contribuiçao ao estudo da drenagem interna de taludes em regiões tropicais tese submetida ao ...

174 Pages·2009·2.88 MB·English

CONTRIBUIÇAO AO ESTUDO DA DRENAGEM INTERNA
DE TALUDES EM REGIÕES TROPICAIS
Ma~ia Stella Noguei~a Bo~ge6
TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇAO DOS PROGRAMAS DE
PÕS-GRADUAÇAO DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE
JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSARIOS PARA A OBTENÇAO
DO GRAU DE MESTRE EM CIÊNCIAS (M. Se.) EM ENGENHARIA CIVIL.
Aprovada por:
Willy Alvarenga Lacerda
(Orientador)
Fernando Emmanuer B
_,,,,
.-------M'arci o Miranda Soares
Mauro Lucio Guedes Werneck
RIO DE JANEIRO, ,RJ - BRASIL
MAIO DE 1986
i i
BORGES, MARIA STELLA NOGUEIRA
Contribuição ao Estudo da Drenagem Interna de Taludes em Re
giões Tropicais (Rio de Janeiro), 1986.
x, 164 p. 29,7 cm (COPPE/UFRJ, M. Se., Engenharia Civil,
1986)
Tese- Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE.
l. Drenagem Interna 2. Percolação da ãgua 3. Solos Re
siduais 4. Estabilidade de Taludes
I. COPPE/UFRJ II. Título (Serie)
i i i
Ao6 meu6 paih e i~mão6
pelo apoio e incentivo
i V
AGRADECIMENTOS
Ao Professor Willy Lacerda pela orientação na
elaboração da Tese.
Ao Professor Francisco de Rezende Lopes pela colabo
raçao no acesso ao Programa FPM 500.
Aos Professores Fernando Emmanuel Barata e Sandro
Salvador Sandroni pelo fornecimento de material bibliogrãfico.
Aos Professores do Programa de Engenharia Civil
da COPPE.
Aos colegas da Sala ABC-116, pela amizade duran
te estes dois Últimos anos.
Ao CNPq pelo apoio financeiro.
V
Resumo da Tese Apresentada ã COPPE/UFRJ como parte dos
requisitos necessãrios para obtenção do grau de Mestre
em Ciências (M. Se.)
CONTRIBUIÇAO AO ESTUDO DA DRENAGEM INTERNA
DE TALUDES EM REGIÕES TROPICAIS
MAIO DE 1986
Orientador: Willy Alvarenga Lacerda
Programa Engenharia Civil
Neste trabalho, além de uma revisão bibliogrâfi
ca extensiva, estudou-se a percolação da ãgua em alguns casos de
taludes em solos residuais de regiões tropicais, tendo-se vali
do de um programa de elementos finitos para obtenção de redes
de fluxo. Observou-se a influência de dispositivos de drenagem
no rebaixamento do nível freãtico e na melhoria da influência
das forças de percolação, trazendo uma mudança para uma condi
çao mais favorãvel ã estabilidade. Verificou-se que as redes
de fluxo sao uma ferramenta eficaz para se chegar ao melhor prQ
jeto de sistemas de drenagem interna.
vi
Abstract of Thesis presented to COPPE/UFRJ as partial
fulfillmente of the requirements for the degree of
Master of Science (M. Se.)
A CONTRIBUTION TO THE STUDY OF THE INTERNAL
DRAINAGE OF SLOPES IN TROPICAL REGIONS
Ma4ia Stella Noguei4a Bo4gea
MAY, 1986
Chairman Willy Alvarenga Lacerda
Department: Civil Engineering
This dissertation comprises an extensive literature
review anda study of groundwater flow in some typical cases of
slopes of residual and saprolitic soils in tropical regions,
using a finite element program to obtain flow nets. The in
fluence of interna] drainage systems on the drawdown of the
groundwater level and the reduction of the influence of seepage
flow and its change to a more favorable configuration to the
stability was studied. It was found that flow nets are an excellent
tool for the design of interna] drainage systems.
