Efeito do avanço da frente de umidade na redução da sucção e da resistência ao cisalhamento de um perfil de solo coluvionar em Medellín-Colômbia

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2012.Os movimentos de massa causados pelas chuvas, geralmente denominados deslizamentos superficiais complexos, caracterizam-se por apresentar pequenos perfis com espessuras que variam entre 0,3 e 2,0 m. Para entender esses movimentos de terra provocados por chuvas em regiões montanhosas sob condições de clima tropical, este estudo buscou elucidar a questão da redução da sucção e a consequente perda de resistência em um perfil de solo coluvionar devido ao avanço da frente de umidade em um talude natural localizado na cidade de Medellin - Colômbia. Neste talude, o objetivo foi verificar a aplicabilidade da equação de Lumb (1975) para determinar o avanço da frente de umidade em perfis de solo não saturados, desencadeado pela infiltração da chuva. Esta equação é utilizada para calcular a profundidade crítica (profundidade onde a perda máxima de sucção ocorre). A profundidade crítica obtida pela equação de Lumb foi comparada com a obtida pelos perfis de sucção, antes e depois das chuvas. Os perfis de sucção foram obtidos a partir de simulações numéricas, utilizando um método de infiltração que inclui uma relação de sucção-saturação (van Genuchten, 1980). Com as propriedades do solo, os parâmetros de infiltração e da geometria do talude, foi possível obter os fatores de segurança para o talude estudado. Os resultados deste trabalho são a determinação de uma metodologia consistente para a determinação da profundidade crítica da frente de umidade gerado pela infiltração de chuva. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACTSlope failures caused by rainfall are characterized by shallow depths with thicknesses ranging between 0.3 and 2.0 m. In order to understand these landslides triggered by rainfalls in mountainous regions under tropical climate, this study tried to elucidate the issue of reduction of suction and the consequent loss of strength in a colluvial soil profile due to the advance of the wetting front in natural slopes located in the city of Medellin – Colombia. In these slopes, the purpose was to verify the applicability of the Lumb’s equation (1975) in determining the advance of the water front on unsaturated soil profiles triggered by the rainfall infiltration. This equation is used to estimate the critical depth (depth where the maximum loss of suction occurs). The critical depth obtained by Lumb’s equation was compared with that obtained by the suction profiles, before and after the rainfalls. The suction profiles were obtained from numerical simulations using a seepage method which includes a suction-saturation relationship (van Genuchten, 1980). With the soil properties, the infiltration parameters, and geometry of the slopes, it was possible to obtain the safety factors for the studied slopes. The results of this work are the determination of a consistent methodology for determining the critical depth of the water front generated by the rainfall infiltration