A BR 116, no Rio Grande do Sul, perfaz uma extensão total de 653,8 quilômetros, iniciando na divisa entre SC e RS, na ponte sobre o Rio Pelotas, entre Lajes e Vacaria, prolongando-se até Jaguarão. A sua importância econômica no estado decorre do fato de ser um corredor que liga o norte do Rio Grande do Sul ao porto de Rio Grande (através da BR 392) e à fronteira com o Uruguai. A duplicação da BR-116 visa o escoamento da produção até o Porto de Rio Grande e a distribuição de produtos e bens que ingressam pelo Porto ou pela fronteira. Atualmente, as obras de duplicação encontram-se executadas em 50-60 % e parcialmente paralisadas (cada trecho/lote tem uma situação diferente). Este trabalho dedicou-se ao mapeamento geotécnico dos condicionantes de ruptura dos taludes de cortes rodoviários da BR-116, entre os municípios de São Lourenço do Sul e Barra do Ribeiro (RS). A investigação ocorreu por meio da análise dos taludes em campo, estudando as relações geológicas e pedológicas que condicionam as instabilidades situadas ao longo do trecho entre os quilômetros 332 e 477. O mapeamento geotécnico executado incluiu o levantamento da localização geográfica (coordenadas geográficas, e km da rodovia) de todos os cortes de estrada (taludes) existentes no trecho escolhido, bem como o levantamento fotográfico e a coleta de dados como altura, inclinação, extensão, cota altimétrica, medidas estruturais, medidas e descrição dos horizontes pedogenéticos, problemas geotécnicos, comportamento mecânico, fluxo de água superficial, nível do lençol freático, descrição geológica, descrição do nível de intemperismo e coleta de amostra para ensaios geotécnicos e difratometria de raios X Após as descrições de campo, os talude 8, 15 e 30 foram definidos como taludes representativos para análise mineralógica através de difração de raios X e caracterização dos argilo-minerais através de microscópio eletrônico de varredura. O talude 8 ainda contou com ensaios de cisalhamento direto para caracterização geomecânica do horizonte C. Esta análise permitiu definir que o principal condicionante para as rupturas de taludes na BR-116, trecho Sul, está na exposição do horizonte C, que induz diferentes tipos de processos erosivos sobre o mesmo. As investigações mostraram que a exposição do horizonte C faz com que a água da chuva aja na erosão direta do sopé do talude, ou na formação de canaletas e piping pela remoção de finos, os quais evoluem para bossorocas. As estruturas geológicas reliquiares preenchidas por caulinita também incrementam os processos erosivos, pela retirada da base estrutural de todo o corte. Assim, os horizontes A e B e a vegetação logo acima perdem sustentação e a gravidade determina o rompimento do talude em escorregamentos rotacionais. A continuidade dos eventos pluviométricos e, portanto, dos processos erosivos induzem novas rupturas em alguns taludes, ou na erosão direta do material escorregado para a base do talude, removendo material para as drenagens adjacentes. / The BR-116 is one of the most important longitudinal highways in Rio Grande do Sul state (RS, Brazil). The highway has 653.8 kilometers, starting at the bridge over the Pelotas River, and extending to Jaguarão city. It is part of an important economic corridor, that connects the north of RS to the Rio Grande Harbor (through BR 392) and Uruguay border. Therefore, the importance of the highway to the economic outflow from the state. The BR-116 duplication effort is actually halfway to the end, each segment in a different situation, and is slowly going on. This work was focused on mapping the geotechnical controlling factor for road cuts slidings, that occurred between São Lourenço do Sul and Barra do Ribeiro municipalities (RS) along BR-116 highway. The geotechnical investigation was carried out through fieldworks road cut slopes analysis, which included geology and pedology slopes characterization along the 332 and 477 kilometer of the BR-116 highway. The geotechnical field mapping procedures include recording and analyzing the geographic location (geodetic coordinates, and altimeter), photographic survey, and mainly the height, inclination, extension, structural features measurements, measure and description of pedogenetic horizons, geotechnical problems, mechanical behavior, surface water flow, groundwater level, geological description, description of weathering level and sample collection for all road cut slopes that show sliding or erosional features. The slopes numbered 8, 15 and 30 were defined as representative slopes for mineralogical analysis (X-ray diffraction and scanning electronic microscope) This analyses allowed to define that the main controlling factor for the road cut sliding along BR-116 under duplication is the exposure of the pedogenetic C horizon, since this enables different erosional processes upon it. The investigation has shown that the rainwater can acts directly on the footwall erosion, or even in the formation of channels and piping, which evolve to ravines. The relict geological structures weathered to kaolinite additionally contribute to the erosion processes. In such a scenario, the decreasing structural support due to C horizon erosion enable gravity to act upon pedogenetic A and B horizons, as well as on the vegetation cover just above, and cause rotational sliping on the road cut slopes. The subsequent pluviometric events contribute to additional direct erosion on slope footwall, to material removal to adjacent drainage channels, and, consequently, to repeated sliping in some slopes.

