![Page 1: O Acidente no Porto de Santana, (AP, 2013) · 2017. 6. 19. · Carta de Atividade Comparação com outros solos 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 %) %](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022053107/60754d1321afb557fb236389/html5/thumbnails/1.jpg)
O Acidente no Porto de Santana, (AP, 2013):
Caracterização Geotécnica do Solo do Porto de SantanaEnsaios de Laboratório
Fernando A. M. MarinhoUniversidade de São Paulo
![Page 2: O Acidente no Porto de Santana, (AP, 2013) · 2017. 6. 19. · Carta de Atividade Comparação com outros solos 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 %) %](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022053107/60754d1321afb557fb236389/html5/thumbnails/2.jpg)
Quando uma estrutura é composta de elementos independentes, o arranjo destes elementos pode levar a uma situação de estabilidade débil
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Qualquer alteração na geometria da estrutura pode fazer ruir o sistema estruturado
http://www.ruadireita.pt/largo-do-pelourinho/um-castelo-de-cartas-que-tem-de-ruir-7568.html
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By Georg Wiora (Dr. Schorsch) - self made drawing, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=858366
MetaestávelO solo do Porto de Santana provou ser:
![Page 5: O Acidente no Porto de Santana, (AP, 2013) · 2017. 6. 19. · Carta de Atividade Comparação com outros solos 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 %) %](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022053107/60754d1321afb557fb236389/html5/thumbnails/5.jpg)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
6.30 6.30 8.30 9.30 12.30 12.30 14.30 14.30 16.10 16.30 20.10 20.30 21.10 22.30 24.30 26.30 27.30 28.30 29.50 31.30 36.50 38.30 38.50 40.30 43.30
Profundidade (m)
ARG SILTE AF AM
GranulometriaArgila
Silte
Areia Média
Areia Fina
Metaestável
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Granulometria
8.00-8.60 m
38.00-38.60m
16.00-16.60m
Silte
Areia
Argila 20%
60%
20%
http://watchingtheworldwakeup.blogspot.com.br/2010/03/dangers-of-riding-on-clay.html
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Teor de Umidade, Limite de Liquidez, Limite de Plasticidade e Índice de LiquidezDados do Porto de Santana
-45.0
-40.0
-35.0
-30.0
-25.0
-20.0
-15.0
-10.0
-5.0
0.0
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
Co
ta (
m)
IL
-45.0
-40.0
-35.0
-30.0
-25.0
-20.0
-15.0
-10.0
-5.0
0.0
0 20 40 60 80 100 120
Co
ta (
m)
w, LL, LP (%)
𝐼𝐿 =𝑤 − 𝑤𝐿𝑃
𝑤𝐿𝐿 − 𝑤𝐿𝑃
Limite de liquidez
Limite de plasticidade
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8.3
14.3
9.3
12.3
14.3
28.3
27.3
12.3
43.3
40.3
12.3
28.3
14.3
12.3
Curva de Compressão por Sedimentação para Argilas Normalmente Adensadas (Skempton 1970)e Dados do Porto de Santana
Porto de Santana
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Definição e Normalização da ICL
Burland (1990)
(a) (b)(c)
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Linha de Compressão Intrínseca e Linha de compressão por Sedimentação Burland (1990)e os dados do Porto de Santana.
Burland (1990)
Porto de Santana
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“Colapso progressivo da estrutura natural do solo”
Burland (1990
Ivo
s’vo
Linha de Compressão Intrínseca e Linha de compressão por Sedimentação Burland (1990) Interpretação
SCL
ICL
![Page 12: O Acidente no Porto de Santana, (AP, 2013) · 2017. 6. 19. · Carta de Atividade Comparação com outros solos 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 %) %](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022053107/60754d1321afb557fb236389/html5/thumbnails/12.jpg)
freshwater glacial lake clay from Sault Ste Marie, near Chicago (Wu, 1958).
