Análise Cinemática das áreas de estudo

Como dito anteriormente (Capítulo 2), a análise cinemática é utilizada em taludes rochosos que apresentam descontinuidades bem desenvolvidas. Através do emprego da projeção hemisférica, utilizando o software Dips versão 5.00 da Rocscience, avaliou-se as condições cinemáticas favoráveis (ou não) à ruptura.

• Talude da Vila Aparecida/Ouro Preto.

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num total de 33, na projeção hemisférica, e fez-se a análise cinemática. Para tal, a atitude do corte do talude, 76/040, também foi plotada; sua inclinação média foi de 76º. Feito isso, conclui-se que há três famílias distintas (Figuras 3.14 e 3.15) sendo uma, a superfície de foliação do maciço rochoso, são elas, respectivamente, 43/211; 79/298 e 46/044.

Figura 3.14- Diagrama de freqüência dos pólos das descontinuidades (Dips 5.00)

Figura 3.15 – Planos médios das famílias de descontinuidades identificadas pelo levantamento geológico-geotécnico (Dips 5.00)

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46/044 possui condições cinemáticas favoráveis para ocasionar ruptura planar, porém, tal fato não foi observado em campo. Verificou-se, também, a possibilidade de ocorrência de ruptura por cunha entre as famílias F2 e F3, porém, em termos cinemáticos, a mesma não ocorre. Já a atitude de foliação, 43/211apresenta condições favoráveis ao tombamento na análise proposta por Goodman & Bray (1976).

No campo, ocorre a delimitação de blocos tabulares, pela interceptação das três famílias de descontinuidades encontradas, conforme mostra a Figura 3.16; sendo assim, utilizou-se a figura proposta por Hoek & Bray (1981) (Figura 2.20), na tentativa de se verificar a possibilidade cinemática para o movimento de tombamento sob um plano inclinado. Para tal, constatou-se (Figura 3.4) que o plano inclinado sobre o qual o bloco está apoiado é o plano da descontinuidade com atitude 46/044, sendo assim, a inclinação do plano é de 46º. Os parâmetros b (largura do bloco) e h (altura do bloco) necessários para utilização da Figura 2.20, foram obtidos, respectivamente, através do espaçamento das famílias 43/211 e 79/298. Empregou-se um ângulo de atrito de 34,7º, valor este encontrado pelo método proposto por Hoek & Brown. Por fim, verificou-se que o bloco pode deslizar e tombar, simultaneamente.

Ressalta-se ainda, que o cálculo de b/h, considerou-se o pior cenário, ou seja, o menor valor para b e o maior para h. Ambos levantados em campo, durante o levantamento geológico-geotécnico. Porém, também optou-se por realizar o cálculo com os valores médios de espaçamento, obteve-se o valor de 0,419 (b/h = 0,24/0,5725) que, ainda, é menor que a tangente do ângulo de atrito.

• Talude Acesso II / Itabirito

Fez-se um processo semelhante ao executado na análise do talude da Vila Aparecida. Plotou-se as 27 atitudes das descontinuidades, observadas em campo, bem como a atitude do talude (65/210) e sua inclinação média (81º) na projeção hemisférica e procedeu-se a análise cinemática (Figura 3.16). Como resultado, notou- se três famílias distintas (Figura 3.17), a saber: 56/149, F1; 60/024, F2, sendo esta a superfície de xistosidade e, 85/065, F3.

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Figura 3.16- Diagrama de freqüência dos pólos das descontinuidades (Dips 5.00)

Figura 3.17 – Planos médios das famílias de descontinuidades identificadas pelo levantamento geológico-geotécnico (Dips 5.00)

Tendo por base a análise cinemática, verificou-se a possibilidade de formação de três cunhas, interceptação de F1 com F2, F2 com F3 e F1 e F2, sendo o ângulo de inclinação, respectivamente, 56, 64 e 40°. Feita a análise nenhuma das cunhas identificadas possuem condições cinemáticas para romper, porém a cunha formada pela interceptação entre F1 e F3 pode provocar ruptura. Ressalta-se que em campo foi observada a presença de várias cunhas (Figura 3.18).

