Os solos residuais tropicais são formados principalmente através do intemperismo químico das rochas. As características destes solos também podem ser influenciadas por processos pedogenéticos. Solos residuais fortemente intemperizados, que apresentam influência pedogenética significativa, são denominados solos lateríticos ou solos com comportamento laterítico. Por outro lado, os solos residuais menos intemperizados, onde a estrutura e a fábrica da rocha de origem ainda podem ser identificadas, são denominados solos saprolíticos. Esta tese compreende um estudo abrangente e aprofundado sobre a mineralogia, o intemperismo e o comportamento mecânico de solos saprolíticos de rochas básicas e ácidas da Formação Serra Geral no estado do Rio Grande do Sul. O estudo foi realizado através de análises petrográficas das rochas e solos saprolíticos correspondentes, análises de fluorescência e difração de raios-X, caracterização geotécnica, ensaios edométricos, ensaios de cisalhamento direto convencionais e especiais, ensaios ring shear, ensaios triaxiais isotrópicos, CID e K0, e microscopia eletrônica. Os resultados obtidos mostram que os solos estudados podem ser definidos como solos estruturados. Sua estrutura é formada durante o processo de intemperismo químico, caracterizado como um processo isovolumétrico de substituição pseudomórfica de minerais primários por argilominerais e hidróxidos de ferro. Devido às diferentes composições mineralógicas das rochas de origem, argilominerais do grupo das esmectitas predominam em solos saprolíticos de rochas básicas, enquanto argilominerais do grupo das caulinitas são predominantes em solos saprolíticos de rochas ácidas. O comportamento mecânico dos solos estudados é afetado significativamente pela estrutura, antes e após a ruptura O comportamento pré-ruptura é controlado pela estrutura, seguindo genericamente o padrão proposto por Leroueil & Vaughan (1990), com pequena influencia da mineralogia. A resistência ao cisalhamento residual dos solos estudados é significativamente afetada pela mineralogia. Os valores de φ’r obtidos das envoltórias residuais variaram entre 7,6º e 13,6º para os solos saprolíticos de rochas básicas, enquanto os solos saprolíticos de rochas ácidas apresentaram valores de φ’r variando entre 16,5º e 27,2º. O comportamento pós-ruptura, especialmente a grandes deslocamentos, está associado à degradação de partículas e agregados durante o cisalhamento. Este mecanismo, juntamente com a proporção relativa entre partículas lamelares e maciças do solo, controla o tipo de comportamento do solo na mobilização da resistência residual (turbulento, transicional ou deslizante). A intensidade da degradação depende do grau de intemperismo, da estrutura do solo e da tensão normal. O grau de intemperismo e a estrutura determinam a resistência das partículas e agregados, e conseqüentemente sua suscetibilidade à degradação mecânica durante o cisalhamento sob um determinado nível de tensão normal.

A busca de soluções racionais para problemas geotécnicos envolvendo solos cimentados, tanto naturais como artificiais, e sua incorporação à prática corrente da Engenharia Geotécnica, requer primordialmente o estabelecimento de critérios de análise, projeto e execução tecnicamente confiáveis e economicamente viáveis, o que, por sua vez, implica na capacidade de prever o comportamento mecânico desses materiais cimentados quando submetidos a condições específicas de trabalho. Neste contexto, o presente trabalho apresenta uma contribuição ao desenvolvimento de um arcabouço teórico fundamental à compreensão do comportamento geotécnico de solos cimentados, através de uma abordagem que contemplou, além da caracterização do comportamento básico de solos cimentados, a investigação teórica e experimental da relação tensão-dilatância-resistência observada na compressão triaxial para uma variada gama de materiais reconstituídos e cimentados. Todos os aspectos analisados do comportamento mecânico dos solos cimentados investigados foram, em maior ou menor grau, influenciados pela variação do grau de cimentação, da tensão efetiva média inicial e do índice de vazios. A análise da resposta dos materiais cimentados no espaço tensão-dilatância permitiu concluir, a partir do reconhecimento de padrões claros de comportamento, que a teoria da tensão-dilatância fornece um arcabouço com potencial para a interpretação do comportamento tensão-deformação e da resistência de materiais cimentados, na medida em que incorpora a dilatância como fator importante do comportamento geotécnico.

