Ensaios de caracterização geotécnica dos solos estudados

A Tabela 5.1 apresenta os resultados referentes à análise granulométrica das camadas

de solo estudadas e suas classificações geotécnicas.

Tabela 5.1 – Resultado da análise granulométrica e classificação geotécnica

Solo ^{Frações Granulométricas (%) Classif. Geotécnica}

A. Grossa A. Média A. Fina Silte Argila H.R.B. S.U.C.S.

ALG-B 1,0 16,0 29,0 12,0 42,0 - ML

ALG-C 12,0 41,0 23,0 17,0 7,0 - SM

RS239-BC - - 68,0 9,0 23,0 - SM-SC

RS239-C - - 74,0 10,0 16,0 - SM-SC

PT-B - 3,0 35,0 5,0 57,0 - ML

PT-C - 8,0 62,0 18,0 12,0 - SM-SC

CD-B 23,0 16,0 13,0 10,0 38,0 - SM

CD-C 25,0 28,0 17,0 19,0 11,0 - SM

SV-AB 30,0 17,0 15,0 18,0 20,0 A4 MH

SV-RA 2,0 2,0 17,0 28,0 51,0 A7-5 MH

SV-ARE - 13,0 54,0 16,0 17,0 A2-6 SC

SF-A 2,0 48,0 40,0 2,0 8,0 A2-4 SM

SF-B 3,0 49,0 36,0 6,0 6,0 A2-4 SM

SF-C 2,0 73,0 20,0 1,0 4,0 A2,4 SP

SF-2C - 56,0 41,0 1,0 2,0 A2-4 SP

SF-1A 1,0 39,0 58,0 2,0 - A2-4 SP

P-UFSM 48,0 23,0 12,0 9,0 6,0 A2-4 SM

Obs.: H.R.B. - Highway Research Board e S.U.C.S. - Sistema Unificado de Classificação dos Solos. Fonte:

Bastos (1999), Nagel (2009), Sant’Ana (2012), Fernandes (2011) e Basso (2013).

Os resultados apresentados revelam que os solos dos perfis estudados por Bastos

(1999), na RMPA, são predominantemente arenosos em sua granulometria. Nos horizontes

em que há ocorrência de maior porcentagem das frações finas do solo (silte + argila), isto

decorre dos processos de pedogênese e intemperismo, como obserado nos solos

subsuperficiais estudados – horizontes B (ALG-B) e B/C (RS239-BC). Os solos dos perfis

RS-239 e PT apresentam-se – de igual forma – arenosos, porém, substancialmente, de

granulometria arenosa fina. Esta característica é advinda da natureza da rocha sedimentar

matriz. Dentre estes solos, é interessante ressaltar que o solo PT-B apresenta maior teor de

argila, devido ao avançado processo de pedogênese ocorrido. Já os perfis estudados ALG e

CD, originários de rocha granítica, apresentam uma granulometria melhor distribuída que vai

desde a fração areia grossa até a fração argila.

Já nos solos estudados por Fernandes (2011), é possível verificar que o horizonte A/B

(SV-AB) e o arenito (SV-ARE) apresentaram uma predominância da fração areia,

principalmente de média a fina, e baixa porcentagem de finos. Na camada de rocha alterada

(SV-RA), ao contrário, constata-se uma porcentagem de fração fina superior a 70%, com

predominância de argila

Os solos provindos da região oeste do estado do Rio Grande do Sul, estudados por

Basso (2013), têm sua granulometria apresentada, também, pela Tabela 5.1. Através desta,

constatamos que os solos selecionados são, em sua totalidade, bastante arenosos, transitando

– fundamentalmente – entre a fração areia média e areia fina (83 a 97% da totalidade). Os

valores inferiores a 90% para as frações de areia foram encontrados somentes nos horizontes

A (SF-A) e B (SF-B). Há pouquíssima porcentagem de argila na composição dos solos, fato

este que se reflete na falta de plasticidade dos mesmos.

Já o solo amostrado pelo autor (P-UFSM) - Passo das Tropas - caracteriza-se, como

pode ser constatado, como um solo altamente arenoso. Esta característica é facilmente

percebida, também, através de análise visual e tátil em campo. Este arenito apresenta

predominância de areia grossa a média dentro da fração grossa do solo. A fração fina

presente neste solo se faz presente, entretanto não é suficiente para conferir plasticidade ao

mesmo.

