MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO

MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO


O primeiro requisito para se abordar qualquer problema na geologia de engenharia ou mecânica dos solos consiste no conhecimento das condições do subsolo:

“Reconhecimento da disposição, natureza e espessura das suas camadas, assim como das suas características, com respeito ao problema

em exame.”


“Tal conhecimento pode ser individualizado em

dois métodos diferentes,

os métodos diretos e os indiretos.”

MÉTODOS DIRETOS

Estes métodos compreendem as escavações realizadas com o intuito de prospectar os maciços, definindo características como:

Variações litológicas

Estruturas geológicas

Feições geotécnicas dos materiais.

MÉTODOS DIRETOS

Os principais métodos são:

• Poços e Trincheiras / Sondagem a Varejão / Sondagem a Trado;

• Sondagem a Percussão / Sondagem Rotativa.

MÉTODOS INDIRETOS

Estes consistem em ensaios de campo que

não alteram as propriedades físicas do

material pesquisado, onde se utilizam as

feições topográficas, morfológicas e físicas do

terreno.

MÉTODOS INDIRETOS

Os principais métodos são:

Métodos geoelétricos (eletroresistividade, sondagem elétrica vertical, potencial espontâneo e polarização induzida, radar de penetração no subsolo - GPR)

Métodos sísmicos (sísmica de refração e sísmica de reflexão);

Métodos potenciais (magnetometria e gravimetria).

EXEMPLOS DE MÉTODOS DIRETOS (MECÂNICOS)

Poços e trincheiras

Os poços são escavações verticais que permitem

acesso ao interior do terreno para exame direto in situ

do material.


Poços e trincheiras

Eles podem ser tanto feitos em solos como em rochas, permitindo o exame detalhado dos horizontes perfurados e a retirada de amostras.

Quando necessário analisar grandes extensões do

terreno, utilizam-se de trincheiras.

Poço de investigação escavado em solo. Fonte: Oliveira & Brito 1998.


Sondagem a varejão

Esta sondagem é feita com uma haste lisa de ferro,

cravada manualmente, ou por golpes de marreta, em

sedimentos inconsolidados submersos.


Sondagem a varejão

É usada para reconhecimento de aluviões, superfícies

rochosas no leito de rio e para avaliar depósitos de

areia e cascalho para uso na construção civil.

Tipos de trados freqüentemente usados na investigação geológica-geotécnica. Fonte: Oliveira & Brito 1998.


Sondagem a percussão

É o processo de investigação mais empregado na

caracterização da cobertura terrosa dos terrenos

naturais.

“O equipamento é simples constando de um tripé, uma bomba de água, um tanque de água de 200 L e

ferramentas de corte do solo.”

Sondagem a percussão. Fonte: Oliveira & Brito 1998.

Sondagem a percussão.


Sondagem rotativa

É um tipo de investigação feita com um tubo,

denominado barrilete, dotado de uma peça cortante,

feita com material de alta dureza (coroa) em sua ponta,

que perfura o terreno através de um movimento de

rotação.


Sondagem rotativa

“O equipamento básico para a sondagem rotativa consta

de uma sonda motorizada, bomba de água, hastes,

barrilete e coroas.”

Sondagem rotativa. Fonte: Oliveira & Brito 1998.

Sondagem rotativa.

EXEMPLOS DE MÉTODOS INDIRETOS (OU GEOFÍSICOS)

Métodos Geoelétricos

Estes métodos envolvem a detecção, na superfície dos

terrenos, dos efeitos produzidos pelo fluxo de corrente

elétrica em subsuperfície.


Métodos Geoelétricos

Estes são empregados em:

Determinação da posição e geometria do topo rochoso;

Caracterização dos estratos sedimentares;

Identificação de zonas de falhas, zonas alteradas, contatos litológicos, entre outros.


Eletrorresistividade

Dentre as principais propriedades elétricas utilizadas

na investigação destaca-se a eletrorresistividade, que

diz respeito à dificuldade encontrada pela corrente

elétrica para se propagar num meio qualquer.


Eletrorresistividade

Os dados podem ser apresentados de várias formas,

como perfis, seções e plantas de isovalores de

resistividade aparente.

Mapa de isorresistividade. Fonte: Oliveira & Brito 1998.

A figura acima mostra um exemplo de apresentação do resultado através de mapa onde se identifica através da baixa resistividade uma região de zona de falhas.


Sondagem elétrica vertical

Este método consiste em medir, na superfície

terrestre, o parâmetro resistividade elétrica com o

emprego de um arranjo (simétrico ou assimétrico)

de eletrodos de emissão (AB) e de recepção (MN).