Nesta tese foram executados diversos ensaios geotécnicos em um solo coluvionar de uma encosta em que ocorreu uma ruptura translacional, seguida de liquefação e corrida de detritos, em São Vendelino (RS). Na mesma área ocorreram dezenas de rupturas de taludes em dezembro de 2000, durante um evento pluviométrico com chuvas de 148 mm medidas em 2 h. Os taludes da região apresentam declividades em torno de 27-36° com uma camada superficial de solo coluvionar (aproximadamente 2 m). Os solos amostrados foram retirados junto da cicatriz de um destes movimentos, o qual uma testemunha ocular descreveu como uma ruptura de grande mobilidade e fluidez. No trabalho é apresentada (a) uma caracterização geral das propriedades geotécnicas dos solos coluvionares da área de estudo, a partir de um conjunto de ensaios realizados em amostras deformadas e indeformadas coletadas em campo; (b) resultados do monitoramento de poro-pressões por piezômetros elétricos e um pluviômetro, instalados na encosta; (c) ensaios de condutividade hidráulica de laboratório e de campo (permeâmetro de Guelph, piezômetros de Casagrande e cilindros concêntricos); (d) um conjunto de resultados de ensaios de cisalhamento direto, ensaios de compressão triaxial CID, CIU, CID-U e CSD (constant shear drained) e (e) um conjunto de ensaios hollow cylinder. Os ensaios de condutividade hidráulica realizados em laboratório com amostras indeformadas forneceram valores entre 2,5x10-4 e 5,4x10-3 cm/s. Os resultados dos ensaios de cisalhamento resultaram em valores c =4-10 kPa e f = 26º (remoldados ou indeformados) e c =0-10 kPa e f =25,8-36,9º (triaxiais em solo remoldado). Os ensaios hollow cylinder realizados mostraram que há uma grande influência da rotação das tensões principais nos parâmetros de resistência ao cisalhamento e no comportamento do solo pré e pós-ruptura. Os resultados também sugerem que análises de estabilidade de taludes baseadas nos parâmetros de resistência ao cisalhamento obtidos a partir de ensaios de compressão triaxial não são conservativas. Análises de fluxo de água e de estabilidade da encosta sugerem que somente chuvas com intensidade de magnitude semelhante à de dezembro de 2000 podem provocar rupturas na encosta estudada. / In this thesis several geotechnical tests were performed in a colluvium soil from a slope in which a translational slide occurred, followed by liquefaction and debris flow, in São Vendelino, RS, Brazil. In the same area several other slope failures occurred in December 2000 during a rain event with precipitation of 148mm in 2 hours. The inclination of the slopes in the region are in the range of 27-36o with a surficial layer of colluvium soil (approximately 2 m). The soil samples soil were collected close to a scar generated by one of those movements, which an eye-witness described as a failure with great mobility. This thesis presents (a) a basic characterization of colluvium soils from the studied area, using disturbed and undisturbed samples; (b) monitored values of in-situ pore-pressure using electric piezometers and results of a pluviometer installed in the studied area; (c) results of hydraulic conductivity from laboratory and field tests (Guelph permeameter, Casagrande piezometers and concentric cylinders); (d) results from direct shear and triaxial tests (CID, CIU, CID-U and CSD) and (e) a set of hollow cylinder tests. The laboratory conductivity hydraulic tests carried out on undisturbed samples showed values variyng from 2.5x10-4 to 5.4x10-3 cm/s. The direct shear results resulted in c =4-10 kPa e f =26º (undisturbed or reconstituted samples) and triaxial tests resulted in c =0-10 kPa and f =25.8-36.9º (reconstituted samples). The hollow cylinder tests showed that there is a strong influence of principal stress rotation in the shear strength and in the soil behavior pre and post failure. The results also suggest that slope stability analyses based on shear strength parameters obtained from triaxial tests are not conservative. Seepage and slope stability analyses suggest that only rains of great intensity, similar to the event of December 2000, may generate failures in the studied slope.