Nesta dissertação é apresentado o mapeamento geotécnico obtido para a região adjacente à obra de duplicação da rodovia BR101, entre os municípios de Osório a Torres, RS. A região apresenta uma grande variedade de materiais e complexidade de deposição, com interdigitação entre materiais de encosta e materiais de deposição flúvio-marinha. O trabalho utilizou a metodologia de mapeamento proposta por Davison Dias (1995), com cruzamento e análise das informações contidas nos mapas geológicos e pedológicos. Foi feita uma generalização taxonômica para agrupar classes de materiais com características geotécnicas semelhantes. Utilizando uma plataforma de SIG, foram introduzidas informações de topografia, geologia e pedologia para gerar 2 mapas de unidades geotécnicas: o Mapa Geotécnico Generalizado com 23 unidades e um Mapa Geotécnico Detalhado com 52 unidades geotécnicas. Foi confeccionado um Modelo Numérico do Terreno utilizado para a verificação das unidades mapeadas nas áreas de encosta e criado um banco de dados com informações de mapas de Geologia e Pedologia, sondagens do tipo SPT, dados de granulometria das jazidas utilizadas na obra e material fotográfico. A metodologia e os dados utilizados resultaram em um mapeamento de muito boa qualidade na identificação das classes de solos. / This dissertation presents the mapping obtained from the adjacent region of the BR101 highway duplication, between the towns of Osório and Torres, Rio Grande do Sul. The region presents great variety of materials and deposition complexity, with inter-stratification between slope materials and estuarine deposited materials. The work was carried out using the mapping methodology proposed by Davison Dias (1995), which analise and combine the informations contained in geological and pedological maps. Some classes of soils of similar geotechnical characteristics were grouped together by a taxonomic generalization. Collected information on topography, geology and pedology were introduced in a Geographical Information System (GIS), to produce 2 maps: a Simplified Geotechnical Map with 23 unities and a Detailed Geotechnical Map with 52 geotechnical unities. A Digital Terrain Model (DTM) was constructed and used for the checking the mapping unities in the slope areas. A digital database was also assembled with results of SPT soundings, grain-size distribution of the deposits used in the construction and photographic material. The methodology and the quality of information used resulted in maps with very good quality for the identification of the soil classes presented in the area.

Elemento estratégico na inserção de um país no contexto do desenvolvimento tecnológico e no cenário econômico internacional a indústria de mineração, que envolve a extração e o processamento de minério, resulta na geração de elevadas quantidades de resíduos, cuja disposição gera impacto e risco ambiental. Neste sentido, a presente pesquisa é um estudo de investigação geotécnica em uma área de disposição de resíduos de mineração de zinco, com o objetivo de caracterizar adequadamente o rejeito evitando os riscos de acidentes e impactos ambientais. A área de disposição em estudo resulta do processo de mineração do zinco da Votorantim Metais e Zinco, localizada em Juiz de Fora – MG, na qual os resíduos foram lançados em uma barragem por via úmida, em forma de lama. Os ensaios foram realizados em três ilhas de investigação (PZC01, PZC02 e PZC03), nas quais foram realizados ensaios de palheta (vane test), piezocone (CPTU), cone sísmico (SCPTU) e coleta de amostras para ensaios de laboratório. A campanha teve como objetivo avaliar principalmente a influência da velocidade de carregamento na estimativa dos parâmetros geotécnicos a partir dos ensaios de campo, e para isso foram empregadas distintas velocidades de rotação no ensaio de palheta e de cravação do piezocone. Complementarmente foi analisada a influência da velocidade em argilas, ensaios nos quais os efeitos viscosos são predominantes. Com isto é possível buscar uma análise integrada para avaliar a ocorrência de drenagem parcial durante os ensaios combinada, se necessário, aos efeitos viscosos. Nestas análises são usados resultados de trabalhos anteriores (i. e. BLIGHT, 1968 e BISCONTIN & PESTANA, 1999), estabelecendose uma metodologia para interpretação de ensaios de campo em resíduos de mineração de zinco. / Strategic to a nation´s development and essential to its recognition as an economical