Como consequência destes resultados, segundo o Sistema Unificado de Classificação

dos solos (SUCS), a grande maioria dos solos estudados se enquadra no grupo dos solos

grossos, como areias siltosas (SM), areias argilosas (SC) e areias mal graduadas (SP). Já os

solos ALG-B e PT-B enquadraram-se, segundo o critério classificatório utilizado, como

siltes inorgânicos (ML). As camadas SV-AB e SV-RA foram classificadas como siltes

elásticos (MH).

Na Tabela 5.2, podemos comparar os resultados referentes aos índices físicos dos

solos estudados. É possível verificar que, quanto aos limites de consistência, os solos que não

apresentaram nenhuma plasticidade foram o P-UFSM e todas as camadas estudadas de São

Francisco de Assis (SF). Característica, esta, decorrente da baixa quantidade de finos na

composição. A maioria dos valores de plasticidade residiu em uma faixa baixa, confirmando

a granulometria mais arenosa dos solos e, portanto, com menor característica plástica. Os

maiores valores de índice de plasticidade (I.P.) pertenceram aos solos SV-RA e CD-B,

devido à maior porcentagem de finos na granulometria. Ao tratarmos dos valores referentes

aos índices de vazios (e), percebe-se que, na grande maioria, a faixa de valores varia de 0,65

a 1. Estes valores próximos a 1, são característicos de solos residuais tropicais, especialmente

os arenosos. Os poucos solos com índice de vazios superior a 1, são exatamente aqueles que

apresentam maior fração argilosa na granulometria, tornando os resultados consistentes.

Quanto ao teor de umidade dos solos amostrados, podemos inferir que há

significativas variações neste índice para um mesmo solo. Algumas destas variações são

explicadas devido a ganhos de umidade decorrentes de eventos pluviométricos ocorridos em

data próxima à saída a campo para coleta das amostras. Além disso, Bastos (1999) afirma que

outra evidência a ser notada é o maior teor de umidade para os horizontes subsuperficiais em

relação aos horizontes saprolíticos de um mesmo perfil.

Já em relação ao grau de saturação (S), constata-se o caráter não saturado dos solos

estudados, com os valores situando-se abaixo de 100. A única exceção é o solo RS239-BC

que, segundo Bastos (1999), numa condição extrema de umidade em períodos chuvosos,

mostra-se saturado pela condição peculiar de drenagem do talude de amostragem. Mais

especificamente, de acordo com o IAEG (1979), solos classificados como naturalmente

secos apresentam grau de saturação (S) de 0% a 25%. Solos denominados úmidos

apresentam faixa classificatória de 25% a 50%. Já, os solos muito úmidos apresentam grau de

saturação na faixa de 50% a 80%. Diante disso a maioria dos solos pode ser classificada

como úmidos e muito úmidos, seguindo esta classificação proposta.

Tabela 5.2 – Resultado dos ensaios para determinação dos índices físicos e limites de consistência

Solo ^{Índices Físicos Limites de Consistência (%)}

(%)  (KN/m³) s (KN/m³) d (KN/m³) (%) S (%) wl wp I.P.