Esta dissertação de mestrado apresenta um estudo sobre dois taludes coluvionares localizados na região nordeste do Rio Grande do Sul, inseridos no contexto geológico da Formação Serra Geral. Estes taludes apresentam características e comportamento geotécnico distintos. O objetivo desta dissertação é obter parâmetros de condutividade hidráulica e resistência ao cisalhamento dos solos presentes nos dois taludes, a fim de entender os diferentes processos de ruptura observados. Um dos taludes, denominado talude de Canastra, apresenta um processo de rastejo; este talude tem uma inclinação bastante suave e apresenta uma camada de colúvio sobre um solo residual de basalto vesicular. O talude de Canastra apresenta uma camada de transição entre o colúvio e o solo residual; os ensaios de condutividade hidráulica realizados em campo mostraram que esta camada é menos permeável do que o colúvio e o solo residual, formando uma camada quase impermeável e criando condições para a formação de dois níveis freáticos neste talude. Nos solos deste talude foi detectada a presença significante de argila expansiva (montmorilonita). O outro talude estudado, denominado de talude da rodovia RS470, apresentou uma ruptura abrupta após um período de intensa chuva. Este talude apresenta uma inclinação bastante íngreme e um solo coluvionar assente diretamente sobre basalto alterado. A condutividade hidráulica deste colúvio é bastante elevada. O colúvio apresenta pouca argila expansiva, sendo formado essencialmente por caulinita. Os ensaios ring shear, realizados para a obtenção de parâmetros de resistência ao cisalhamento residual nos solos dos dois taludes, apresentaram valores muito baixos de φr, inferiores a 10° Valores semelhantes foram encontrados por Pinheiro (2000) e Rigo (2000) em solos residuais de basalto da Formação Serra Geral. Foram realizadas simulações numéricas de fluxo d’água e de estabilidade destes taludes, na tentativa de verificar as condições em que aconteceram os escorregamentos.

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No. of bitstreams: 1 NathaliaMarinhoBarbosa_DISSERT.pdf: 5916722 bytes, checksum: 23ebb525979e506e69d2ca101608e58b (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / Esta Disserta??o trata da obten??o das propriedades geot?cnicas de sedimentos da Forma??o Barreiras e da an?lise da estabilidade das fal?sias localizadas no Centro de Lan?amentos da Barreira do Inferno, munic?pio de Parnamirim, no estado Rio Grande do Norte. ?reas costeiras despertam um grande interesse pela popula??o em geral e empreendimentos nessas regi?es s?o bastante comuns, fazendo com que os processos erosivos precisem ser estudados a fim de proporcionar um maior entendimento dos fatores que influenciam na estabilidade das fal?sias e consequentemente na sua seguran?a. O local de estudo em quest?o, por ser uma ?rea militar protegida, encontra-se completamente livre de interfer?ncias humanas e sem nenhuma edifica??o em seu topo, fazendo com que as an?lises sejam representativas de condi??es naturais impostas aos taludes estudados. As atividades desenvolvidas durante a elabora??o desta disserta??o est?o agrupadas em quatro etapas: revis?o bibliogr?fica, trabalhos de campo, ensaios de laborat?rio e an?lise da estabilidade das fal?sias. Atrav?s de visitas realizadas na ?rea de estudo, foram colhidas informa??es necess?rias para a posterior obten??o dos perfis cr?ticos das fal?sias para an?lise de estabilidade. Foram observados que os perfis em geral n?o s?o ?ngremes, com a presen?a de incis?o basal em alguns trechos. Verificou-se nas an?lises que as tens?es de tra??o atuantes apresentam valores baixos. O principal mecanismo respons?vel por deflagrar os processos de instabilidade ? o aumento parcial da satura??o dos solos ocasionado pelas precipita??es pluviom?tricas, o que diminui sua resist?ncia e gera movimentos de massa. Pelos ensaios realizados observou-se que o intercepto de coes?o dos solos saturados ? em torno de 26% do valor obtido para os solos no teor de umidade natural. Contudo, os ?ngulos de atrito em ambos os casos sofrem inexpressivas varia??es. Concluiu-se