international player, the mining industry comprises the extraction and processing of minerals and produces, as a consequence, large amounts of tailings that represent important environmental risks and impacts. The present research focus on the study of zinc tailings and attempts to contribute in a general understanding of tailings behavior to allow reliable engineering design of tailing deposits to reduce the risk of failure and contamination. This goal has been achieved throughout a study of a large zinc tailing deposit from Votorantim Metais e Zinco, at Juiz de Fora, in the state of MG, Brazil. In this area, tailings are deposited as slurry. The study of this material has been made by carrying out vane tests, piezocone tests (CPTU) and seismic cone tests (SCPTU), as well as by collecting disturbed samples for laboratory investigation. The site investigation comprises three investigation positions (PZC01, PZC02 e PZC03), selected to give a representative evaluation of the area and its variations. Tests were performed to investigate rate effects and its implications on the prediction of soil properties assessed from testing data. Different penetration and rotation rates have been selected to allow data to be gathered over a range of testing rates, which allows both partial drainage and viscous effects to be evaluated. These effects have been analyzed in an integrated framework given raise to an interpretation method that allows in situ testing results to be interpreted and soil parameters to be estimated. Other published information has been used for comparison (i. e. BLIGHT, 1968 e BISCONTIN & PESTANA, 1999). The work offers a solid base for guidance the interpretation of in situ tests in zinc tailings.

O constante avanço econômico e tecnológico que estamos vivendo, nos dias de hoje possui como uma das mais marcantes características o aumento na demanda de combustíveis para diversos usos. Fato que pode ser preocupante do ponto de vista ambiental, onde estes combustíveis representam grandes potenciais poluidores. Na área de estudos (região urbana de São Carlos - SP) já existem focos de poluição identificados pela CETESB, onde também ocorrem três importantes aquíferos: Bauru, Guarani (porosos) e Serra Geral (fraturado), estando estes em sessão aflorante (zona de recarga) e em sub-superfície. O mapeamento geológico-geotécnico é uma importante ferramenta, que pode ser empregada como método de diagnóstico fundamentando a análise de vulnerabilidade de contaminação dos recursos hídricos. Com a integração do mapeamento geotécnico e técnicas de caracterização específicas de áreas contaminadas poderemos proceder com uma análise de vulnerabilidade mais consistente. O método GOD, utilizado como parâmetro para a análise de vulnerabilidade, vem sendo muito utilizado tanto no cenário nacional como internacional. Neste trabalho se mostrou eficiente, sendo possível correlacionar as diversas classes de vulnerabilidade com os compartimentos geológico-geotécnicos definidos no mapeamento e com a análise dos condicionantes geotécnicos que podem deflagrar uma contaminação em cada unidade geológico-geotécnica definida. / The constant economic and technological advancement that we are living today has one of the most striking features an increase in fuel demand for different uses. This fact may be worrying the environmental point of view, where these fuels are major potential polluters. In the study area (urban area of Sao Carlos - SP) since there are outbreaks of pollution identified by CETESB, where also there are three major aquifers: Bauru, Guarani (porous) and Serra Geral (fractured), the latter being in session outcropping (zone charge) and sub-surface. The geological-geotechnical mapping is an important tool that can be used as a method of diagnosing the reasons for vulnerability analysis of contamination of water resources. With the integration of geologicalgeotechnical mapping and geotechnical characterization techniques to specific contaminated areas can proceed with a more consistent vulnerability analysis. The GOD method, used as a parameter for the vulnerability analysis, has been widely used in both the national and international scenario. In this work This method was successfully, it is possible to correlate the various classes of vulnerability compartments defined in the geological-geotechnical mapping and analysis of geotechnical conditions which may trigger a contamination in each unit defined.