ALG-B 20,7 a 30,1 16,90 26,80 13,40 0,99 - 55,9 a 81,3 41 31 10

ALG-C 9,2 a 21,9 15,60 26,60 13,50 0,97 - 25,3 a 60,1 39 34 5

RS239-BC 13,8 a 26,0 18,90 26,60 15,80 0,69 - 53,4 a 100 23 16 7

RS239-C 7,8 a 14,3 17,60 26,40 15,90 0,66 - 31,3 a 57,1 20 14 6

PT-B 15,3 a 22,7 16,10 28,50 13,60 1,10 - 39,6 a 58,7 44 31 13

PT-C 10,2 a 13,4 17,00 26,50 15,30 0,74 - 36,3 a 48,0 19 14 5

CD-B 9,9 a 19,5 16,10 26,20 14,10 0,86 - 30,2 a 59,4 53 31 22

CD-C 9,2 a 20,2 15,10 26,30 13,20 1,00 - 24,1 a 53,1 38 31 7

SV-AB 2,9 a 37,5 15,87 26,36 14,00 0,92 46,87 75,4 a 9,0 36 27 9

SV-RA 21,9 a 34 17,09 27,74 13,47 1,07 51,46 50,9 a 98,9 64 35 29

SV-ARE 2,3 a 20,6 17,78 26,58 15,61 0,72 41,29 9,1 a 78,4 34 19 15

SF-A 1,6 a 5,0 15,91 26,54 15,38 0,73 42,05 3,8 a 17,5 N.P. N.P. -

SF-B 3,1 a 16,8 14,97 26,52 14,06 0,90 47,00 10,0 a 52,8 N.P. N.P. -

SF-C 1,1 a 8,8 16,23 26,80 15,65 0,72 41,61 4,0 a 27,2 N.P. N.P. -

SF-2C 3,4 a 10,4 17,53 26,82 16,41 0,64 38,80 12,4 a 53,6 N.P. N.P. -

SF-1A 1,1 a 10,5 17,60 26,40 16,90 0,58 35,99 5,8 a 42,6 N.P. N.P. -

P-UFSM 10,40 15,80 26,40 14,30 0,73 42,10 12,50 N.P. N.P. ^-

Obs.: - teor de umidade natural, - massa específica aparente natural, - massa específica real dos grãos, - massa específica aparente seca, - índice de vazios, –

porosidade, S - grau de saturação, wl - limite de liquidez, wp - limite de plasticidade e I.P. - índice de plasticidade. Fonte: Sant’Ana (2012), Fernandes (2011) e Bastos (1999).

5.2 Método direto de avaliação da erodibilidade – ensaio de Inderbitzen

Os ensaios de Inderbitzen foram realizados visando à quantificação da erodibilidade

do solo e, também, a avaliação do efeito da umidade inicial das amostras sobre a

susceptibilidade à erosão hídrica. Isto foi feito, adotando e observando a metodologia

desenvolvida por Bastos (1999) e aplicada por autores como Tatto (2007), Ávila (2009),

Fernandes (2011), Sant´Ana (2012) e Basso (2013).

A Tabela 5.3 apresenta os resultados referentes aos ensaios de Inderbitzen dos

horizontes e camadas estudadas por Bastos (1999).

Tabela 5.3 – Resultados dos ensaios de Interbitzen de Bastos (1999) – Perda de Solo (10

^-3

g/cm

²

/min), para diferentes condições de fluxo (Q = vazão e i = inclinação da rampa) e teor

de umidade das amostras, e parâmetros 

hcrít

(Pa) e K (10

^-2

g/cm

²

/min/Pa).

SOLO COND ^{Q = 3 l/min Q = 6 l/min} 

hcrít

(Pa)

K (10

^-2

g/cm

²

/min/Pa)