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Figura 3.18 – Interceptação de famílias, formando cunha em campo

Em relação ao tombamento, utilizou-se a proposta por Goodman & Bray (1976), e verificou-se que a família F2 encontra-se na iminência de ruptura, segundo o critério citado.

No campo, ocorre a delimitação de blocos prismáticos pela interceptação das três famílias de descontinuidades encontradas, sendo assim, utilizou-se a Figura 2.20, na tentativa de se verificar a possibilidade cinemática para o movimento de tombamento sob um plano inclinado. O plano inclinado sobre o qual o bloco está apoiado é o plano do talude com atitude de 65/210 e inclinação de 65º. Os parâmetros b (largura do bloco) e h (altura do bloco) foram obtidos, respectivamente,

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através do espaçamento da família F1 e da F2, para os valores mais discrepantes. Empregou-se um ângulo de atrito de 45,8º, valor este encontrado pelo método proposto por Hoek & Brown. Sendo assim, o bloco pode deslizar e tombar, Figura 2.20, simultaneamente. Efetuando o mesmo procedimento já citado, porém com os valores médios de b e h, concluí-se que o bloco poderia apenas deslizar.

• Talude Jeca Tatu

Plotou-se as atitudes das descontinuidades observadas, em campo num total de 42, na projeção hemisférica e fez-se a análise cinemática. Para tal, uma atitude de talude, 80/015, também foi plotada; com inclinação de 88º. Feito isso, conclui-se que há quatro famílias distintas (Figuras 3.19 e 3.20), a saber: 45/194, F1; 28/015, F2; 87/030, F3 e 79/006, F4.

Ressalta-se que a atitude do talude plotada é de um talude fictício, ou seja, uma atitude que seria susceptível ao tombamento caso houvesse um corte na encosta nesta direção. O valor sugerido é aproximadamente perpendicular a Rodovia dos Inconfidentes próxima ao local.

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Figura 3.20 – Planos médios das famílias de descontinuidades identificadas pelo levantamento geológico-geotécnico (Dips 5.00)

Constatou-se através da análise cinemática que a família F4 possui condições cinemáticas favoráveis para ocasionar ruptura planar, e que a interceptação entre F3 e F4 podem formar uma cunha com inclinação de 79º susceptível a ruptura. Empregando-se a proposta de Goodman & Bray (1976), verifica-se que a família F1 esta sujeita a ruptura por tombamento.

Para este talude não se fez a classificação segundo a figura proposta por Hoek & Bray, pois, apesar de haver a presença de ruptura por tombamento em campo, não foi possível definir qual o plano inclinado sob o qual a mesma ocorre, devido principalmente, a dificuldade de acesso a área.

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Neste capítulo visa-se descrever metodologias de análise do mecanismo de ruptura por tombamento de bloco via equilíbrio limite. Num primeiro momento far- se-á a descrição de um método que calcula o FS para cada bloco individualmente, aplicou-se tal procedimento nos taludes da Vila Aparecida e do Acesso II. Diante de algumas limitações de ordem prática para execução do cálculo, propor-se-á um segundo método para obtenção do FS, considerando um conjunto de blocos. Compararam-se ambas as metodologias com a de Goodman e Bray (1976), já difundida e bem aceita no campo da mecânica de rochas.

4.1. Métodos Analíticos – bloco a bloco

Tendo por princípio a metodologia proposta por Goodman e Bray (1976) para o tombamento de blocos, fez-se uma análise semelhante ao proposto por estes autores. Entretanto, não houve distinção entre quais blocos tombam, deslizam ou são estáveis. Com a análise proposta, chega-se a um quociente entre momentos resistentes e instabilizadores, do qual se define um Fator de Segurança (FS) ao tombamento para cada bloco. A metodologia, apesar de morosa, ainda é mais simples e de mais fácil utilização que a proposta por aqueles autores, visto que basta conhecer as atitudes e os espaçamentos das descontinuidades.

A metodologia proposta tem início com o levantamento geológico- geotécnico, seguida pelo uso de análise cinemática via projeção hemisférica para identificação das famílias existentes, processo este já realizado e descrito anteriormente no subitem 3.3 para os três taludes alvos deste trabalho.

Uma vez identificadas e separadas as famílias os cálculos foram realizados com auxílio de uma planilha Excel.

As atitudes (mergulho e direção de mergulho) e o espaçamento das