Geological processes define every place on earth. They tell us their story of formation, of shaping events that have long passed and about current conditions that continue to form the place. Each place therefore reveals its historical events and points towards its future. Man manipulates these processes and often ends the dialog between the past and the future. I wanted to explore an architecture related to this dialog, that occupies a site but also enters its existence and future. Erosion is the all-encompassing term for the processes that constantly sculpt and ultimately wear down the landscape of the earth. It accompanies weathering, the break up of material at the earth`s surface through chemical, physical and biological processes. Gravity plays a vital role in these processes. It is urging all of the erosional debris downhill. Most of the material is carried by running water, transported downstream often to the world`s oceans. / Master of Architecture

Os solos sobre-adensados da Formação Guabirotuba principal unidade geológica de Curitiba e região metropolitana são estudados, buscando-se alcançar um melhor entendimento de seu comportamento geomecânico. Uma revisão de aspectos geológicos é realizada, caracterizando-se o contexto regional, a gênese e os tipos de sedimentos da Formação Guabirotuba. Os dados disponíveis e informações referentes a argilas rijas e duras são analisados, no intuito de se identificar possíveis causas de problemas em obras geotécnicas. Ênfase é dada ao papel que as fraturas exercem no comportamento do material. Um amplo trabalho experimental é conduzido no Sítio Experimental de Geotecnia da UFPR, através de ensaios de campo e laboratório. As investigações geotécnicas envolvem desde o tradicional SPT e abertura de poços até ensaios de cone, dilatômetro e pressiômetro autoperfurante. Os trabalhos de campo contemplam o estudo de efeitos de escala na resistência ao cisalhamento do terreno, conduzindo-se ensaios de carregamento dinâmico em estacas escavadas com diferentes diâmetros. No laboratório, a composição e a estrutura do solo são analisadas com técnicas de difratometria de raios-X e microscopia eletrônica. Ensaios de caracterização permitem delinear propriedades índice do Sítio Experimental. Curvas características e ensaios de adensamento de solo indeformado e remoldado fornecem dados que auxiliam no entendimento da história de tensões. Os efeitos de escala, que se devem ao fraturamento do material, são avaliados também com ensaios de cisalhamento direto e triaxiais, utilizando-se amostras de diferentes dimensões. As conclusões da pesquisa permitem identificar possíveis agentes de sobre-adensamento, efeitos do intemperismo químico, fatores que interferem no estado de tensões de campo e mecanismos associados à resistência ao cisalhamento. / The overconsolidated soils of the Guabirotuba Geological Formation are studied in order to achieve a better understanding of its geotechnical behavior. These soils are the main occurrence in the Curitiba Metropolitan Area. A revision of its geology is provided. The genesis and the sediments are described. The available data of the soils and published information about stiff and hard clays are analyzed in order to understand the unexpected behavior of foundations, excavations and slopes. It is given emphasis to the role of the fissures in the material behavior. A comprehensive experimental work is carried out at the Geotechnical Experimentation Site of the UFPR including field and laboratory studies. The geotechnical investigation comprises SPT, exploratory trenches, cone penetration, dilatometer and self boring pressuremeter tests. Scale effects in bored piles are assessed with high strain dynamic tests performed in elements with different cross sections. In the laboratory the composition and the microfabric are analyzed with X-ray diffraction and electron microscopy. Laboratory index soil tests are presented. Consolidation tests and characteristic curves of undisturbed and remolded samples provide information related with the stress history. The scale effects due to the fissures are assessed with direct shear and triaxial testing of specimens with different sizes. The conclusions indicate possible overconsolidation factors, chemical weathering effects and mechanisms affecting the in situ stress state and the shear strength.

Os solos sobre-adensados da Formação Guabirotuba principal unidade geológica de Curitiba e região metropolitana são estudados, buscando-se alcançar um melhor entendimento de seu comportamento geomecânico. Uma revisão de aspectos geológicos é realizada, caracterizando-se o contexto regional, a gênese e os tipos de sedimentos da Formação Guabirotuba. Os dados disponíveis e informações referentes a argilas rijas e duras são analisados, no intuito de se identificar possíveis causas de problemas em obras geotécnicas. Ênfase é dada ao papel que as fraturas exercem no comportamento do material. Um amplo trabalho experimental é conduzido no Sítio Experimental de Geotecnia da UFPR, através de ensaios de campo e laboratório. As investigações geotécnicas envolvem desde o tradicional SPT e abertura de poços até ensaios de cone, dilatômetro e pressiômetro autoperfurante. Os trabalhos de campo contemplam o estudo de efeitos de escala na resistência ao cisalhamento do terreno, conduzindo-se ensaios de carregamento dinâmico em estacas escavadas com diferentes diâmetros. No laboratório, a composição e a estrutura do solo são analisadas com técnicas de difratometria de raios-X e microscopia eletrônica. Ensaios de caracterização permitem delinear propriedades índice do Sítio Experimental. Curvas características e ensaios de adensamento de solo indeformado e remoldado fornecem dados que auxiliam no entendimento da história de tensões. Os efeitos de escala, que se devem ao fraturamento do material, são avaliados também com ensaios de cisalhamento direto e triaxiais, utilizando-se amostras de diferentes dimensões. As conclusões da pesquisa permitem identificar possíveis agentes de sobre-adensamento, efeitos do intemperismo químico, fatores que interferem no estado de tensões de campo e mecanismos associados à resistência ao cisalhamento. / The overconsolidated soils of the Guabirotuba Geological Formation are studied in order to achieve a better understanding of its geotechnical behavior. These soils are the main occurrence in the Curitiba Metropolitan Area. A revision of its geology is provided. The genesis and the sediments are described. The available data of the soils and published information about stiff and hard clays are analyzed in order to understand the unexpected behavior of foundations, excavations and slopes. It is given emphasis to the role of the fissures in the material behavior. A comprehensive experimental work is carried out at the Geotechnical Experimentation Site of the UFPR including field and laboratory studies. The geotechnical investigation comprises SPT, exploratory trenches, cone penetration, dilatometer and self boring pressuremeter tests. Scale effects in bored piles are assessed with high strain dynamic tests performed in elements with different cross sections. In the laboratory the composition and the microfabric are analyzed with X-ray diffraction and electron microscopy. Laboratory index soil tests are presented. Consolidation tests and characteristic curves of undisturbed and remolded samples provide information related with the stress history. The scale effects due to the fissures are assessed with direct shear and triaxial testing of specimens with different sizes. The conclusions indicate possible overconsolidation factors, chemical weathering effects and mechanisms affecting the in situ stress state and the shear strength.