i=10

^o

i=26

^o

i=45

^o

i=54

^o

i=10

^o

i=26

^o

i=45

^o

i=54

^o



h

(Pa) 1,136 1,710 2,585 3,297 1,393 2,018 2,742 3,239

ALG-B

w nat 0,9 - 1,7 2,6 3,0 - 4,7 - Ind. 0,07

seca ar 36,3 - 118,3 - 39,4 - 305,4 - 1,00 12,90

pré-um 0,6 - 0,8 1,4 1,0 - 1,4 - Ind. 0,03

ALG-C

w nat 112,2 303,8 - - 205,6 345,3 582,2 - 0,70 28,30

seca ar 88,9 - 421,7 - 232,9 - 617,6 - 0,69 26,70

pré-um 61,0 - 459,2 - 174,2 - 549,7 - 0,86 28,10

RS239-BC

w nat 3,9 2,5 3,0 - 5,7 - 21,4 - 0,77 0,65

seca ar 163,8 407,6 501,1 - 117,0 602,4 459,0 - 0,28 22,80

pré-um 2,1 0,2 0,6 - 0,5 - 0,6 3,0 Ind. 0,04

RS239-C

w nat 21,8 - 5,3 - 43,1 - 30,5 - 0,25 1,50

seca ar 81,6 - 82,2 - 155,0 - 116,0 - Ind. 3,60

pré-um 3,5 - 5,3 - 2,3 - 5,6 - Ind. ≈0

PT-B

w nat 1,0 - 1,2 - 1,4 4,4 2,3 0,9 Ind. ≈0

seca ar 14,3 82,2 94,0 - 23,7 - 340,4 - 1,17 14,80

pré-um 0,2 - 0,4 - 0,1 - 0,8 2,6 Ind. 0,09

w nat 108,7 - 614,4 - 244,8 - 720,3 - 0,79 36,30

PT-C seca ar 150,5 - 615,5 - 273,4 - 720,3 - 0,63 33,00

pré-um 61,2 - 515,6 - 135,6 - 692,9 - 1,00 36,50

w nat 1,0 - 5,6 - 6,6 15,8 8,5 16,7 Ind. 0,47

CD-B seca ar 5,6 - 120,9 - 39,9 95,4 432,5 - 1,25 19,00

pré-um 0,3 - 9,4 - 9,2 4,9 15,5 5,5 Ind. 0,29

w nat 7,9 - 61,4 - 31,0 208,7 136,4 - 0,56 6,30

CD-C seca ar 29,2 - 182,8 - 92,2 273,5 617,7 - 1,05 25,90

pré-um 9,0 - 19,3 - 19,0 108,5 96,2 - 0,56 3,60

Como é possível observar, os solos ALG-C e PT-C apresentaram os valores de

coeficiente K mais altos dentre os solos estudados, sendo estes – em média - em torno de 0,27

g/cm²/min/Pa e 0,35 g/cm²/min/Pa, respectivamente. Estes valores se mostram coerentes,

uma vez que estes solos apresentaram comportamento susceptível à erosão em campo.

Já os solos ALG-B e PT-B, que em campo se mostraram de baixa erodibilidade,

apresentaram, condizentemente, valores de taxa de erodibilidade K muito baixos nas

condições de umidade natural e pré-umedecida. Entretanto, na condição de umidade seca ao

ar, os valores referentes ao coeficiente K foram significativos. Isto ocorre, segundo Bastos

(1999), pois nesta condição de umidade, os solos são erodidos na forma de agregados

milimétricos resistentes à desagregação em água, por efeito da cimentação e da elevada

sucção intra-agregados. Os resultados dos ensaios mostraram que acompanham este

comportamento, também, os solos RS 239-BC e o CD-B, com valores de K mais

significativos somente nas amostras secas ao ar.

É possível observar, também, que o solo RS 239-C, independentemente das

condições de umidade, obteve valores de taxa de erodibilidade K baixos. Este resultado pode

ser associado ao fato do arenito apresentar cimentação, acrescendo resistência ao solo e

protegendo-o do fluxo hidráulico. Já os resultados do solo CD-C apontam para valores

significativos de K, especialmente com a secagem das amostras.

Quanto ao parâmetro de tensão hidráulica crítica, de acordo com Bastos (1999) os

valores obtidos estiveram entre 0,25 e 1,25 Pa, na ordem de grandeza de valores para solos

coesivos registrados na literatura, obtidos em diferentes ensaios hidráulicos.

Já a Tabela 5.4, abaixo, apresenta os resultados relativos às camadas estudadas por

Fernandes (2011). Ao analisarmos esta, podemos constatar a relação direta estabelecida entre

a perda de solo, a inclinação da rampa e a vazão utilizada no ensaio. Ou seja, claramente

nota-se que, na grande maioria dos resultados, a perda do solo é tanto maior quanto maior a

inclinação de rampa ou vazão utilizadas.

Tabela 5.4 – Resultados dos ensaios de Interbitzen de Fernandes (2011) – Perda de Solo (10

^-3

g/cm

²

/min), para diferentes condições de fluxo (Q = vazão e i = inclinação da rampa) e teor

de umidade das amostras, e parâmetros 

hcrít

(Pa) e K (10

^-2

g/cm

²

/min/Pa).

SOLO COND ^{Q = 3 l/min Q = 6 l/min} 

hcrít

(Pa)

K (10

^-2

g/cm

²

/min/Pa)

i=10

^o

i=26

^o

i=45

^o

i=54

^o

i=10

^o

i=26

^o

i=45

^o

i=54

^o



h

(Pa) 1,136 1,710 2,585 3,297 1,393 2,018 2,742 3,239

SV-AB

w nat - 1,7 - - 1,4 2,5 2,2 5,3 1,00 0,10

seca ar 1,4 1,9 - 11,6 0,8 4,2 - 8,5 1,25 0,40

pré-um 1,2 2,7 - - 0,8 2,0 5,7 10,9 1,25 0,40

SV-RA

w nat 0,2 0,4 - - 0,35 4,1 3,7 - 1,50 0,20

seca ar 0,6 1,7 18,9 - 1,9 4,4 10,7 - 1,33 0,90

pré-um 0,6 0,4 0,9 - - 0,7 1,4 - Ind. 0,07

SV-ARE

w nat 5,3 15,4 - - 7,9 - - - 0,88 1,70

seca ar 17,1 - 41,9 124,6 17,1 - - - 1,00 4,50

pré-um 2,4 - - - 4,3 5,1 - 6,6 Ind. 0,10

Além disso, é possível inferir que as amostras secas ao ar tiveram maior perda de