Este trabalho apresenta a pesquisa realizada e os resultados obtidos durante o mapeamento geotécnico da porção média da Bacia do Rio Capivari, na escala 1:50.000, seguindo a metodologia adotada pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP). Foi elaborada uma sistemática de estudo, onde buscou-se extrair informações pela definição dos atributos do meio físico relativos ao substrato rochoso, ao material inconsolidado e aos lnadforms, que foram classificados de acordo com sua ordem de importância para a definição do potencial ao escoamento superficial, do potencial à infiltração, da susceptibilidade à erosão e na elaboração zoneamento geotécnico geral da região. No auxílio à manipulação das informações e à combinação de mapas, foi utilizado o Sistema de Informações Geográficas - IDRISI. O resultado mostrou-se satisfatório, mesmo considerando-se as dificuldades e problemas decorrentes deste tipo de tratamento. Os produtos cartográficos gerados permitiram concluir que: a Bacia do Médio Capivari assenta-se sobre as litologias das formações ltararé e Serra Geral; o relevo é marcado pelo predomínio de baixas declividades; apresenta uma baixa densidade de drenagem; o material inconsolidado caracteriza-se pela textura siltosa com teores variáveis de areia e argila e espessuras máximas observadas em campo, na ordem de 7 m. Estas características condicionam os níveis de potencial ao escoamento superficial, do potencial à infiltração e da susceptibilidade à erosão, com zonas que variam desde muito baixas à altas; condiciona também o zoneamento geotécnico geral, delimitando regiões homogêneas quanto às suas características geotécnicas. Desta forma, este trabalho reúne uma quantidade de informações que podem auxiliar nas atividades de manejo, planejamento e ocupação da porção média da Bacia do Rio Capivari. / This research consists of the geotechnical mapping of the medium Capivari Basin. It was developed according to the adopted methodology at EESC/USP (Escola de Engenharia de São Carlos) compatible with the 1:50.000 scale requirements. This work realized a study about the geotechnical characteristics of the medium Capivari basin and summarizes the physical drainage network studies and the principals geotechnical mapping methodologies. The geographical informalion systems (IDRISI prograrn) was used in the treatment of cartographic products and physical attributes analysis. In this work was produced eleven cartographic products classified in two groups: basic documents and interpretative documents. In general the medium Capivari basin is represented for the Itararé Formation and Serra Geral Formation. The relief, the drainage network and the characteristics of the weathering profiles are the main responsible for the behavior of the superficial flow, of the infiltration potential and of the erosion susceptibility, observed in the area.