que a presen?a da incis?o basal n?o apresentou efeitos significativos na redu??o da estabilidade nas configura??es analisadas pelos m?todos por Equil?brio-Limite, enquanto que pela an?lise de tens?es observa-se um aumento de tens?es de tra??o na face da se??o. O estudo da an?lise de estabilidade realizado neste trabalho representou efetivamente os tipos de ruptura observados nas fal?sias do litoral do Rio Grande do Norte, sendo bem mais coerentes que os obtidos pelos m?todos tradicionais. / This Dissertation treat of obtaining geotechnical properties of sediments of Barreiras Formation and the stability analysis of the cliffs located at the Barreira do Inferno Launches Center, Parnamirim, Rio Grande do Norte State. Coastal areas attracts great interest for the population in general, and developments in these regions are quite common, causing erosive processes to be studied in order to provide a better understanding of the factors influencing the Stability of the cliffs and consequently their safety. The study site in question, being a protected military area, is completely free of human interference and without any edification at its top, making the analysis representative of natural conditions imposed on the slopes studied. The activities developed during the elaboration of this dissertation are grouped in four stages: bibliographic revision, fieldwork, laboratory tests and stability analysis of the cliffs. Based on visits accomplished in situ, information was collected for the subsequent retrieval of the critical profiles of the cliffs for stability analysis. It was observed that the profiles in general aren?t steep, with the presence of basal incision in some areas. It was verified in analyzes that the tensile tensions acting are low. The main mechanism responsible for triggering the instability processes is the partial increase of soil saturation caused by rainfall, which decreases its resistance and generates mass movements. From the tests carried out, it was observed that the cohesion intercept of the saturated soils is around 26% of the obtained value in the natural moisture content. However, the angles of friction in both cases suffer inexpressive variations It was concluded that the presence of the basal incision had no significant effect on the reduction of stability in the configurations analyzed by the limit equilibrium methods, while stress analysis showed an increase in tensile stresses on the face of the section. The study of the stability analysis performed in this work effectively represented the types of rupture observed in the cliffs of the coast of Rio Grande do Norte, being more coherent than those obtained by traditional methods.

A BR 116, no Rio Grande do Sul, perfaz uma extensão total de 653,8 quilômetros, iniciando na divisa entre SC e RS, na ponte sobre o Rio Pelotas, entre Lajes e Vacaria, prolongando-se até Jaguarão. A sua importância econômica no estado decorre do fato de ser um corredor que liga o norte do Rio Grande do Sul ao porto de Rio Grande (através da BR 392) e à fronteira com o Uruguai. A duplicação da BR-116 visa o escoamento da produção até o Porto de Rio Grande e a distribuição de produtos e bens que ingressam pelo Porto ou pela fronteira. Atualmente, as obras de duplicação encontram-se executadas em 50-60 % e parcialmente paralisadas (cada trecho/lote tem uma situação diferente). Este trabalho dedicou-se ao mapeamento geotécnico dos condicionantes de ruptura dos taludes de cortes rodoviários da BR-116, entre os municípios de São Lourenço do Sul e Barra do Ribeiro (RS). A investigação ocorreu por meio da análise dos taludes em campo, estudando as relações geológicas e pedológicas que condicionam as instabilidades situadas ao longo do trecho entre os quilômetros 332 e 477. O mapeamento geotécnico executado incluiu o levantamento da localização geográfica (coordenadas geográficas, e km da rodovia) de todos os cortes de estrada (taludes) existentes no trecho escolhido, bem como o levantamento fotográfico e a coleta de dados como altura, inclinação, extensão, cota altimétrica, medidas estruturais, medidas e descrição