Propriedades geotécnicas de sedimentos da formação barreiras e análise de estabilidade de falésias considerando a condição não saturada: estudo de caso em Barra de Tabatinga/RN

In the state of Rio Grande do Norte exists outcrops of cliffs that belongs to the Barreiras Formation, which cities and infrastructure works are developed on. In this region, mass movements are reported in relevant proportions, especially in rainy season. The development of coastal cities and the...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Morais, Anderson Dantas de
Outros Autores: Santos Júnior, Olavo Francisco dos
Formato: Dissertação
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Falésia
Formação barreiras
Propriedades geotécnicas
Estabilidade
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/29508
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Morais, Anderson Dantas de
Propriedades geotécnicas de sedimentos da formação barreiras e análise de estabilidade de falésias considerando a condição não saturada: estudo de caso em Barra de Tabatinga/RN
description In the state of Rio Grande do Norte exists outcrops of cliffs that belongs to the Barreiras Formation, which cities and infrastructure works are developed on. In this region, mass movements are reported in relevant proportions, especially in rainy season. The development of coastal cities and the growing tourism market in this area has demanded the study of the cliffs and their material, so that new engineering projects are safely implemented. The aims of this work were to study the geotechnical properties of the Barreiras Formation soils that make up the Barra de Tabatinga / RN beach cliff and to evaluate the stability of the cliff from the deterministic point of view. The studied cliff was divided into three predominant soils, which are located at the base (AM-01), middle (AM-02) and top (AM-03) layers. In these soils, were performed characterization tests (geotechnical, chemical and mineralogical), tests to determine the soil-water retention curve, permeability tests, triaxial and diametral compression tests under saturated and unsaturated conditions. Considering the Unified Soil Classification System (SUCS), samples AM-01, AM-02 and AM-03 were respectively classified as similar in behavior to silt-clay sand (SM-SC), silt sand (SM) and poorly graded sand (SP). The chemical analysis identified oxides of silicon, aluminum and iron in higher percentages. Regarding the mineralogical analyzes, the presence of Quartz and Kaolinite were detected in all samples. Samples AM-01 and AM-02 showed bimodal soil-water retention curves, unlike the top sample, which presented unimodal fit. In addition, all of them presented close to zero cohesion and angle of friction around 30° in the saturated condition. However, when unsaturated, the strength parameters increased considerably, especially the cohesion. In unsaturated condition, the top soil is the least shear and tensile strength. Concerning stability analyzes, these were performed in Slope / W (Geostudio, 2012) considering three different hypotheses: fully saturated cliff (hypothesis 01); totally dry cliff (hypothesis 02) and the water infiltration on cliff top (hypothesis 03) through numerical modeling in Seep / W (Geostudio, 2012). Hypothesis 03 attempted to approach the actual critical condition, trying to consider the effect of rain on cliff stability. Therefore, it was concluded that for the considered rain, the cliff rupture is characterized, since FS = 1 is reached. Moreover, it was observed that the rupture occurs completely through the top layer material and can reach depths of up to 8 meters.