Esta pesquisa integrou estudos geológicos, hidrogeológicos, geoquímicos e de isótopos estáveis no município de Sete Lagoas (MG), Brasil, com o objetivo de entender a circulação da água em terreno cárstico e propor alternativas para o seu melhor uso, a fim de se evitar problemas geotécnicos. A área é constituída por calcários neoproterozoicos da Formação Sete Lagoas, onde se desenvolveram condutos cársticos, dando origem ao aquífero homônimo, o qual está coberto por sedimentos cenozoicos inconsolidados e, ocasionalmente, por rochas metasedimentares neoproterozoicas da Formação Serra de Santa Helena. Foi observado que neste aquífero a porosidade primária é muito baixa e a secundária (micro-fraturas) é igualmente reduzida, devido ao preenchimento por calcita. O grande volume de água subterrânea migra através da porosidade terciária caracterizada dominantemente por dois planos de acamamentos carstificados e, em menor grau, por fraturas sub-verticais carstificadas. A recarga, relacionada às chuvas que ocorrem no período de outubro a dezembro, se dá através de sumidouros, entradas de cavernas e onde o calcário está sob os sedimentos cenozoicos. Um detalhado estudo avaliando os efeitos de escala permitiu também o estabelecimento da distribuição das permeabilidades do Aquífero Sete Lagoas. Outros resultados obtidos também estabeleceram que as extrações de águas subterrâneas estão associadas aos eventos geotécnicos cársticos localizados na área urbana do município. A elevada extração das águas subterrâneas faz com que o plano de acamamento carstificado mais raso, em algumas áreas, esteja inteiramente na zona não saturada, provocando os eventos geotécnicos. Um mapa de risco geotécnico identifica, a partir da litologia e do nível de água subterrânea, cinco níveis. Este tipo de mapeamento deveria orientar as extrações e os cuidados na ocupação do terreno urbano em Sete Lagoas, prevenindo ou retardando a ocorrência de novas subsidências ou colapsos. / This research integrated geological, hydrogeological, geochemical, and stable isotope studies conducted in the municipality of Sete Lagoas (MG), Brazil, in order to understand the water circulation in a karst terrain and to propose alternatives for a better water use, aiming to avoid geotechnical problems. The area is constituted by Neoproterozoic limestones from the Sete Lagoas Formation, where karst conduits were developed, giving origin to the homonymous aquifer, which is covered by Cenozoic unconsolidated sediments and, occasionally, by Neoproterozoic metasedimentary rocks from the Serra de Santa Helena Formation. It was observed that in this aquifer the primary porosity is very low and the secondary porosity (micro -fractures) is also reduced, due to the filling by calcite. The great volume of groundwater migrates through the tertiary porosity characterized by two dominant solutionally enlarged bedding planes and, to a lesser extent, by sub-vertical enlarged fractures. The recharge, related to rainfall occurring from October to December, takes place through sinkholes, caves entrances, and where the limestones are under the Cenozoic sediments. A detailed study evaluating the scale effects also allowed the establishment of permeability distributions of the Sete Lagoas Aquifer. Other results obtained also established that the groundwater extractions are associated to karst geotechnical events located in the urbanized area of the municipality. The high groundwater extractions make the shallowest solutionally enlarged bedding plane, in some points, entirely in the unsaturated zone, causing geotechnical events. A geotechnical map identifies five levels of risk, based on the lithology and the groundwater level interaction. This type of mapping should guide the groundwater extractions and caring the urban land occupation in Sete Lagoas, preventing or delaying the occurrence of new subsidences or collapses.

Este trabalho discute os resultados de pesquisa direcionada à elaboração de mapa geotécnico do perímetro urbano e de sua área de expansão no município de Jaú (SP). O método de mapeamento aplicado baseia-se na utilização de geofatores para a classificação das áreas quanto ao grau de restrição à ocupação urbana, conforme proposto originalmente por Matula (1976). Os mapas produzidos foram classificados em 1ª, 2ª, 3ª e 4ª ordens conforme sugerido por Mathewson & Font (1974). Em todo o trabalho fez-se uso de sistema de informações geográficas - SIG como ferramenta básica para o armazenamento e análise dos dados de interesse, e a produção dos mapas. A pesquisa insere-se no aprimoramento das técnicas e métodos para fornecer os subsídios do meio físico para os instrumentos de planejamento urbano e municipal, e em particular, os planos diretores. Os estudos foram desenvolvidos na escala principal de trabalho de 1:10.000. / The paper discusses the results of a research focusing on the elaboration of engineering geological map comprising the urban perimeter and its expansion area in the Jaú city, located at São Paulo state, Brazil. The mapping method is based on the utilization of the geofactors to classify the restriction degree for urban occupation, such as originally proposed by Matula (1976). The produced maps had been classified in the 1st, 2nd, 3rd and 4th orders suggested by Mathewson & Font (1974). Geographic information system GIS was employed to store to analyze the concerned data and to produce the maps in all the stages of the work. The research aims to improve the techniques and the methods to supply inputs related to physical environment to the urban and municipal planning instruments detaching the managing plans. The studies are being carried out at the main scale of 1:10.000.