solo, decorrente da perda de umidade após 72 horas expostas ao ar. Isto é explicado, pois,

com a redução da quantidade de água da amostra, a parcela de resistência conferida pela água

ao solo - através do efeito de sucção – é perdida. Logo, a tensão hidráulica atuante propicia

uma maior desagregação do solo nesta situação, em comparação às outras condições de

umidade.

Em todas as condições de umidade, as amostras referentes ao arenito (SV-ARE)

apresentaram muito mais susceptibilidade à ação erosiva simulada do que as amostras

provenientes dos outros horizontes. Consequentemente, observa-se que o arenito (SV-ARE)

foi o horizonte a apresentar maiores taxas de erodibilidade K em relação aos outros solos

estudados. Isto é constatado especialmente nas amostras seca ao ar. Para a camada de arenito

o coeficiente de erodibilidade K chegou a 0,045 g/cm²/min/Pa numa tensão hidráulica crítica

de 1,0 Pa.

Já o horizonte A/B (SV-AB) e a camada de rocha alterada (SV-RA) apresentaram

perdas de solo bem menores em relação ao arenito, constatadas pelos coeficientes K de

menor valor. Para o horizonte A/B, a taxa de erodibilidade K ficou em torno de 0,004

g/cm²/min/Pa. No caso da rocha alterada, o coeficiente K mais elevado obtido foi 0,009

g/cm²/min/Pa resultante do ensaio com amostra seca ao ar. Estas taxas são,

consideravelmente, menores do que as obtidas no arenito, mostrando que o arenito se mostra

mais erodível, condizente com o que é observado in situ.

Com relação às tensões hidráulicas críticas, os resultados referentes ao horizonte A/B

(SV-AB) e à rocha alterada (SV-RA) apresentaram valores situados entre 1,0 e 1,5 Pa. Estes,

sim, superiores aos que o arenito (SV-ARE) apresentou, indicando uma maior resistência à

deflagração do processo erosivo. Fato este, também, constatado em campo.

A Tabela 5.5 abaixo apresenta os resultados obtidos através do ensaio Inderbitzen

para a perda de solo (g/cm²/min) pela tensão hidráulica para todos os materiais estudados na

voçoroca de São Francisco de Assis/RS. Ao analisar os resultados, observa-se que as maiores

perdas de solos, em geral, aconteceram nas camadas abaixo do latossolo arenoso, a partir do

horizonte C (SF-C). Em todas as condições de umidade inicial ensaiadas, os solos mais

arenosos SF-C, SF-2C e SF-1A se mostraram mais erodíveis do que os horizontes

superficiais. Há de se ressaltar, também, que a tendência foi de maiores perdas de solo para

maiores inclinações e maiores vazões aplicadas. Além disso, pode-se constatar que, em geral,

as amostras na condição de umidade seca ao ar, apresentaram maior susceptibilidade à erosão

em relação às outras.

Em consonância a estas observações, os maiores valores de taxas de erodibilidade

foram constatados para os solos mais arenosos (SF-C, SF-2C e SF-1A). Para estes solos, os

valores de K situaram-se entre 0,30 g/cm²/min/Pa e 0,54 g/cm²/min/Pa. Resultados estes de

maior magnitude do que o apresentado, especialmente, pela camada SF-A – a de menor

erodibilidade. Já o solo SF-B teve valores menores de coeficiente K, em relação às camadas

mais arenosas, porém de magnitude bem relevante, variando de 0,10 g/cm²/min/Pa a 0,25

g/cm²/min/Pa.

Tabela 5.5 – Resultados dos ensaios de Interbitzen de Basso (2013) – Perda de Solo (10

^-3

g/cm

²

/min), para diferentes condições de fluxo (Q = vazão e i = inclinação da rampa) e teor

de umidade das amostras, e parâmetros 

hcrít

(Pa) e K (10

^-2

g/cm

²

/min/Pa).

