0,15 – 0,45 e 0,70-1,00
Grãos revestidos por óxido de ferro
Grãos subarredondado
Grãos revestidos por óxido de ferro
Grãos subarrendodados
Quartzos
Quartzos
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
284
5.11 – Análise Difratométricas das Amostras As Análises difratométricas foram realizadas com o difratômetro de raios-X
modelo SIEMENS D5000. A varredura utilizada em todas as amostras
compreendeu o intervalo de 5 a 45º (graus), pois se verificou que este intervalo de
varredura foi suficiente para a identificação dos minerais presentes no material
analisado.
Conforme dito no Capitulo 4, as confecções das lâminas, bem como
tratamento foram realizados no Laboratório de Ciências do Solo pertencente a
Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE). As lâminas de argila e silte
utilizadas foram submetidas aos tratamentos: saturação com magnésio e Glicerol
e saturadas com potássio.
Considerando a identificação dos minerais presentes nas amostras a
Tabela 5.19 abaixo apresenta na primeira coluna os minerais identificados e na
coluna seguinte os principais picos de cada mineral presente na literatura. Tabela 5.19 – Principais picos de cada mineral presente na literatura identificado
nas análises
Minerais Identificados Principais Picos
Quartzo 4,26; 3,34; 1,81; 1,54Caulinita 7,10; 3,57; 2,55; 2,49
Muscovita 9,95; 3,37; 2,66; 2,45Albita 4,02; 3,75; 3,64; 3,20
Ortoclásio 4,22; 3,77; 3,46; 3,31
As amostras analisadas nos pontos P-01 e P-02 (mostrado nos gráficos das
figuras 5.40 a 5.51 de acordo com a especificação, foram divididas e saturadas
por Magnésio (Mg/Glicerol) e com Potássio (K) contendo um total de 16 amostras,
sendo 8 saturadas por Mg/Glicerol e 8 por K. As amostras são compostas por
material fracionado nas frações silte e argila e estão listadas na Tabela 5.20.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
285
Tabela 5.20 – Identificação das amostras para análise de difração
Identificação do Laboratório
Amostras Ponto/profundidade (m)
Fração das Amostras
Amostras Saturadas
com Mg/Glicerol
5579-1 P-01 (0,15 - 0,45)
Silte 5575-2 P-01 (0,70 -1,00) 5577-3(3) P-02 (0,15 - 0,45) 5582-4(4) P-02 (0,70 - 1,00) 5574-1(5) P-01 (0,15 - 0,45)
Argila 5578-2(6) P-01 (0,70 -1,00) 5576-3(7) P-02 (0,15 - 0,45) 5580-4(8) P-02 (0,70 - 1,00)
Amostras Saturadas
com Potássio
5764-1 P-01 (0,15 - 0,45)
Argila 5762-3 P-01 (0,70 -1,00) 5760-5 P-02 (0,15 - 0,45) 5758-7 P-02 (0,70 - 1,00) 5756-9 P-01 (0,15 - 0,45)
Silte 5754-11 P-01 (0,70 -1,00) 5752-13 P-02 (0,15 - 0,45) 5750-15 P-02 (0,70 - 1,00)
As amostras iniciais saturadas com Mg/Glicerol de fração silte apresentam
um alto grau de cristalinidade, com picos bem definidos. Os picos presentes
nesses difratogramas conferem com os principais picos do padrão do quartzo,
indicando que este mineral esta presente em todas as quatro amostras. A amostra
P-01 (0,15-0,45m) apresentou ainda picos que conferem com o padrão do
ortoclásio. E a amostra P-02 (0,15-0,45m) contém o feldspato albita, conforme
vemos pelos picos deste mineral presente no difratograma. Nessas amostras
podemos afirmar que o percentual de quartzo é superior ao do ortoclásio e da
albita, conforme pode ser observado pela maior intensidade dos picos desse
mineral.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
286
Figura 5.40 – Difratogramas de Raio X da fração silte para amostra do ponto P- 01
(0,15 - 0,45m) e (0,70 - 1,00m)
Figura 5.42 – Difratogramas de Raio X da fração silte para amostra do ponto P- 02
(0,15 - 0,45m) e (0,70 - 1,00m) Nas amostras seguintes saturadas com Mg/Glicerol de fração argila, todas
elas mostraram a presença apenas da argila caulinita, conforme é observado pelo
padrão dos picos deste mineral em todos os quatros difratogramas, apresentando
também um alto grau de cristalinidade de suas placas, considerando a boa
difração obtida desta argila, com seus picos bem definidos.