dos horizontes pedogenéticos, problemas geotécnicos, comportamento mecânico, fluxo de água superficial, nível do lençol freático, descrição geológica, descrição do nível de intemperismo e coleta de amostra para ensaios geotécnicos e difratometria de raios X Após as descrições de campo, os talude 8, 15 e 30 foram definidos como taludes representativos para análise mineralógica através de difração de raios X e caracterização dos argilo-minerais através de microscópio eletrônico de varredura. O talude 8 ainda contou com ensaios de cisalhamento direto para caracterização geomecânica do horizonte C. Esta análise permitiu definir que o principal condicionante para as rupturas de taludes na BR-116, trecho Sul, está na exposição do horizonte C, que induz diferentes tipos de processos erosivos sobre o mesmo. As investigações mostraram que a exposição do horizonte C faz com que a água da chuva aja na erosão direta do sopé do talude, ou na formação de canaletas e piping pela remoção de finos, os quais evoluem para bossorocas. As estruturas geológicas reliquiares preenchidas por caulinita também incrementam os processos erosivos, pela retirada da base estrutural de todo o corte. Assim, os horizontes A e B e a vegetação logo acima perdem sustentação e a gravidade determina o rompimento do talude em escorregamentos rotacionais. A continuidade dos eventos pluviométricos e, portanto, dos processos erosivos induzem novas rupturas em alguns taludes, ou na erosão direta do material escorregado para a base do talude, removendo material para as drenagens adjacentes. / The BR-116 is one of the most important longitudinal highways in Rio Grande do Sul state (RS, Brazil). The highway has 653.8 kilometers, starting at the bridge over the Pelotas River, and extending to Jaguarão city. It is part of an important economic corridor, that connects the north of RS to the Rio Grande Harbor (through BR 392) and Uruguay border. Therefore, the importance of the highway to the economic outflow from the state. The BR-116 duplication effort is actually halfway to the end, each segment in a different situation, and is slowly going on. This work was focused on mapping the geotechnical controlling factor for road cuts slidings, that occurred between São Lourenço do Sul and Barra do Ribeiro municipalities (RS) along BR-116 highway. The geotechnical investigation was carried out through fieldworks road cut slopes analysis, which included geology and pedology slopes characterization along the 332 and 477 kilometer of the BR-116 highway. The geotechnical field mapping procedures include recording and analyzing the geographic location (geodetic coordinates, and altimeter), photographic survey, and mainly the height, inclination, extension, structural features measurements, measure and description of pedogenetic horizons, geotechnical problems, mechanical behavior, surface water flow, groundwater level, geological description, description of weathering level and sample collection for all road cut slopes that show sliding or erosional features. The slopes numbered 8, 15 and 30 were defined as representative slopes for mineralogical analysis (X-ray diffraction and scanning electronic microscope) This analyses allowed to define that the main controlling factor for the road cut sliding along BR-116 under duplication is the exposure of the pedogenetic C horizon, since this enables different erosional processes upon it. The investigation has shown that the rainwater can acts directly on the footwall erosion, or even in the formation of channels and piping, which evolve to ravines. The relict geological structures weathered to kaolinite additionally contribute to the erosion processes. In such a scenario, the decreasing structural support due to C horizon erosion enable gravity to act upon pedogenetic A and B horizons, as well as on the vegetation cover just above, and cause rotational sliping on the road cut slopes. The subsequent pluviometric events contribute to additional direct erosion on slope footwall, to material removal to adjacent drainage channels, and, consequently, to repeated sliping in some slopes.

