Roberta Bomfim Boszczowski e Laryssa Petry Ligocki. Características Geotécnicas dos Solos Residuais de Curitiba e RMC

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1 Roberta Bomfim Boszczowski e Laryssa Petry Ligocki Características Geotécnicas dos Solos Residuais de Curitiba e RMC

2 MAPA GEOLÓGICO

3 CARACTERÍSTICAS REGIONAIS Rochas do embasamento: condições muito boas de estabilidade; permitem a realização de cortes elevados e subverticais; costumam se apresentar pouco fraturadas; Zonas de falha (intenso cisalhamento dúctil) Borda da bacia, maior faturamento e, consequentemente piores condições de estabilidade.; Alta densidade de planos de fraqueza estrutural dispostos em várias direções.

4 CARACTERÍSTICAS REGIONAIS Migmatitos homogêneos: Quartzo, microclício, plagioclásio; Aspecto granitóide e granulação grossa; Pronunciada foliação metamórfica; Ombricadas tectonicamente com outras litologias xistos, anfibólitos e quartzitos. Diques básicos: Diabásios; Plagioclásios, piroxênios, óxidos de Fe.

5 MIGMATITOS E GNAISSES DO EMBASAMENTO

6 MIGMATITOS E GNAISSES DO EMBASAMENTO

7 MIGMATITOS E GNAISSES DO EMBASAMENTO

8 MIGMATITOS E GNAISSES DO EMBASAMENTO

9 MIGMATITOS E GNAISSES DO EMBASAMENTO

10 SOLOS RESIDUAIS Migmatito: ocorrência de areia siltosa ou silte arenoso próximo ao topo do perfil. Em porções intermediárias do perfil de intemperismo geralmente há um predomínio de argila siltosa, normalmente com areia em menor proporção. Diabásios: os solos residuais são mais argilosos.

11 PERFIL DE INTEMPERISMO SPT Profundidade de 4 a 20 metros (média 12). NA pode variar de zero a 15 metros, estando com maior frequência entre 2 e 5 metros.

12 PERFIL DE INTEMPERISMO

13 FEIÇÕES OBSERVADAS solo granular de textura arenosa, grandes grãos de quartzo e feldspato manchas ferruginosas de textura mais fina, planos de fraturas reliquiares

14 FEIÇÕES OBSERVADAS Solo de coloração amarela e de textura siltosa Intercala-se a coloração amarelo claro com coloração branca e amarelo escuro

15 FEIÇÕES OBSERVADAS solo siltoso com coloração alaranjada veios de manganês orientados, superfícies preferenciais de ruptura

16 FEIÇÕES OBSERVADAS Solo vermelho de textura silto-argilosa eventuais fraturas reliquiares impregnadas por óxido de ferro e concreções de carbonatos

17 FEIÇÕES OBSERVADAS solo superficial de cor marrom, textura siltoargilosa eventualmente com a presença de raízes

18 FRAÇÕES CONSTITUINTES Frações (%) 0, ,0 Profundidade (m) 4,0 6,0 8,0 Argila Silte Pedregulho Areia Silte Argila 10,0 Pedregulho Areia 12,0

19 CONDIÇÕES NATURAIS Massa específica natural (g/cm³) Índice de vazios Profundidade (m) 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2, ,0 0,5 1,0 1,5 2,

20 CARTA DE PLASTICIDADE LINHA A Índice de Plasticidade (%) LINHA B ML Limite de Liquidez (%)

21 Rocha: plagioclásio (albita), microclina (feldspato potássico) e biotita; Caulinita, ilita e quartzo: minerais mais constantes em todo o perfil; Solos mais intemperizados : íons H + e Al +3 ; Solos menos intemperizados: íons básicos, tais como Ca +2 e Mg +2 ; A acidez é comum em todas as regiões onde a precipitação é suficientemente elevada para lixiviar quantidades apreciáveis de bases permutáveis. Elas são substituídas por elementos acidificantes como o hidrogênio, o manganês e o alumínio. CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA

22 0 ph = 6 2 Teor de cálcio e magnésio só é 4 relevante nos solos Amarelo e Branco; Profundidade (m) 6 Os teores de Al +3, H + aumentam com 8 o intemperismo; Formação 10 de óxidos e argilominerais. H+ e Al+3 Mg+2 e Ca+2 ph = ,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA (me/100g)

23 INTEMPERISMO Teor de SiO 2 é mais alto em solos jovens que em solos maduros; Teores de Fe 2 O 3 e Al 2 O 3 praticamente dobram dos solos jovens ao solos maduros; Óxidos de ferro e alumínio são responsáveis pela cimentação do material.

