Site characterization and analysis of landslide dynamics under the influence of triggering factors by geophysical methods

Abstract

Deslizamentos de terra são resultados de processos geomorfológicos naturais que alteram as propriedades físicas do local. Essas alterações anômalas nos materiais podem levar a emissões micro-sísmicas e também podem alterar as propriedades das ondas de ruído ambiente se propagando através delas, sendo que ambas podem ser detectadas pela aplicação de técnicas geofísicas (mais baratas, não invasivas e aplicáveis). A caracterização subsuperficial (técnicas geofísicas) do sítio de escorregamento é feita no primeiro estágio, onde são utilizados os métodos Análise Multicanal de Ondas de Superfície (MASW), Tomografia de Resistividade Elétrica (ERT) e Relação Espectral Horizontal para Vertical (HVSR). Na segunda etapa, a análise dinâmica do escorregamento é feita com ruído ambiente e microssismicidade emitida. As mudanças sazonais na rigidez da massa de escorregamento são analisadas por HVSR com lapso de tempo (frequência natural) e interferometria de ruído ambiente (mudança de velocidade relativa). Os resultados são otimizados por um experimento de talude normal de campo, em escala de campo, no campo experimental da Universidade de Brasília, Brasil, onde a carga normal foi mantida na elevação do solo. Finalmente, uma análise tipológica dos registros sísmicos de escorregamentos e em um experimento em escala controlada. A superfície de escorregamento resultante e os caminhos permeáveis foram identificados bem nas seções de resistividade modeladas, enquanto a seção estratigráfica de velocidade de onda de cisalhamento 2D de três camadas é obtida pelo MASW onde uma tendência de rigidez crescente contínua e diminuição da velocidade na escarpa é observada. O ruído sísmico registrado em diferentes locais no escorregamento é analisado para reconstruir a geometria do escorregamento e sua dinâmica sazonal. As curvas de HVSR resultantes são divididas em três grupos com base nos valores de pico de frequência, cada um representando as zonas dinâmicas aleatoriamente dispersas e mutuamente separadas criadas pelos efeitos erosionais (fluviais) do rio de Capetinga subjacente. O HVSR juntamente com as curvas de ruído ambiente f-k são usados para a estimativa da velocidade de onda de cisalhamento 1-D também. Os resultados do experimento protótipo mostram dois picos de frequência na curva HVSR, as variações de amplitude no pico de maior frequência em diferentes acumulações de estresse no solo são observadas. Uma diminuição de -0,6% em dV / V foi observada antes do colapso do solo no teste de carga da placa. Nem o ANI nem o HVSR mostram a resposta sazonal no deslizamento. Os sinais de curta duração, com uma tipologia única, são observados durante os testes de retirada da pilha do corpo de expansão. A mesma análise foi aplicada ao deslizamento de terra de Sobradinho, onde os sinais de uma tipologia particular são observados durante a estação chuvosa, possivelmente relacionados com a dinâmica do escorregamento ou as cargas de sedimentos do rio. O estudo será eficaz na compreensão da dinâmica pré-colapso de encostas instáveis em formações argilosas em termos de variações sazonais na rigidez, alteração nas propriedades físicas, fases de acumulação de tensão no solo, mudanças sazonais na ressonância e tipologia dos registros sísmicos.