Apresenta-se neste trabalho uma análise de ruptura de um talude em solo não saturado. O talude, com cerca de 15 m de altura, é composto de areia fina a média argilosa, com grau de saturação da ordem de 55% e SPT variando entre 4 golpes no topo a 13 golpes na base. Determinaram-se as seguintes propriedades do solo: resistência, condutividade hidráulica saturada e não saturada e curva de retenção, além de medir-se a sucção matricial em campo ao longo do ano. Efetuaram-se análises paramétricas para avaliar o efeito da precipitação na mudança do perfil de sucção matricial do terreno e suas implicações na resistência e, por extensão, na estabilidade do talude. Construíram-se, também, ábacos que incluem o efeito da variação da sucção matricial, utilizáveis para taludes com características semelhantes ao talude estudado. Verificou-se que para as condições do talude natural, no auge da estação seca, as sucções matriciais são de tal magnitude que fornecem estabilidade ao talude. À medida que ocorrem precipitações, as sucções matriciais reduzem-se e o fator de segurança do talude diminui, o que justifica a ruptura ocorrida. / In this article is showing an slope back analysis in unsaturated soil. The slope, with about 15 m of height, it is composed of a fine to medium clayey sand, with degree of saturation of the order of 55% and SPT varying among 4 blows in the top to 13 blows in the base. The following properties of the soil were determined: resistance, saturated and unsaturated conductivity and it curves of retention, besides measuring the suction along the year. Parametric analyses were made to evaluate the effect of the precipitation in the changes of the ground matricial suction profile and its implications in the resistance and, by extension, in the slope stability. They were also made, some abaci that include the effect of the matricial suction variation, usable for slopes with similar characteristics to the studied slope. It was verified that for the conditions of the natural slope, next to the peak of the dry station, the matricial suction is of such magnitude that it supply stability to the slope. In the successive events of precipitations the matricials suctions is reduced and the slope security factor decreases, that justifies the happened rupture.

Nesta tese foram executados diversos ensaios geotécnicos em um solo coluvionar de uma encosta em que ocorreu uma ruptura translacional, seguida de liquefação e corrida de detritos, em São Vendelino (RS). Na mesma área ocorreram dezenas de rupturas de taludes em dezembro de 2000, durante um evento pluviométrico com chuvas de 148 mm medidas em 2 h. Os taludes da região apresentam declividades em torno de 27-36° com uma camada superficial de solo coluvionar (aproximadamente 2 m). Os solos amostrados foram retirados junto da cicatriz de um destes movimentos, o qual uma testemunha ocular descreveu como uma ruptura de grande mobilidade e fluidez. No trabalho é apresentada (a) uma caracterização geral das propriedades geotécnicas dos solos coluvionares da área de estudo, a partir de um conjunto de ensaios realizados em amostras deformadas e indeformadas coletadas em campo; (b) resultados do monitoramento de poro-pressões por piezômetros elétricos e um pluviômetro, instalados na encosta; (c) ensaios de condutividade hidráulica de laboratório e de campo (permeâmetro de Guelph, piezômetros de Casagrande e cilindros concêntricos); (d) um conjunto de resultados de ensaios de cisalhamento direto, ensaios de compressão triaxial CID, CIU, CID-U e CSD (constant shear drained) e (e) um conjunto de ensaios hollow cylinder. Os ensaios de condutividade hidráulica realizados em laboratório com amostras indeformadas forneceram valores entre 2,5x10-4 e 5,4x10-3 cm/s. Os resultados dos ensaios de cisalhamento resultaram em valores c =4-10 kPa e f = 26º (remoldados ou indeformados) e c =0-10 kPa e f =25,8-36,9º (triaxiais em solo remoldado). Os ensaios hollow cylinder realizados mostraram que há uma grande influência da rotação das tensões principais nos parâmetros de resistência ao cisalhamento e no comportamento do solo pré e pós-ruptura. Os resultados também sugerem que análises de estabilidade de taludes baseadas nos parâmetros de resistência ao cisalhamento obtidos a partir de ensaios de compressão triaxial não são conservativas. Análises de fluxo de água e de estabilidade da encosta sugerem que somente chuvas com intensidade de magnitude semelhante à de dezembro de 2000 podem provocar rupturas na encosta estudada. / In this thesis several geotechnical tests were performed in a colluvium soil from a slope in which a translational slide occurred, followed by liquefaction and debris flow, in São Vendelino, RS, Brazil. In the same area several other slope failures occurred in December 2000 during a rain event with precipitation of 148mm in 2 hours. The inclination of the slopes in the region are in the range of 27-36o with a surficial layer of colluvium soil (approximately 2 m). The soil samples soil were collected close to a scar generated by one of those movements, which an eye-witness described as a failure with great mobility. This thesis presents (a) a basic characterization of colluvium soils from the studied area, using disturbed and undisturbed samples; (b) monitored values of in-situ pore-pressure using electric piezometers and results of a pluviometer installed in the studied area; (c) results of hydraulic conductivity from laboratory and field tests (Guelph permeameter, Casagrande piezometers and concentric cylinders); (d) results from direct shear and triaxial tests (CID, CIU, CID-U and CSD) and (e) a set of hollow cylinder tests. The laboratory conductivity hydraulic tests carried out on undisturbed samples showed values variyng from 2.5x10-4 to 5.4x10-3 cm/s. The direct shear results resulted in c =4-10 kPa e f =26º (undisturbed or reconstituted samples) and triaxial tests resulted in c =0-10 kPa and f =25.8-36.9º (reconstituted samples). The hollow cylinder tests showed that there is a strong influence of principal stress rotation in the shear strength and in the soil behavior pre and post failure. The results also suggest that slope stability analyses based on shear strength parameters obtained from triaxial tests are not conservative. Seepage and slope stability analyses suggest that only rains of great intensity, similar to the event of December 2000, may generate failures in the studied slope.