This research puts forward as its central subject an inquiry into the existence of an underground lateral flow capable of carrying particles that leads to morfogenetical implications. Regarding the pertinence to this analysis of a survey by Werlang et al. (2014), this project builds on the conclusions reached by the application of the pedological cover structural analysis in a toposequence. From these outcomes, as well as due to the significant finding of a notorious low hydraulic conductivity of the underground horizons proven in trials, it was possible identify a lateral flow predominantly on the eluvial horizon. In an area next to that the mentioned study took place, we selected a hillslope to proceed a preliminary topographic survey to define the hillslope geomorphic nature and set up the geomorphic breaking points of this hillslope. Subsequently, this allowed to conduct the soil sounding along the toposequence of eleven points in these geomorphic breaking points, determining depth and thickness of the present horizons and collecting samples for laboratory analysis. Similarly, the morphological description of the probed profiles was performed. After this stage of field works, a new topographic survey was conducted designed to locate, within the mentioned area, the probing points aiming at obtaining a profile of the hillslope topossequence segment data. This procedure allowed to obtain a bidimensional analysis of the pedological cover and enabled to develop several substantial inferences. Taking into account the results of this analysis, we proceed to characterize, both in field and laboratory, the present litology condition in the area on the Santa Maria Formation. The samples obtained in field allowed to accomplish the granulometrical characterization, and next, tabulate these data. In this way, the discussion could identify gradients of concentration from different granulometrical grades, which were then used to define a dynamics based on surface and underground flows supporting a wide discussion engaged thereof. The presence of positive gradients, albeit tenuous, in the clay fraction down the slope, afforded to infer the existence of a subsurface flow with transport and further accumulation of material on top of the B horizon of profiles located at lower levels. Accordingly, this allowed to testify the validity of purpose of this study, noting however the presence of two distinct litologies from the Santa Maria Formation whose permeability has shown that the dynamics of the hillslope is highly complex insomuch as inserted in the landscape as a whole. / O presente estudo propõe a investigação da existência de um fluxo lateral subsuperficial carreador de partículas com implicações morfogenéticas. Considerando a pertinência para nossa análise de um trabalho de Werlang et al. (2014), este projeto toma como base as conclusões obtidas com a aplicação da análise estrutural da cobertura pedológica em uma topossequência. A partir dessas considerações, bem como da significativa constatação de uma notória baixa condutividade hidráulica dos horizontes subsuperficiais comprovada em ensaios, foi possível identificar um fluxo lateral predominante no horizonte E ao longo da topossequência. Em uma área próxima a do estudo mencionado, foi selecionado um segmento de vertente a partir do qual se procedeu ao levantamento topográfico preliminar e definiu-se os pontos de ruptura geomórfica deste segmento de vertente. Subsequentemente, foram realizadas sondagens ao longo da topossequência nos pontos destas rupturas geomórficas, determinando profundidade e espessura dos horizontes presentes e coletando amostras para análise laboratorial. Foi realizada também a descrição morfológica dos perfis sondados. Finalizada esta etapa dos trabalhos de campo, efetuou-se um novo levantamento destinado a situar, dentro da área referida, os pontos de sondagem visando possibilitar a obtenção de um perfil da topossequência do segmento de vertente. O procedimento permitiu uma análise bidimensional da cobertura pedológica que subsidiou inferências significativas. Contabilizando os resultados dessa análise, foi caracterizada em campo e em laboratório a situação das litologias presentes na área relativa à Formação Santa Maria. Com as amostras resultantes deste procedimento foi possível realizar a análise granulométrica, sendo a seguir tabulados e discutidos os dados obtidos. Foi possível então identificar gradientes de concentrações das diferentes classes granulométricas, que foram utilizados para definir uma dinâmica de fluxos em superfície e subsuperfície subsidiando as discussões. A presença de gradientes positivos, ainda que tênues, na fração argila no sentido do declive da vertente, possibilitou inferir a existência de um fluxo subsuperficial com carreamento e acúmulo de materiais no topo do horizonte B dos perfis situados em cotas inferiores. Isso permitiu constatar a validade do propósito deste estudo, observando que a presença de duas litologias de permeabilidade distintas tenha demonstrado que a dinâmica de uma vertente é invariavelmente complexa, visto que inserida no todo da paisagem e contemplando mais de um fator determinante.