24 Solo Jovem Hexametafosfato Água FLOCULAÇÃO PARTÍCULAS FINAS E AGLOMERADOS % Passando ,001 0,01 0, Diâmetro das Partículas (mm) 100 Solo Maduro Hexametafosfato Água 60 % Passando ,001 0,01 0, Diâmetro das Partículas (mm)

25 DISTRIBUIÇÃO DE POROS 45% 40% Solo Maduro 35% Solo Jovem Volume injetado/volume total 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 0,001 0,010 0,100 1,000 10, , ,000 Diâmetro dos poros (µm)

26 CURVA CARACTERÍSTICA Solos maduros: curva de retenção em forma de sela.

27 COMPRESSIBILIDADE AMOSTRAS INDEFORMADAS 0,00 0,10 Solo Jovem com feições reliquiares Solo Jovem Solo Maduro 0,20 Δe / e0 0,30 0,40 0,50 0,60 0, Pressão (kpa)

28 COMPRESSIBILIDADE X ESTRUTURA 0,00 Solo Jovem 0,10 0,20 Desestruturado Indeformado Δe / e0 0,30 0,40 0,50 0, Pressão (kpa)

29 COMPRESSIBILIDADE X ESTRUTURA Solo Maduro 0,00 0,10 Desestruturado Indeformado 0,20 0,30 Δe / e 0 0,40 0,50 0,60 0,70 0, Pressão (kpa)

30 COMPRESSIBILIDADE 1,6 Índice de Vazios 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 y = 0,9766x + 0,6022 R² = 0, ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Índice de Compressão

31 COMPRESSIBILIDADE X SATURAÇÃO 1,10 1,00 0,90 Ensaio 4-50 kpa Ensaio 1-50 kpa Ensaio 2-50 kpa Ensaio 3-50 kpa Ensaio inundado 0,80 Δe/e 0 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0, Pressão (kpa)

32 COMPRESSÃO UNIAXIAL ,76 Resistência (kpa) ,73 0,74 0,79 0,83 0,82 0,84 0, ,98 1,08 1,10 0 LC LP 1,12 Teor de umidade gravimétrica (%) Solo compactado Teor de argila em torno de 25% Resistência máxima em torno do LC

33 COMPRESSÃO UNIAXIAL ESTRUTURA - HETEROGENEIDADE Indeformado Compactado Resistência à compressão (kpa) Sucção matricial (kpa) Sucção matricial (kpa)

34 RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO UNIAXIAL 160 Resistência à compressão simples (kpa) y = 4,8821x + 33,695 R² = 0, Teor de argila (%)

35 RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO Solos indeformados: grande dispersão de valores devido ao intemperismo, rocha mãe, cimentação; Ausência de retração com a secagem dos corposde-prova; Solos compactados: aumento da resistência com a sucção; Valor máximo ao redor do limite de contração; Alta relação da resistência com o teor de argila: solos compactados x solos indeformados.

36 10 Tensão cisalhante / tensão efetiva inicial Variação de poro-pressão / tensão efetiva inicial ,5 1 0,5 0-0,5-1 -1, Deformação axial (%) 20 kpa 200 kpa 400 kpa Deformação axial (%) RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO NÃO DRENADO

37 TENSÃO DE CEDÊNCIA 360 1,60 Tensão cisalhante (kpa) A A final do patamar E constante: superfície de plastificação B início de maior deformação radial: ruptura B cisalhante radial 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 Deformação radial (%) Deformação axial (%) 0,00

38 MÓDULO DE DEFORMAÇÃO 100 Módulo E (MPa) kpa 200 kpa 20 kpa 0 0,5 1 1,5 2 Deformação axial (%)

39 MÓDULO DE DEFORMAÇÃO Ensaio E secante (Mpa) (e a = 0,2%) 20 kpa 12 0,2 200 kpa 34 0, kpa 49 0,3 ν

40 RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO Envoltória curva Resistência entre 30 e 40% superior Tensão de cedência entre 70 e 800 kpa

41 RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO - DRENADO Solo Maduro Solo Jovem Destruição da cimentação / estrutura Formação argilas / coesão Heterogeneidade

42 CONCLUSÕES Rocha de origem: migmatitos, e em menor quantidade por paragnaisses, quartzitos, quartzo xistos, micaxistos, anfibólitos e gnaisses-granitos; Propriedades: grande variabilidade devido à natureza do material e são fortemente dependentes do seu grau de intemperismo;

43 CONCLUSÕES - COMPRESSIBILIDADE Função da estrutura, cimentação, do grau de intemperismo e do grau de saturação dos solos; Estrutura é mais influente nos solos mais intemperizados; Granulometria é mais influente nos solos jovens; Tensões inferiores a kpa: não saturação conduz a uma maior rigidez; Tensões superiores a kpa: comportamento tende a convergir;

44 CONCLUSÕES - RESISTÊNCIA Intemperismo: redução da resistência; Grande variabilidade de resultados nos solos indeformados, em função da heterogeneidade do material; Interferência da cimentação; Correlação direta da resistência com o teor de argila; Intercepto coesivo independe do peso específico.

45 OBRIGADA!