Esta dissertação de mestrado apresenta um estudo sobre dois taludes coluvionares localizados na região nordeste do Rio Grande do Sul, inseridos no contexto geológico da Formação Serra Geral. Estes taludes apresentam características e comportamento geotécnico distintos. O objetivo desta dissertação é obter parâmetros de condutividade hidráulica e resistência ao cisalhamento dos solos presentes nos dois taludes, a fim de entender os diferentes processos de ruptura observados. Um dos taludes, denominado talude de Canastra, apresenta um processo de rastejo; este talude tem uma inclinação bastante suave e apresenta uma camada de colúvio sobre um solo residual de basalto vesicular. O talude de Canastra apresenta uma camada de transição entre o colúvio e o solo residual; os ensaios de condutividade hidráulica realizados em campo mostraram que esta camada é menos permeável do que o colúvio e o solo residual, formando uma camada quase impermeável e criando condições para a formação de dois níveis freáticos neste talude. Nos solos deste talude foi detectada a presença significante de argila expansiva (montmorilonita). O outro talude estudado, denominado de talude da rodovia RS470, apresentou uma ruptura abrupta após um período de intensa chuva. Este talude apresenta uma inclinação bastante íngreme e um solo coluvionar assente diretamente sobre basalto alterado. A condutividade hidráulica deste colúvio é bastante elevada. O colúvio apresenta pouca argila expansiva, sendo formado essencialmente por caulinita. Os ensaios ring shear, realizados para a obtenção de parâmetros de resistência ao cisalhamento residual nos solos dos dois taludes, apresentaram valores muito baixos de φr, inferiores a 10° Valores semelhantes foram encontrados por Pinheiro (2000) e Rigo (2000) em solos residuais de basalto da Formação Serra Geral. Foram realizadas simulações numéricas de fluxo d’água e de estabilidade destes taludes, na tentativa de verificar as condições em que aconteceram os escorregamentos.

Apresenta-se um estudo paramétrico acerca da infiltração de água e sua repercussão no Fator de Segurança de talude em solos não saturados. Na análise adota-se um talude de referência com geometria fixada conforme a inclinação típica para taludes em areia argilo siltosa, característica do Centro-Oeste do estado de São Paulo. A análise paramétrica foi desenvolvida a partir de uma simulação de fluxo em regime transiente utilizando o programa SEEP/W, que utiliza o método de elementos finitos, e posteriormente uma análise de estabilidade do talude de referência utilizando o método de Bishop simplificado conforme apresentado no programa SLOPE/W. Foram analisados taludes homogêneos compostos por três diferentes tipos de solo, uma areia, um silte argiloso e uma areia argilo siltosa. Os parâmetros analisados compreendem a curva de retenção de água, a função condutividade hidráulica do solo e a intensidade de precipitação. Verificou-se que a função condutividade hidráulica e a pressão de entrada de ar são os principais determinantes do comportamento da infiltração e conseqüentemente da estabilidade do talude. As simulações de fluxo evidenciaram que os taludes em solos mais arenosos apresentam taxas de infiltração maiores que as apresentadas pelos taludes compostos por solos siltosos. Consequentemente, os escorregamentos ocasionados pela perda da contribuição da sucção para a resistência ao cisalhamento ocorrem primeiramente nos taludes compostos por solos arenosos e posteriormente naqueles compostos por solos siltosos, fato este que pôde ser confirmado pelas análises de estabilidade do talude de referência. / A parametric study is presented about water infiltration and its repercussion in the safety factor of unsaturated soil slopes. In the analysis it is adopted a reference slope with determined geometry according to the typical inclination for slopes in silty clayey sand, characteristic of the mid-western region of São Paulo State, in Brazil. The parametric analysis was developed from a flux simulation in transient regime using the SEEP/W software, which uses the finite elements method, and thereafter, a stability analysis of the