Linha de Compressão Intrínseca e Linha de compressão por Sedimentação
outros solos
Burland (1990)
![Page 13: O Acidente no Porto de Santana, (AP, 2013) · 2017. 6. 19. · Carta de Atividade Comparação com outros solos 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 %) %](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022053107/60754d1321afb557fb236389/html5/thumbnails/13.jpg)
Linha de Compressão Intrínseca e Linha de compressão por Sedimentação
outros solos
Chandler (2000)
Porto de Santana
Chandler (2000)
Porto de Santana
![Page 14: O Acidente no Porto de Santana, (AP, 2013) · 2017. 6. 19. · Carta de Atividade Comparação com outros solos 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 %) %](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022053107/60754d1321afb557fb236389/html5/thumbnails/14.jpg)
Carta de AtividadeComparação com outros solos
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 10 20 30 40 50 60 70
Ip (
%)
% <2mm
Porto Santana <35 m
Porto Santana >35m
Argila de Santos (Andrade, 2009)
Argila do Recife - Fereira et al (1986)
Horten Noruega (Hansen, 1950)
St. Thuribe Canadá (Peck et al., 1951)
Porto de Santana
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Microscopia – Solo do Porto de Santana Profundidade de 20,2 m
Plano horizontal Plano vertical
“Textura composta por agregados de minerais argílicos muito unidos, orientados na direção horizontal e com baixa porosidade entre e intra-agregados. Na direção vertical, apresenta partículas e agregados de partículas dispostos aleatoriamente e floculados em algumas partes da amostra, com textura aparentemente mais consolidada e menos aberta que a visualizada nos solos de alta sensibilidade.”
Barreto (2015)
![Page 16: O Acidente no Porto de Santana, (AP, 2013) · 2017. 6. 19. · Carta de Atividade Comparação com outros solos 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 %) %](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022053107/60754d1321afb557fb236389/html5/thumbnails/16.jpg)
Microscopia – Solo do Porto de Santana Profundidade de 36,4 m
Plano horizontal Plano vertical “não possui orientação de partículas e agregados em nenhuma das direções e apresenta grande quantidade de microfósseis, que são sílicas livres e agentes cimentantes, e que são capazes de acumular bastante água em seu interior. Estes microfósseis estão floculados juntamente com partículas e agregados de partículas grosseiros, em ambas as direções vertical e horizontal, formando uma textura aberta (um pouco mais aberta na vertical que na horizontal) e ligada por contatos estreitos, conferindo ao material elevada porosidade e metaestabilidade.”
Barreto (2015)
![Page 17: O Acidente no Porto de Santana, (AP, 2013) · 2017. 6. 19. · Carta de Atividade Comparação com outros solos 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 %) %](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022053107/60754d1321afb557fb236389/html5/thumbnails/17.jpg)
Microscopia – Solo do Porto de Santana Profundidade de 38,3 m
Plano horizontal Plano vertical
“não possui orientação de partículas em nenhuma das direções, suas partículas estão associadas em flocos, e apresenta grande quantidade de microfósseis, o que confere ao material elevada porosidade e capacidade de acumular água em seu interior. Os microfósseisestão floculados juntamente com partículas e flocos, em ambas as direções vertical e horizontal, formando uma textura bem aberta e ligada por contatos estreitos, conferindo ao material elevada porosidade e metaestabilidade.”