As amostras 5764-1, 5762-3, 5760-5, 5758-7, mostraram um bom padrão
difratométrico, o que indica uma alta cristalinidade dos minerais nas amostras.
Nessas quatro amostras podemos constatar a presença da argila caolinita,
conforme pode ser observado a partir dos picos obtidos do difratogramas e dos
picos padrão do mineral caulinita.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
287
Figura 5.43 – Difratogramas de Raio X da fração argila para amostra do ponto P- 01
(0,15 - 0,45m) e (0,70 - 1,00m)
Figura 5.44 – Difratogramas de Raio X da fração argila para amostra do ponto P- 02
(0,15 - 0,45m) e (0,70 - 1,00m)
Figura 5.45 – Difratogramas de Raio X da fração argila para amostra do ponto P- 01
(0,15 - 0,45m) e (0,70 - 1,00m)
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
288
Figura 5.46 – Difratogramas de Raio X da fração argila para amostra do ponto P- 02
(0,15 - 0,45m) e (0,70 - 1,00m)
O difratograma da amostra 5456-9 apresenta picos bem definidos que
conferem sem dúvida ao padrão do quartzo, permitindo a afirmação de que este é
o único mineral presente nesta amostra.
Já a amostra 5755-10(1K) apresenta um difratograma com os seus picos
menos regulares, este fato se deve a presença de três minerais distintos nesta
amostra (quartzo, caulinita e muscovita) com superposição de seus picos.
Conforme pode ser observado o quartzo esta presente com mais abundância,
seguindo da muscovita e da caulinita.
A amostra 5754-11 já apresenta picos mais distintos no difratograma,
indicando a presença do quartzo responsável pelos picos de maior intensidade
porque é o mineral mais abundante na amostra e a muscovita que também está
presente.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
289
Figura 5.47 – Difratogramas de Raio X da fração silte para amostra do ponto P- 01
(0,15 - 0,45m) e (0,70 - 1,00m)
Figura 5.48 – Difratogramas de Raio X da fração silte para amostra do ponto P- 02
(0,15 - 0,45m) e (0,70 - 1,00m)
Nas figuras 5.50 a 5.53 são apresentados os difratogramas gerais dos
pontos P-01 e P-02 sem fracionamento dos minerais, complementando o que foi
apresentado anteriormente.
Os solos estudados pertencentes a Formação Barreiras são constituídos
por acumulação sedimentar heterogênea, sobretudo com aportes terrígenos
alóctones. Disso resulta uma composição menos aluminosa por isso em
contraposição pode conter mais quartzo. Nesses solos quando a alteração
supergênica é mais forte (clima chuvoso) tendem a sofrer remoção de
argilominerais, que são carreados mais facilmente pelo escoamento superficial,
acarretando maior susceptibilidade ao processo erosivo.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
290
Figura 5.49 – Difratogramas de Raio X para amostra do ponto P- 01 (0,15 - 0,45m)
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
291
Figura 5.50 – Difratogramas de Raio X para amostra do ponto P- 01 (0,70 - 1,00m)
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
292
Figura 5.51 – Difratogramas de Raio X para amostra do ponto P- 02 (0,15 - 0,45m)
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
293
Figura 5.52 – Difratogramas de Raio X para amostra do ponto P- 02 (0,70 - 1,00m)
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
294
5.12 – Análise Microestrutural do Solo
As análises das micro-estruturas do solo permitem observar características
microestruturais importantes, auxiliando no entendimento do comportamento
mecânico do solo. A estrutura do solo são combinações de arranjos e cimentações
das suas partículas e é extremamente complexa e depende de diversos fatores,
tais como a estrutura geológica (falhas, fraturas, descontinuidade, etc.). A análise
microestrutura do solo foi realizada por meio de microscopia eletrônica de
varredura (MEV).