SOLO COND

Q = 3 l/min Q = 6 l/min



hcrít

(Pa)

K (10

^-2

g/cm

²

/min/Pa)

i=10

^o

i=26

^o

i=45

^o

i=54

^o

i=10

^o

i=26

^o

i=45

^o

i=54

^o



h

(Pa) 1,136 1,710 2,585 3,297 1,393 2,018 2,742 3,239

SF-A

w nat 6,4 5,5 9,8 23,4 - 14,1 18,6 20,7 Ind. 0,78

seca ar 8,5 7,7 9,0 - 15,8 - 28,7 37,9 Ind. 1,13

pré-um 5,3 5,6 - - 21,4 33,4 37,4 33,6 Ind. 1,38

SF-B

w nat 8,3 15,2 - - 50,9 60,8 487,0 416,9 1,33 24,30

seca ar 16,1 138,7 140,0 - 73,3 - - 406,0 1,02 15,50

pré-um 22,8 27,1 - - 20,6 38,3 93,3 264,2 1,29 10,30

SF-C

w nat 97,5 373,5 - - 235,9 856,4 761,7 - 0,79 45,80

seca ar 70,9 325,0 659,0 - 197,6 240,7 610,0 - 0,92 34,60

pré-um 136,1 104,2 646,7 - 146,0 177,5 641,9 - 1,08 36,30

SF-2C

w nat 181,0 420,9 - - 243,7 669,1 784,6 - 0,67 40,50

seca ar 154,9 470,0 - - 415,9 660,0 - - 0,75 52,40

pré-um 159,8 465,4 631,0 - 146,0 177,5 633,9 - 0,73 30,70

SF-1A

w nat 200,3 312,5 687,4 - 198,9 701,6 859,0 - 0,76 42,30

seca ar 165,4 468,5 867,8 - 299,8 694,5 846,1 - 0,68 44,50

pré-um 172,1 514,2 774,3 - - 682,8 803,7 - 0,48 37,90

Além disso, as observações sobre o desencadeamento do processo erosivo,

condicionado pela tensão hidráulica crítica (

_hcrít

), permitem observar que os arenitos SF-2C

e SF-1A apresentaram os menores valores deste parâmetro, indicando uma menor resistência

ao início da erosão devido ao fluxo superficial. Os valores chegaram até a 0,48 Pa para a

amostra pré-umedecida do solo situado na base da voçoroca.

A Tabela 5.6 apresenta os resultados do ensaio de Inderbitzen para o ponto P-UFSM.

É possível inferir, analisando os dados, que o solo deste local apresentou baixa perda quando

submetido ao fluxo induzido, em qualquer das condições de ensaio: mesmo variando

umidade das amostras, inclinações ou vazões. Isto confirma o comportamento desta camada

in situ, que se mostra muito resistente à erosão. Mais especificamente, os valores de perda de

solo não seguem uma tendência clara, diferentemente dos solos estudados em outras

pesquisas que apresentavam – na maioria dos casos – perdas maiores nas amostras secas ao

ar. Os valores de taxa de erodibilidade K refletiram, então, as baixas perdas apresentadas,

girando em torno de 0,002 g/cm²/min/Pa a 0,013 g/cm²/min/Pa.

Os valores de tensão hidráulica crítica 

hcrít

resultaram em não determinados para a

condição natural e pré-umedecidas das amostras. Já para a condição seca ao ar, este

coeficiente resultou em 1,25 Pa.

Tabela 5.6 – Resultados dos ensaios de Interbitzen de P-UFSM – Perda de Solo (10

^-3

g/cm

²

/min), para diferentes condições de fluxo (Q = vazão e i = inclinação da rampa) e teor

de umidade das amostras, e parâmetros 

hcrít

(Pa) e K (10

^-2

g/cm

²

/min/Pa).

SOLO COND

Q = 3 l/min Q = 6 l/min



hcrít

(Pa)

K (10

^-2

g/cm

²

/min/Pa)

i=10

^o

i=26

^o

i=45

^o

i=54

^o

i=10

^o

i=26

^o

i=45

^o

i=54

^o



h

(Pa) 1,136 1,710 2,585 3,297 1,393 2,018 2,742 3,239

P-UFSM

w nat 3,8 5,1 14,8 10,6 9,3 4,5 9,2 4,9 Ind. 0,18

seca ar 5,9 16,6 5,2 8,2 7,3 6,4 12,3 - 1,25 0,02

pré-um 1,6 2,9 39,8 - 2,4 3,3 3,6 - Ind. 1,30

A Tabela 5.7 apresenta os resultados relativos aos ensaios de Inderbitzen para as

amostras de horizontes/camadas estudadas, através dos valores médios finais obtidos para

tensão hidráulica crítica e taxa de erodibilidade dos solos. É possível, através desta análise,

traçar um panorama geral dos ensaios realizados.