Este trabalho consiste no estudo sistemático dos fenômenos erosivos em áreas urbanas, tendo como objetivo a avaliação e identificação das causas destes fenômenos no município de Ouro Preto - MG. Como ferramenta principal utilizou-se o mapeamento geotécnico, na escala de detalhe 1:5.000 em uma área de aproximadamente 6 Km2, com o objetivo de fazer uma caracterização geotécnica das feições erosivas existentes na área. Buscou-se também fazer um levantamento de dados geológicos, geomorfológicos e de influência antrópica. Os resultados obtidos através deste mapeamento possibilitaram a elaboração do mapa de susceptibilidade à erosão. Como ferramenta auxiliar utilizou-se a sistemática da Técnica de Compartimentação do Terreno proposta por LOLLO (1995) e o Sistema de Informação Geográfica IDRISI. A compartimentação do terreno baseou-se no estudo das formas de relevo (landforms), que foram divididas a nível de elementos, procurando sempre respeitar os limites naturais do meio físico. O SIG-IDRISI possibilitou a atualização e o tratamento das diversas informações levantadas e analisadas, além da agilidade em se gerar as cartas. Os documentos cartográficos gerados foram: mapa de documentação, modelo digital do terreno, mapa do substrato rochoso, mapa de landforms, carta de declividade e carta de susceptibilidade à erosão. / This work presents a systematic study on the erosion processes in urban areas, with the aim of evaluation and identification of its causes in the municipal district of Ouro Preto - MG. As the main tool, the engineering geological mappping procedures have been used, scale 1:5.000, covering on area of about 6 Km2. These procedures were particulary used for the geothecnical characterization of the erosion features present in the area. lt was intended also to get, as much as possible, all the geological, geomorphological and human interference. The results obtained from the mapping procedures have been used as a base for the erosion susceptibility chart. The sistematic of the terrain landforms division, proposed by LOLLO (1995) and the GIS - IDRISI were used as auxiliary tools. These landforms have been divided in elements, obeing environmental constraints. The use of the GIS - IDRISI, has promoted the updating and manilulation of the several information obtained, besides the agility in generating the charts. The chartographycal documents produced were digital terrain model, documentation map, bedrock map, landforms map, declivity chart, erosion susceptibility chart.

Este trabalho apresenta um método de mapeamento geológico-geotécnico baseado no método da Escola de Engenharia de São Carlos/USP, porém modificado para incorporação dos aspectos considerados positivos do método utilizado pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo e do detalhamento progressivo, utilizado pela UNESP-Rio Claro. O método proposto é adequado para trabalhos de diagnóstico das características geológico-geotécnicas de interesse para o gerenciamento do uso do solo, principalmente para o planejamento municipal e elaboração de planos diretores. O método foi aplicado ao município de Analândia - SP e permitiu a proposição de diretrizes para o gerenciamento do uso do solo no município como um todo, que foi mapeado na escala 1:50.000, e na área de expansão urbana, mapeada na escala 1:10.000, por ter sido identificada como a região do município onde os processos geológicos, notadamente erosão acelerada, apresentam maior tendência de crescimento. / This essay presents an engineering geological mapping method based on the method used by the Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) of the São Paulo University (USP), which also incorporates the positive aspects of two other methods currently used in São Paulo state: the one used by Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) and the so called progressive detailing method, used by the UNESP-Rio Claro. This method aims at composing a diagnosis of the geological and geotechnical aspects of the natural environment and providing the information on it in a way that planners find of value for planning land use in urban and rural areas. It has been used in the municipality of Analândia-SP and it allowed the formulation of the directions for land use in the whole municipality, which has been mapped in a regional scale (1:50.000), and in the urban area, which has been mapped in a more detailed scale (1:10.000), once it has been identified as the area where geological processes, remarkably soil erosion, have increased most in recent years.