II Congresso Internacional de Riscos 24-25 Maio 2010, Coimbra Classificação de Susceptibilidade Geotécnica João Narciso 1, Pedro Santarém Andrade 2 1 Instituto de Engenharia de Estruturas, Território e Construção, IST 2 Departamento de Ciências da Terra, FCTUC
A classificação de susceptibilidade geotécnica foi desenvolvida no âmbito do projecto RISK ( Risk Assessment and Management for High-Speed Rail Systems ). O projecto RISK encontra-se inserido no programa MIT-Portugal e visa integrar as diferentes dimensões do risco nas decisões da construção da rede ferroviária de alta velocidade em Portugal.
Este trabalho desenvolvido enquadra-se num estudo prévio de identificação de zonas de perigosidade geológica e/ou geotécnica numa área da concelho de Coimbra. Para efectuar esse estudo prévio foi estabelecida uma classificação que pode ser aplicada aos maciços rochosos e aos solos, à qual se designou Classificação de Susceptibilidade Geotécnica. A classificação visa uma caracterização qualitativa e quantitativa de parâmetros pré-estabelecidos.
Após o respectivo enquadramento geográfico, geomorfológico e geológico das áreas de estudo, bem como um reconhecimento prévio das áreas e dos seus afloramentos, seleccionaram-se formações geológicas para aplicação da Classificação de Susceptibilidade Geotécnica. Para auxiliar e validar determinados valores de parâmetros e subparâmetros obtidos na aplicação da classificação proposta para maciços rochosos, realizaram-se ensaios laboratoriais e in situ, bem como se elaboraram cartas de modelos digitais do terreno. Como conclusão final realizou-se uma carta de susceptibilidade geotécnica para a área de estudo na região de Coimbra.
Mapas: -Topográfico -Geológico -Geomorfológico -Geotécnico Trabalho de Campo: -Processos -Indícios -Danos Fotos aéreas e imagens satélite Localização dos processos Natureza, características e tipologia Magnitude ou intensidade Enumeração de processos e/ou zonas afectadas Análise dos factores condicionantes Avaliação da susceptibilidade Análise dos factores desencadeantes Previsão espacial e temporal. Avaliação da probabilidade de ocorrência dos processos. Definição dos elementos expostos Cálculo do seu grau de vulnerabilidade Avaliação da perigosidade Cálculo do grau de potenciais perdas Cálculo do valor dos elementos expostos Avaliação do risco: perdas esperadas Mapa de Susceptibilidade Mapa de Perigosidade Mapa de Risco (adaptado de Ferrer, 1991)
A classificação de susceptibilidade geotécnica permite uma quantificação dos problemas geológicos e geotécnicos relativos a cada afloramento, apresentandose dividida em sete parâmetros principais. Para cada um dos parâmetros foram estabelecidos critérios e uma classificação ponderada
Classificação de Susceptibilidade Geotécnica para maciços rochosos
Classificação de Susceptibilidade Geotécnica para solos A classificação proposta para solos tem como objectivo proceder a uma análise similar à efectuada nos maciços rochosos e é constituída pelo mesmo conjunto de parâmetros, embora alguns deles possuam valores ponderais diferentes. A classificação de solos apresenta a mesma amplitude para os valores totais da classificação, de 0 a 120 pontos, para ser possível uma comparação e delimitação de zonas de igual susceptibilidade geotécnica.
Classificação de Susceptibilidade Geotécnica para solos
Área de estudo na região de Coimbra A zona de estudo situa-se no concelho de Coimbra, na parte abrangendo as zonas urbanas de S. Martinho do Bispo e de Santa Clara, onde estão representadas 10 formações geológicas da Bacia Lusitânica e compreende uma área de 6,0 km 2. A zona em estudo localiza-se na Orla Meso-Cenozóica Ocidental, apresentando uma grande diversidade litológica que origina contrastes geomorfológicos. Na área de estudo afloram, principalmente, dolomias, calcários e margas do Jurásico inferior, arenitos do Cretácico e Cenozóico e formações detríticas do Quaternário.
Área de estudo na região de Coimbra A área de estudo na região de Coimbra apresenta uma ocupação antrópica de 65 a 100% e uma densidade de infraestruturas viárias entre 1,6-2,4 Km/Km 2 e 2,4-5,0 Km/Km 2 (Tavares, 1999). Após esse reconhecimento prévio, seleccionaram-se 18 afloramentos para estudo, designados de A1 a A18.
II Congresso Internacional de Riscos, Maio 2010, Coimbra Área de estudo na região de Coimbra
II Congresso Internacional de Riscos, Maio 2010, Coimbra Modelo digital de terreno da área de estudo na região de Coimbra e localização dos afloramentos estudados S. Martinho do Bispo Santa Clara
II Congresso Internacional de Riscos, Maio 2010, Coimbra Área de estudo na região de Coimbra e localização dos afloramentos estudados S. Martinho do Bispo Santa Clara
Geologia da área de estudo na região de Coimbra e localização dos afloramentos estudados S. Martinho do Bispo Santa Clara
Carta de declives da área de estudo na região de Coimbra e localização dos afloramentos estudados S. Martinho do Bispo Santa Clara Carta utilizada para definição do sub-parâmetro Declives.
Carta de orientação de vertentes da área de estudo na região de Coimbra e localização dos afloramentos estudados S. Martinho do Bispo Santa Clara Carta utilizada para definição do sub-parâmetro percolação.
Ensaios laboratoriais e in situ Para determinação da resistência e da durabilidade do material rochoso, realizaram-se ensaios laboratoriais e in situ. Assim foi possível analisar de um modo mais completo os diferentes tipos litológicos e o seu grau de alteração. Os ensaios realizados foram o ensaio de resistência à carga pontual (Point Load Test), o ensaio de desgaste em meio húmido (Slake Durability Test) e a determinação da dureza in situ utilizando o martelo de Schmidt (tipo L).