A análise da microestrutura do solo em sistemas susceptíveis à erosão
pode ajudar muito na compreensão de certos comportamentos e na busca de
soluções. As análises microestruturais do solo têm servido como importante
auxílio na compreensão do comportamento e funcionamento dos sistemas
pedológicos e como fortes aliadas de outros indicadores, utilizados há bastante
tempo nos estudos de erosão. Esses aspectos do comportamento estrutural das
amostras sua disposição e detalhes dos micro e macro poros estão apresentados
e discutidos nas figuras a seguir. Nas figuras 5.53 a 5.56, estão apresentados os
resultados representativos dos pontos P-01 e P-02 nas profundidades de 0,15 –
0,45 m e 0,70 – 1,00 m. As estruturas dos solos de um modo geral são
constituídas por grãos de quartzo que se encontram revestidos de forma parcial ou
total de material fino (argila e óxido de ferro). Trata-se de uma matriz
potencialmente fina com grãos mal selecionados (subarredondados e
arredondados), confirmando a composição mineralógica. Identificam-se alguns
empacotamentos simples, onde os grãos se conectam diretamente, pontes de
argila, micro e macro poros e microagregados. Nas figuras pode-se observar o
nível intenso de intemperismo sofrido pelos solos e esse arranjo com disposições
caóticas, apresentando um aspecto de fragilidade estrutural e susceptibilidade à
erosão quando expostos à ação do fluxo superficial.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
295
(a) (b)
(b) (c)
(d) (e)
Figura 5.53 – Análise microestrutural do solo situado no ponto P – 01 – 0,15-0,45m
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
296
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
(g)
Figura 5.54 – Análise microestrutural do ponto P – 01 – 0,70-1,00m
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
297
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f) Figura 5.55 – Análise microestrutural do ponto P – 02 – 0,15-0,45m
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
298
(a) (b)
(e) (f)
(g)
Figura 5.56 – Análise microestrutural do ponto P – 02 – 0,70-1,00m
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
299
5.13 – Análise pela Metodologia MCT
A técnica permite avaliar propriedades fundamentais dos solos associados
à contração, permeabilidade, expansão, coeficiente de penetração d'água,
coesão, capacidade de suporte, utilizando corpos de prova de dimensões
reduzidas. Nas figuras 5.57 a 5.60 são apresentadas as coletas de sedimentos
dos corpos de provas para cada ponto e profundidade estudadas. As cápsulas
foram retiradas após 24horas.
Figura 5.57 – Disposição dos moldes para coleta de sedimentos P-01 (0,15 – 0,45m)
Figura 5.58 – Coleta de sedimentos retido nas cápsulas P-01 (0,70 – 1,00m)
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
300
Figura 5.59 – Coleta de sedimentos retido nas cápsulas P-02 (0,15 – 0,45m)
Figura 5.60 – Coleta de sedimentos retido nas cápsulas P-02 (0,70 – 1,00m)
Na classificação MCT as amostras de solo P-01 e P-02 nas profundidades
de 0,15-0,45m e 0,70-1,00m foram classificadas no grupo NA', como apresentado
na Figura 5.61. São solos areno-argilosos, pouco plásticos, com finos não
lateríticos; infiltrabilidade e permeabilidades médias; possuem superfícies
expostas com resistência variável, podendo desagregar ou liquefazer sob a ação
de água corrente e erodibilidade difícil de ser prevista pela classificação MCT.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
301
Figura 5.61 – Ábaco de classificação dos solos - Metodologia MCT.
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0Coeficiente c'
Coe
ficie
nte
e'P-01 (0,15 - 0,45m)P-01 (0,70 - 1,00m)P-02 (0,15 - 0,45m)P-02 (0,70 - 1,00m)
LA
NA'
NS' NG
LA'
NA
LG'
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
302
5.14 – Síntese dos Ensaios
Este item trata a princípio de reunir as informações obtidas em ensaios
realizados em campo e em laboratório. Na investigação de campo são descritas
as características dos perfis, com definições das camadas a serem investigadas
experimentalmente (solos da Formação Barreiras) e permeabilidade de campo
utilizando o permeâmetro Guelph. Em laboratório são descritos aspectos
referentes as caracterizações físicas, químicas e mineralógicas, sucção,
compressibilidade e resistência (convencional e com sucção controlada).
A seguir é apresentada uma breve síntese dos principais pontos das
investigações e apresentadas na Tabela 5.21 e Tabela 5.22 as informações
referentes as investigações de campo e de laboratório.
• Foi identificada na área de estudo a gênese da Formação Barreiras,
sedimentologicamente, esta formação é constituída por fácies de canal
fluvial, o que determina maior suscetibilidade aos processos erosivos;
• Não há variação considerável em relação aos percentuais de areia e argila
nas profundidades dos pontos P-01 e P-02, sendo a fração areia
predominante;
• Com o Permeâmetro Guelph é observado uma pequeno acréscimo da
permeabilidade com a profundidade, tanto no ponto P-01 quanto no ponto P-
02, esta tendência está coerente com a ordem de valores dos ensaios
realizados com o Tri-flex 2, com os valores dos índices de vazios e as
características granulométricas, no qual indicam um aumento no percentual
de areia;
• A análise química verificou que a capacidade de troca catiônica foi baixa para
os pontos P-01 e P-02, sendo típicas de argilas cauliníticas.