Vi i
TN DICE
Pâg.
CAP!TULO I INTRODUÇ/10
CAPfTULO II - SOLOS RESIDUAIS 3
II.l Fatores Contribuintes para a Formação dos Solos
Residuais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
II .1 .1 - Tempo de Expos i çao da Rocha ao Intem-
peri smo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
II.1.2 - Composição Mineralógica da Rocha ....... 4
II.1.3 - Presença de Falhas, Juntas, Fissuras e
Fendas na Rocha de Origem . . . . . . . . . . . . . . 4
II.1.4 - Clima 4
II.l.5 - Vegetação 5
II.l.6 - Topografia ............................. 6
. -
II. 2 Loca 1 1 zaçao .................................... . 6
II. 3 Divisão do Perfil de Solo Residual ............. . 9
I I . 3. l - P e cu 1 ia ri d ades do Perfil de I ntemperi zaçao 1 5
II.4 Propriedades Geotecnicas dos Solos Residuais .... 17
II.4.1 - Classificação Geotecnica dos Solos
Residuais .............................. 23
Vi i i
ÍNDICE - Continuação
Pãg.
I I.4. 2 - Adensamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
II.4.3 - Permeabilidade 26
II.4.4 - Resisténcia ao Cisalhamento ............ 27
CAPÍTULO III - TALUDES EM REGHIES TROPICAIS .............. 30
III.l - Taludes Formados de Solos Residuais ............. 30
III .1 .1 - Ta 1 udes em Rochas MetamÕrfi cas Intemp~
rizadas 32
III.1.2 - Taludes em Rochas Ígneas Intrusivas
Intemperi zadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
III.2 - Taludes Formados por Colúvios ................... 36
CAPÍTULO IV - ESCORREGAMENTOS DE TERRA . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
IV.l Classificação dos Diversos Tipos de Movimentos .. 41
IV. 1 . 1 - Quedas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
IV.1.2 - Deslizamentos .......................... 44
IV .1.3 - Escoamentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
IV .1.4 - Erosão Violenta 51
IV.l .5 - Escorregamentos Complexos .............. 52
IV.2 Métodos de Reconhecimento e Investigação de
Escorregamentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 52
i X
INDICE - Continuação
Pâg.
IV .3 Causas mais Comuns de Escorregamentos de Taludes .. 56
IV.4 Escorregamentos mais Comuns em Regiões Tropicais 59
IV .5 Métodos de Prevenção, Controle e Correção de
Escorregamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
IV.5.1 - Métodos de Evitação .................... 63
IV. 5. 2 - Métodos de Escavação ................... 63
- ....................
IV. 5. 3 Métodos de Drenagem 65
IV.5.4 - Estruturas de Contenção ................ 66
IV.5.5 - Métodos Variados ....................... 67
IV.6 Relação Beneficio-Custo ......................... 70
IV.7 Casos de Escorregamentos Ocorridos no Brasil,
em Solos Residuais e Coluvios e Métodos de
Correção Uti 1 i zados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
CAPITULO V - INFLUtNCIA DA /IGUA NA ESTABILIDADE DE
TALUDES E USO DE DRENAGEM INTERNA COMO
MÉTODO DE ESTABILIZAÇAO 77
V.l Influência da Infiltração da /lgua das Chuvas na
Perda da Coesão Aparente de Solos Parcialmente
Saturados ....................................... 80
V.2 Efeito da /lgua Subterrânea na Estabilidade de
Taludes ......................................... 85
X
INDICE - Continuação
Pâg.
V .3 Uso de Sistemas de Drenagem Profunda . . . . . • . . . • . 90
CAPITULO VI - ESTUDO DE CASOS PARTICULARES DE PERCOLAÇAO
DA AGUA EM TALUDES DE REGIÕES TROPICAIS .... 117
CAPITULO VII - CONCLUSÕES ................................. 146
CAPITULO VIII- SUGESTÕES PARA PESQUISAS ............•.••.•• 150
REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS ....•.•...........•...••.••.... 152