II Congresso Internacional de Riscos, Maio 2010, Coimbra Martelo de Schmidt Os ensaios de determinação da dureza com o auxílio do martelo de Schmidt permitem definir a dureza e, de modo indirecto, resistência do material rochoso. São ensaios não destrutivos realizados nos afloramentos em estudo.
II Congresso Internacional de Riscos, Maio 2010, Coimbra Ensaio de resistência à carga pontual Os ensaios de resistência à carga pontual constituem um método que permite aferir a resistência à compressão simples do material rochoso. São ensaios de natureza destrutiva, de fácil realização e de custo reduzido.
II Congresso Internacional de Riscos, Maio 2010, Coimbra Ensaio de desgaste em meio húmido Os ensaios de desgaste em meio húmido permitem definir a durabilidade ao desgaste e desintegração de um material rochoso quando submetido a ciclos de secagem e humedecimento. Através deste ensaio podemos definir a susceptibilidade à alteração de um determinado material rochoso.
Classificação final Através dos resultados obtidos na aplicação da classificação de susceptibilidade geotécnica efectuou-se uma carta para a área de estudo de Coimbra. Classificação de Susceptibilidade Geotécnica
Classificação final Afloramento Classificação total A1 78 86 A2 79 81 A3 52 60 A4 49 57 A5 57 61 A6 71 79 A7 52 60 A8 81 89 A9 75 79 A10 80 86 A11 68 76 A12 63 67 geotécnica A13 81 87 A14 62 70 Elevado A15 79 85 A16 71 77 Médio A17 73 81 A18 65 73 Baixo Nivel de susceptibilidade
II Congresso Internacional de Riscos, Maio 2010, Coimbra Carta de susceptibilidade geotécnica para a área de estudo na região de Coimbra
Conclusão A classificação apresentada neste trabalho está relacionada com a identificação de possíveis zonas com diferentes níveis de susceptibilidade geológica/geotécnica. Através da aplicação da classificação constatou-se que determinados parâmetros e sub-parâmetros necessitaram de correcções de modo a tornar mais precisa a classificação proposta. Os ensaios laboratoriais e in situ foram realizados de modo a complementar a classificação no parâmetro do tipo litológico e do sub-parâmetro erosão.
Conclusão As cartas apresentadas através de modelos digitais, como as Cartas de Declives e as Cartas de Orientação de Vertentes, foram particularmente úteis na definição dos valores dos sub-parâmetros dos declives e da percolação. A classificação permitiu a definição de diferentes áreas com níveis de susceptibilidade geotécnica que variaram entre baixo a elevado. Uma possibilidade de futuros estudos será o desenvolvimento a partir deste trabalho, de classificações de perigosidade e de riscos geotécnicos bem como das respectivas representações cartográficas.
Referências bibliográficas Andrade, P. (2004). "Caracterização Geomecânica e Análise da Estabilidade em Maciços Rochosos Anisotrópicos". Tese de Doutoramento, Departamento de Ciências da Terra da Universidade de Coimbra, Coimbra. Costa, A.; Coelho, P. & Pedro, A. (2008). "Identificação de Riscos Sísmicos e Geotécnicos Associados a Linhas Ferroviárias de Alta Velocidade em Portugal", XI Congresso Nacional de Geotecnia, Coimbra. França, J. & Zbyszewski, G. (1963). Notícia Explicativa da Folha nº 26-B Alcobaça, da Carta Geológica de Portugal, escala 1/50000. Serviços Geológicos de Portugal, Lisboa. Ferrer, M. (1991). Mapas de Peligrosidad de Movimentos de Ladera. I Bienal Española de Ingeniería Geológica y Minera. Tomo 1, IGME. ISRM (1985). "Suggested Method for Determining Point Load Strength". Int. J. rock Mechanics and Mining Science and Geomech. Vol. 22 (2), pp. 51-60. Ko Ko, C.; Flentje, P. & Chowdhury, R. (2004). Landslide Qualitative Hazard and Risk Assessment Method and its Reliability. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, Sringer, Vol. 63, pp. 149-165. Narciso, J. (2009). Análise de Susceptibilidade Geotécnica. Tese de Mestrado, Departamento de Ciências da Terra da Universidade de Coimbra, Coimbra. Rebelo, F. (1985). Nota sobre o conhecimento geomorfológico da área de Coimbra (Portugal). Memórias e Notícias, Publ. Mus. Lab. Mineral. Geol. Univ. Coimbra, Coimbra, Vol. 100, pp. 193-202. Soares, A.; Marques, J. & Rocha, R. (1985). Contribuição para o Conhecimento Geológico de Coimbra. Memórias e Notícias. Publ. Mus. Lab. Mineral. Geol. Univ. Coimbra, Coimbra, Vol. 100, pp. 41-71. Soares, A.; Marques, J. & Sequeira, A. (2007). Notícia Explicativa da Folha nº 19-D Coimbra-Lousã, da Carta Geológica de Portugal, escala 1/50000. Instituto Nacional de Engenharia, Tecnologia e Inovação, Lisboa. Tavares, A. (1999). "Condicionantes Físicas ao Planeamento - Análise da Susceptibilidade no Espaço do Concelho de Coimbra", Tese de Doutoramento, Departamento de Ciências da Terra da Universidade de Coimbra, Coimbra. Vallejo, L.; Ferrer, M.; Ortuno, L. & Oteo, C. (2002). Ingeniería Geológica. Pearson Educación, S. A. Madrid. Varnes, D. (1984). Landslide hazard zonation: a review of principles and practice. UNESCO.
Obrigado pela atenção.