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
303
Tabela 5.21 – Resumo dos parâmetros obtidos nos ensaios de campo e laboratório
Tabela 5.22 – Resumo dos parâmetros obtidos nos ensaios de laboratório
Ponto
Prof. (m)
Composição mineralógica
Curva caract.
Compressibilidade
Resistência ao cisalhamento
Convenc. Sucção Controlada
Fração areia
Fração silte e argila
Ψ (kPa) C
inundado nat /inun Sucção (kPa) c (kPa) / φo
σvps kPa Cc c kPa φo 30 100 300
P – 01
0,15-0,45 quartzo quartzo 0,1 - 1 0,25 41 0,28 1,0/0,4 33,7/23,2 14,9/37,6 16,3/42,2 20,0/44,1 0,70-1,00 quartzo quartzo 0,1 - 1 0,55 62 0,30 2,6/1,8 28,1/25,9 ------ ------ ------
P – 02 0,15-0,45 quartzo quartzo 0,1 -1 0,29 80 0,22 4,2/3,5 33,4/23,7 17,2/34,4 23,0/39,9 23,1/43,5 0,70-1,00 quartzo quartzo 0,1 - 1 0,35 44 0,25 3,7/2,55 30,2/28,3 ------ ------ ------
Ponto
Prof.
(m)
Composição granulométrica
Laboratório (%)
%
pass.
# 200
Consistência
(%)
Condutividade
hidráulica (10-5m/s)
Propriedades Químicas
CTC
MO
SiO2
pH
Ped. Areia silte Argila #200 LL IP Guelph Tri flex 2 Meq/l (%) (%) H20/KCl
P – 01
0,15-0,45 1,0 66,0 8 25 37 25,86 8,49 1,70 1,08 7,55 9,65 54,21 7,1/6,9 0,70-1,00 0,5 70,5 9 20 34 25,76 7,90 2,78 1,18 4,97 7,93 56,91 6,3/6,0
P – 02 0,15-0,45 0,5 68,5 8 23 34 25,69 9,18 1,30 1,05 6,18 5,69 57,10 6,6/6,2 0,70-1,00 0,5 66,5 4 29 36 25,80 8,85 1,89 2,30 3,37 2,24 57,19 6,0/5,7
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
304
• A matéria orgânica é baixa com menos de 3,5% para o ponto P-02 na
profundidade de 0,70 a 1,00m, apresentando um solo que possuem
agregados instáveis. No ponto P-01 (0,15 a 0,45m e 0,70 a 1,0m) e no ponto
P-02 (0,15 a 0,45m) foram encontrados maiores valores de matéria orgânica
(9,65%, 7,93% e 5,69%, respectivamente), sendo considerados agregados
estáveis nestas profundidades.
• Nos pontos P-01 e P-02 o pH em água foi sempre maior que em cloreto de
potássio (pH pHKCl < pHH2O), isto ocorre devido à falta de óxido de ferro no
seu estado insolúvel, causado pelas oscilações de nível freático;
• Os altos valores de SiO2 > 50% estão de acordo com a composição
quartzosa deste solo;
• A análise mineralógica identificou o mineral quartzo na fração areia. Na
fração silte e argila, também foi verificada a presença de quartzo, estando em
concordância com a granulometria para esta profundidade;
• Nas curvas características os valores de entrada de ar para os pontos P-01 e
P-02 apresentaram menores que 1,0 kPa.
• Quanto a colapsibilidade os solos foram classificados como condicionantes
ao colapso;
• Nos ensaios de cisalhamento convencional observa-se uma redução nos
valores de coesão da condição natural para a condição inundada em todos
os pontos, e maior variação de ângulo de atrito no ponto P-01 (0,15-0,45m)
de 23,2º a 33,7º;
• O cisalhamento com sucção controlada foi realizado nos Pontos P-02 e P- 01
apenas nas profundidades de 0,15 a 0,45m, onde se observa um aumento da
CAPITULO 5 – APRESENTAÇAO E ANÁLISE DOS RESULTADOS – CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
305
coesão com a sucção. Quanto aos ângulos de atrito no Ponto P-01 são
crescentes (37,66º a 44,14º) e para o ponto P-02 há uma variação de (34,42º
a 43,45º).