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The aims of this work were to study the geotechnical properties of the Barreiras Formation soils that make up the Barra de Tabatinga / RN beach cliff and to evaluate the stability of the cliff from the deterministic point of view. The studied cliff was divided into three predominant soils, which are located at the base (AM-01), middle (AM-02) and top (AM-03) layers. In these soils, were performed characterization tests (geotechnical, chemical and mineralogical), tests to determine the soil-water retention curve, permeability tests, triaxial and diametral compression tests under saturated and unsaturated conditions. Considering the Unified Soil Classification System (SUCS), samples AM-01, AM-02 and AM-03 were respectively classified as similar in behavior to silt-clay sand (SM-SC), silt sand (SM) and poorly graded sand (SP). The chemical analysis identified oxides of silicon, aluminum and iron in higher percentages. Regarding the mineralogical analyzes, the presence of Quartz and Kaolinite were detected in all samples. Samples AM-01 and AM-02 showed bimodal soil-water retention curves, unlike the top sample, which presented unimodal fit. In addition, all of them presented close to zero cohesion and angle of friction around 30° in the saturated condition. However, when unsaturated, the strength parameters increased considerably, especially the cohesion. In unsaturated condition, the top soil is the least shear and tensile strength. Concerning stability analyzes, these were performed in Slope / W (Geostudio, 2012) considering three different hypotheses: fully saturated cliff (hypothesis 01); totally dry cliff (hypothesis 02) and the water infiltration on cliff top (hypothesis 03) through numerical modeling in Seep / W (Geostudio, 2012). Hypothesis 03 attempted to approach the actual critical condition, trying to consider the effect of rain on cliff stability. Therefore, it was concluded that for the considered rain, the cliff rupture is characterized, since FS = 1 is reached. Moreover, it was observed that the rupture occurs completely through the top layer material and can reach depths of up to 8 meters. No Estado do Rio Grande do Norte, encontram-se falésias constituídas por sedimento da Formação Barreiras, sobre os quais se desenvolvem cidades e obras de infraestrutura. Nessa região, são relatados movimentos de massa em proporções relevantes, principalmente em períodos de chuva. O desenvolvimento das cidades litorâneas e o crescente mercado de turismo nessa área tem demandado o estudo das falésias e do material que as compõem, de forma que os projetos de engenharia sejam implementados com maior segurança. Os objetivos deste trabalho foram estudar as propriedades geotécnicas dos sedimentos da Formação Barreiras que compõem a falésia da praia da Barra de Tabatinga/RN e avaliar a sua estabilidade sob o ponto de vista determinístico. A falésia estudada foi dividida em três solos predominantes, os quais estão localizados na camada de base (AM-01), meio (AM-02) e topo (AM-03). Com essessolos, foram realizados ensaios de caracterização (geotécnica, química e mineralógica), ensaios para determinação da curva de retenção, ensaios de permeabilidade e compressão triaxial e diametral nas condições saturada e não saturada. Considerando o Sistema Unificado de Classificação dos Solos (SUCS), as amostras AM-01, AM-02 e AM-03 foram classificadas como de comportamento similar à de uma areia siltoargilosa (SM-SC), areia siltosa (SM) e areia mal graduada (SP), respectivamente. As análises químicas identificaram óxidos de silício, alumínio e ferro em maiores percentuais. Em relação às análises mineralógicas, foram detectadas as presenças de quartzo e caulinita em todas as amostras. As amostras AM-01 e AM-02 apresentaram curvas de retenção bimodais, diferentemente da amostra do topo, que apresentou formato unimodal. Além disso, todas elas apresentaram intercepto de coesão próximo de zero e ângulo de atrito em torno de 30° na condição saturada. No entanto, quando não saturadas, os parâmetros de resistência aumentaram consideravelmente, apresentando diferenças significativas entre as amostras. Na condição não saturada, o solo do topo é o menos resistente ao cisalhamento e a tração. No tocante as análises de estabilidade, essas foram realizadas no Slope/W (Geostudio,2012) considerando três hipóteses distintas: maciço totalmente saturado (hipótese 01); maciço totalmente seco (hipótese 02) e o avanço da frente umedecimento (hipótese 03) através de modelagem numérica no Seep/W (Geostudio, 2012). A hipótese 03 tentou se aproximar da condição crítica real, buscando considerar o efeito da chuva na estabilidade da falésia. Logo, concluiu-se que para a chuva considerada, a ruptura da falésia é caracterizada, já que o FS =1 é alcançado. Ademais, observou-se que a ruptura se dá completamente através do material da camada de topo e pode atingir profundidades de até 8 metros. 2020-07-08T23:07:43Z 2020-07-08T23:07:43Z 2020-03-02 masterThesis MORAIS, Anderson Dantas de. Propriedades geotécnicas de sedimentos da formação barreiras e análise de estabilidade de falésias considerando a condição não saturada: estudo de caso em Barra de Tabatinga/RN. 2020. 153f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/29508 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL

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