reference slope using simplified Bishop method, as presented in the SLOPE/W software. Homogeneous slopes composed by three different types of soil (sand, clayey silt and silty clayey sand) were considered. The analyzed parameters include the water retention curve, the hydraulic conductivity function and the precipitation intensity. It was verified that the hydraulic conductivity function and the air entry value are the main determinants of the infiltration behavior and, subsequently, of the slope stability. The flux simulations have evidenced that coarser soils slopes show higher infiltration rates than the ones presented in finer soil slopes. Consequently, the slides caused by the loss of the suction\'s contribution to shear strength occur primarily in coarser soil slopes than in fine soil slopes, what could be verified in the stability analysis of the reference slope.

[pt] O entendimento dos processos que levam à instabilidade de taludes rochosos é de grande importância em análises de risco. Normalmente, desplacamentos e quedas de blocos de rocha ocorrem em épocas sem chuva, levando a crer que existem outros fatores deflagradores que devem ser analisados. Estudos relativamente recentes tem levantado a importância das tensões térmicas na propagação de fissuras e noacúmulo de tensões de tração. De forma a avaliar o impacto da ciclagem térmica sobre a rocha, foram realizadas análises termomecânicas utilizando o software de elementos finitos Abaqus 6.14. Nas simulações efetuadas foram utilizadas geometrias simplificadas, representativas de placas rochosas reais de áreas costeiras do Brasil. O maciço rochoso foi considerado isotrópico e homogêneo e os parâmetros térmicos utilizados (condutividade, calor específico e coeficiente de expansão térmica) foram adotados de acordo com valores obtidos na literatura para rochas de origem e constituição similar às rochas presentes na costa da região sudeste do Brasil (Gnaisses e Granitos). As condições de contorno de temperatura foram obtidas através de campanhas experimentais extraídas de estudo anterior. Admitiu-se ainda, apenas a ocorrência do modo I de propagação de fraturas, sendo a análise da propagação restrita a comparação entre K1c e os valores K1 desenvolvidos. Os resultados das simulações numéricas mostraram que a ocorrência de baixas temperaturas e de altos gradientes térmicos entre as faces externa e interna da placa ocasionam os maiores valores de K1, cuja magnitude é comparável aos valores de K1c típicos para rochas encontradas na região sudeste do Brasil. / [en] The understanding of the processes that lead to instability of rock slopes is of great importance in risk analysis. Normally, detachments and rockfalls occur in times without rain, leading to belief that there are other triggering factors that need to be evaluated. Relatively recent studies have raised the importance of thermal stresses in the propagation of cracks and in the accumulation of tensile stresses. In order to evaluate the impact of thermal cycling on the rock, thermomechanical analyzes were performed using Abaqus 6.14 finite element software. In the simulations, simplified geometries were used, representative of real rock plates of coastal areas of Brazil. The rock mass was considered isotropic and homogeneous and the thermal parameters (conductivity, specific heat and coefficient of thermal expansion) were adopted according to values obtained in the literature for rocks of origin and constitution similar to the rocks present in the coast of the southeastern region of Brazil (Gneisses and Granites). The temperature contour conditions were obtained through experimental campaigns extracted from a previous study. Only the occurrence of mode I of fracture propagation was allowed, with propagation analysis being restricted to the comparison between K1c and the K1 values developed. The results of the numerical simulations showed that the occurrence of low temperatures and high thermal gradients between the outer and inner faces of the plate cause the highest values of K1, whose magnitude is comparable to the values of K1c typical for rocks found in the southeastern region of Brazil.