Sondagem elétrica vertical

Este método pode ser empregado em: construções de

grandes obras civis (barragens, túneis e portos), áreas

contaminadas e para construção de aterros sanitários.

Sondagem elétrica vertical. Fonte: Oliveira & Brito 1998.

Relatório composto por Equipamento e

Metodologia Utilizados,

Perfil/Estratificação de

Eletrorresistividade, Perfil Geológico do

Solo, Profundidade e Espessura de

Lençol Freático, Tomografia Elétrica,

Curvas de Resistividade, Fotos,

Documentos de Referência, Figuras 3D e

Tabelas.


Potencial espontâneo e polarização induzida

Estudam a investigação da polarização, que pode ser

natural (espontânea) ou induzida. Este último chamado

de polarização induzida e útil para prospecção de cobre,

chumbo e zinco.


Potencial espontâneo e polarização induzida

Este método está relacionado as diferenças de potencial

provocadas pela circulação de correntes elétricas naturais

no subsolo.

O mesmo é empregado na determinação das direção e

sentido do fluxo dos fluidos subterrâneos.

Potencial espontâneo. Fonte: Oliveira & Brito 1998

O princípio e a geometria do arranjo dos sensores estão na figura abaixo.


Radar de penetração no subsolo (GPR)

O GPR é um método geofísico de imageamento da

subsuperfície que utiliza pulsos elétricos para gerar

ondas eletromagnéticas, na faixa de VHF/UHF, que são

irradiadas por uma antena emissora transportada na

superfície.



“As ondas refletidas e difratadas são recebidas por uma

antena receptora localizada na superfície do terreno.”

Modo de obtenção dos dados de GPR. Fonte: Sousa 2003.



Uma série de medidas é realizada ao longo de uma linha

e, quando plotadas lado a lado em um gráfico tempo vs.

distância, fornecem uma imagem de alta resolução das

estruturas em subsuperfície.

Forma do resultado obtido pelo método GPR e sua interpretação. Fonte: Sousa 2003.


Métodos sísmicos

Os métodos sísmicos têm por objetivo estudar a distribuição em profundidade do parâmetro velocidade de propagação das ondas acústicas, que está relacionado com características físicas do meio geológico, tais como:

Densidade

Porosidade

Química

Mineralogia

Constantes elásticas.


Métodos sísmicos

O modo de apresentação dos resultados se dá através das seções sísmicas.

No contexto dos métodos sísmicos, as ondas elásticas (ou

sísmicas) são produzidas artificialmente, por meio da

geração de uma frente de onda a partir de um ponto

predeterminado (fonte).


Métodos sísmicos

A propagação das ondas é induzida por meio da “injeção” brusca de alguma forma de energia (mecânica, principalmente) em subsuperfície.

Dois métodos sísmicos são conhecidos:

reflexão e refração.

Exemplo de seção sísmica e sua interpretação. Fonte: Sousa 2003.


Sísmica de reflexão

Baseia-se na captação das ondas que incidem sobre

um refletor em subsuperfície com inclinação menor

que o ângulo crítico. Tais ondas são chamadas de

reflexões subcríticas.


Sísmica de refração

Baseia-se no registro das ondas sísmicas refratadas nas

superfícies de contato litológico ou outras superfícies.

As ondas captadas viajam com velocidade V2 ao longo da

interface dos meios.

Exemplo do método de sísmica de reflexão.

Exemplo do método de sísmica de refração.


Métodos potenciais

Magnetometria

Constitui um dos métodos mais versáteis, tanto pela facilidade como rapidez na obtenção dos resultados.

Ele detecta anomalias do campo magnético terrestre, conseqüência da magnetização diferenciada em subsuperfície, tendo grande aplicação na prospecção mineral.


Métodos potenciais

Gravimetria

Este se baseia na determinação da atração gravitacional num ponto na superfície terrestre, onde são empregados equipamentos chamados gravímetros.

Tem por finalidade determinar contrastes de densidade em profundidade.


Métodos potenciais

Gravimetria

O método é aplicado mais em trabalhos regionais, pois o

contraste de densidade entre o embasamento e os

sedimentos sobrepostos é suficientemente detectável.

A explicação preliminar que as autoridades

dão à formação da cratera, que tem um

diâmetro médio de 21,5 metros e

profundidade de 31,2 metros, é que foi o

resultado de uma carga excessiva de água

no terreno, originada pelas chuvas

torrenciais

Cientistas não sabem explicar cratera

na Guatemala

Acidente em obras do Metrô abre cratera em SP

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