Barreto (2015)
![Page 18: O Acidente no Porto de Santana, (AP, 2013) · 2017. 6. 19. · Carta de Atividade Comparação com outros solos 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 %) %](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022053107/60754d1321afb557fb236389/html5/thumbnails/18.jpg)
Giao & Tanaka (2003)
Outros Solos
Pusan Clay – Yangsan (Korea do Sul)
5.4 m 17.4 m
Tanaka et al. (2001)
Pusan Clay
Giao & Tanaka (2003). Geotechnical Characetrization and engineering problems of Pusan clay -Characetrization and Engineering of Natural Soils - 505-
![Page 19: O Acidente no Porto de Santana, (AP, 2013) · 2017. 6. 19. · Carta de Atividade Comparação com outros solos 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 %) %](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022053107/60754d1321afb557fb236389/html5/thumbnails/19.jpg)
O Conceito de Excesso de Poro Pressão de Água
Ensaio Triaxial
Lambe & Whitman (1969) Lambe & Whitman (1969)
Lambe & Whitman (1969)
𝐴 =∆𝑢
∆𝜎1
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Strouta & Tjelta (2004)
Lambe & Whitman (1969)
O Conceito de Excesso de Poro Pressão de Água
Ensaio Triaxial
Du
𝐴 =∆𝑢
∆𝜎1
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Resultado de Ensaio com Solo do Porto de Santana (Ensaio Triaxial CIU)
A = 1 A = 0
![Page 22: O Acidente no Porto de Santana, (AP, 2013) · 2017. 6. 19. · Carta de Atividade Comparação com outros solos 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 %) %](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022053107/60754d1321afb557fb236389/html5/thumbnails/22.jpg)
Linha e Região de Instabilidade
Modificado de Lade (1992)
Linha de ruptura
Linha de Instabilidade
Porosidade e
Região de instabilidade
Linha de ruptura
Linha de Instabilidade
Topo da trajetória de tensões efetivas
Trajetória de tensões efetivas
“..uma pequena perturbação em depósitos de siltes e areiasfinas, que possuem relativamente baixas condutividadehidráulica, irá induzir uma solicitação não drenada e geraruma instabilização no talude sob condição estática.”
“O início da instabilização requer que o solo tenda acomprimir durante a solicitação não drenada”
“uma vez que a zona de instabilidade é criada, o aumento daporo-pressão de água irá se propagar ampliando a regiãoinstável no talude. Assim, um volume progressivamentemaior de solo instável irá ficar envolvido com o processo, e otalude romperá por liquefação estática.”
Liquefação Estática
K = 10-8 m/s
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u2
qt Du
qt - svo
Bq
𝐵𝑞 =∆𝑢
𝑞𝑛
Parâmetro de poro-pressão normalizado
𝑞𝑛 = 𝑞𝑡 − 𝜎𝑣𝑜
Resistência líquida
∆𝑢 = 𝑢2 − 𝑢𝑜
Excesso de poro-pressão
O Conceito de Excesso de Poro Pressão de Água
Ensaio CPTU
𝐴 =∆𝑢
∆𝜎1
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0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
Bq
lL(%)
Porto de Santana
Oliveira (1991)
Mantaras et al (2015)
Baroni (2010)Porto de Santana
Solos do Recife, Rio de Janeiro e Espirito Santo
Bq – Comparação com outros solos - Ensaio CPTU
Levemente sobre adensadasMayne (2006)
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Conclusões
Trata-se de um silte argilo-arenoso
Apresenta características variáveis com a profundidade.
A uma profundidade que vai da cota -25 à -40 o solo possui características distintas do trecho superior.
A estrutura é floculada e com elevada quantidade de micro fósseis. Esta característica cria uma estrutura com elevada porosidade e por conta das características mineralógicas do solo, com grande capacidade de reter água, como constatado por Barreto (2015).
As características de natureza apontam um comportamento metaestável.
A eventual destruição da estrutura induz elevadas pressões de água desencadeando um processo de fluidificação do material.
O solo do Porto Santana se posiciona acima da linha SCL, o que sugere a presença de algum tipo de cimentação entre as partículas, reforçando a sua metaestabilidade.
Materiais com este tipo de estrutura e no estado em que se encontram são muito difíceis de serem amostrados sem perturbações. Ainda assim observa-se valores de Af > 1.
O melhor parâmetro para identificar a geração de poro pressão é o parâmetro de poro pressão Bq obtido com os ensaios de piezocone. Este parâmetro reflete de forma inequívoca a tendência de geração de poro pressão durante o cisalhamento.
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Obrigado !
Moema, 1866Victor Meirelles (Brasil, SC 1832- RJ 1903)Óleo sobre tela, 129 x 199 cmMASP – Museu de Arte de São Paulo