Tabela 5.7 – Resultados dos ensaios de Interbitzen – Tensão hidráulica cisalhante crítica 

hcrít

(Pa) e taxa de erodibilidade K (10

^-2

g/cm

²

/min/Pa) médios.

Solo

Tensão Hidráulica Crítica 

hcrít

(Pa)

Taxa de erodibilidade K

(10

^-2

g/cm²/min/Pa)

Natural Seca ar Pré-um Média Natural Seca ar Pré-um Média

ALG-B Ind. 1,00 Ind. 1,00 0,07 12,90 0,03 4,33

ALG-C 0,70 0,69 0,86 0,75 28,30 26,70 28,10 27,70

RS239-BC 0,77 0,28 Ind. 0,53 0,65 22,80 0,04 7,83

RS239-C 0,25 Ind. Ind. 0,25 1,50 3,60 0,00 1,70

PT-B Ind. 1,17 Ind. 1,17 0,00 14,80 0,09 4,96

PT-C 0,79 0,63 1,00 0,81 36,30 33,00 36,50 35,27

CD-B Ind. 1,25 Ind. 1,25 0,47 19,00 0,29 6,59

CD-C 0,56 1,05 0,56 0,72 6,30 25,90 3,60 11,93

SV-AB 1,00 1,25 1,25 1,17 0,10 0,40 0,40 0,30

SV-RA 1,50 1,33 Ind. 1,42 0,20 0,90 0,07 0,39

SV-ARE 0,88 1,00 Ind. 0,94 1,70 4,50 0,10 2,10

SF-A Ind. Ind. Ind. - 0,78 1,13 1,38 1,10

SF-B 1,33 1,02 1,29 1,21 24,30 15,50 10,30 16,70

SF-C 0,79 0,92 1,08 0,93 45,80 34,60 36,30 38,90

SF-2C 0,67 0,75 0,73 0,72 40,50 52,40 30,70 41,20

SF-1A 0,76 0,68 0,48 0,64 42,30 44,50 37,90 41,57

P-UFSM Ind. 1,25 Ind. 1,25 0,18 0,02 1,30 0,50

Nos solos da RMPA estudados, houve uma grande amplitude de valores de

coeficiente K médio, variando de 0,017 g/cm²/min/Pa (taxa do solo RS239-C) a 0,353

g/cm²/min/Pa (taxa do solo PT-C). Nesta região, os solos que apresentaram resultados mais

elevados foram o ALG-B (0,277 g/cm²/min/Pa), o PT-C já citado, e o CD-C (0,119

g/cm²/min/Pa). Estes resultados foram condizentes com o comportamento observado em

campo, visto que estas camadas eram, realmente, as que se mostravam mais susceptíveis à

erosão. Tratando ainda dos solos da região metropolitana, é possível inferir que as tensões

hidráulicas situaram-se entre 0,25 Pa e 1,25 Pa.

Já as camadas amostradas no Distrito de São Valentim, em Santa Maria/RS,

apresentaram – comparativamente aos solos estudados por Bastos (1999) e Basso (2013) –

menores valores de coeficiente K médio. O resultado mais representativo deste coeficiente

ocorreu na camada de arenito (SV-ARE) que teve K médio de 0,021 g/cm²/min/Pa. Já,

tratando-se da tensão hidráulica crítica 

hcrít

média, para esta localidade, os valores

situaram-seentre 0,94 Pa e 1,42 Pa – este último, o maior valor dentre todos os solos

estudados.

Analisando a Tabela 5.7, constatamos, também, que os solos provenientes da

voçoroca de São Francisco de Assis (SF), foram aqueles que apresentaram maiores taxas de

erodibilidade, no geral. O arenito da base da voçoroca – SF-1A – comprovou-se altamente

erodível, com uma taxa de erodibilidade média K igual a 0,416 g/cm²/min/P – a mais alta

dentre todas as camadas ensaiadas. Há de se destacar que o parâmetro K médio, foi de grande

magnitude também para SF-C e SF-2C. A tensão hidráulica crítica não pôde ser determinada

para o horizonte A. Já, este coeficiente médio situou-se, para o horizonte C e os arenitos,

entre 0,7 e 1 Pa, portanto valores inferiores aos solos dos horizontes A e B. Bastos (1999) e

Fernandes (2011) verificaram esta tendência, ou seja, os solos saprolíticos e materiais de

alteração apresentam uma tensão hidráulica crítica inferior quando comparado aos horizontes

pedológicos – neste caso SF-A e SF-B.

O ponto P-UFSM mostrou-se, através dos resultados do ensaio de Inderbitzen, muito

resistente ao processo erosivo. Isto ficou evidenciado na taxa média de erodibilidade de

0,005 g/cm²/min/Pa, uma das menores observadas nesta pesquisa. Além disso, a tensão

hidráulica desencadeadora da erosão foi de 1,25 Pa, maior do que a grande maioria das

amostras ensaiadas, comprovando que o arenito grosso com cimentação natural tem

resistência alta ao escoamento superficial.

Na literatura técnica existem poucas referências sobre critérios estabelecidos na

avaliação da erodibilidade. Bastos (1999), em seu trabalho, em uma primeira aproximação

estabelece que os solos mais erodíveis apresentem valores de K, na condição de umidade

natural, superiores a 0,1 g/cm²/min/Pa – sendo classificados como de alta erodibilidade.

Sugere, também, que solos de baixa erodibilidade apresentem valores de K inferiores a 0,001

g/cm²/min/Pa, na umidade referida.

Figura 5.1 – Critério de erodibilidade com base nos dados de taxa de erodibilidade obtidos

nos ensaios de Inderbitzen proposto por Bastos (1999).

De acordo com a proposta de classificação de Bastos (1999) e analisando a Figura

5.1, é possível constatar que a maioria dos solos estudados situaram-se na faixa de solos de

mediana erodibilidade. Os solos classificados como de alta erodibilidade foram, exatamente,

aqueles que em campo apresentavam grande susceptibilidade aos processos erosivos. Fazem

parte deste grupo os solos: ALG-C, PT-C, SF-B, SF-C, SF-2C e o SF-1A. Já os solos que, in

situ, apresentaram comportamento mais resistente à frente erosiva, são exatamente os que

situaram-se abaixo da faixa de 0,001 g/cm²/min/Pa ou próximo desta. Estão dentre estes os

solos: ALG-B, PT-B e o SV-AB.

6 CONCLUSÕES

Os solos de todos os locais estudados são, predominantemente, arenosos e pouco

plásticos, sendo estas características constatadas através da granulometria e dos limites de

Atterberg. É possível inferir, também, que o eventual aumento nas frações finas e na

plasticidade para alguns solos foi decorrente do processo de pedogênese mais avançado do

solo que é constatado em solos subsuperficiais (por exemplo: horizontes B e B/C) em relação

aos solos saprolíticos. Os valores referentes à massa específica real dos grãos (s)

mostraram-se coerentes com a mineralogia dos solos estudados – provenientes de substrato

granítico ou arenito, constituídos de minerais como quartzo e feldspato.

Os solos estudados se mostraram porosos e não saturados, com valores de índices de

vazios menores do que 1 ou próximos a este valor, na sua maioria. Estes resultados são

característicos de solos residuais tropicais, o que é o caso. Já na avaliação do grau de

saturação das amostras, constatamos que houve grande amplitude de resultados, só havendo

o solo RS239-BC alcançado a saturação – devido a uma situação muito específica de campo.

A maioria, então, foi classificada como solos úmidos, segundo o IAEG (1979).

A avaliação direta da erodibilidade através do ensaio de Inderbitzen – alvo principal

deste estudo – foi realizada a fim de quantificar a erodibilidade dos solos e rochas estudados,

através dos parâmetros de taxa de erodibilidade (K) e tensão cisalhante hidráulica crítica

(τh

_crit

). Após execução dos ensaios, análise dos resultados obtidos e comparação dos mesmos

com os dados provenites de outros autores, foi possível constatar que:

 A inclinação de rampa e a vazão aplicada no ensaio tem papel decisivo nas perdas de

solos resultantes. É claramente observado que, quanto maior estes dois parâmetros de

No documento UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE TRANSPORTES CURSO DE ENGENHARIA CIVIL (páginas 61-83)