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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.8.2019.tde-11122019-171423
Documento
Autor
Nome completo
Camila Bertaglia Carou
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Vieira, Bianca Carvalho (Presidente)
Oliveira, Fábio Soares de
Reis, Fábio Augusto Gomes Vieira
Villela, Fernando Nadal Junqueira
Título em português
Mineralogia do Granito Itaóca e sua relação com a suscetibilidade a escorregamentos rasos da bacia do Rio Gurutuba
Palavras-chave em português
Atrito
Caulinita
Coesão
Dilatação
Esmectita
Itaóca-SP
Solo
Resumo em português
Os escorregamentos ocorridos na bacia do rio Gurutuba, localizada no Maciço Granitóide Itaóca, cidade homônima, estado de São Paulo, foram estudados neste trabalho a partir da perspectiva mineralógica. Isso porque, dentre as possíveis análises dos fatores condicionantes de escorregamentos, a análise mineralógica, focando na diferença de coesão, atrito, dilação, poro-pressão, peso do solo e limite de liquidez de argilominerais, fornece respaldo para entender o comportamento da massa e sua relação com a ruptura do processo. Assim, o objetivo foi identificar a mineralogia primária e secundária do solo a fim de correlacionar suas propriedades físico-químicas com a suscetibilidade a escorregamentos rasos. Primeiramente, foi realizado um inventário de cicatrizes para escolha de uma cicatriz amostral por meio de parâmetros morfológicos. O inventário, e sua validação em campo, demonstrou que os escorregamentos deflagrados são do tipo planar ou escorregamento raso. Com base nisso, duas trincheiras e duas tradagens foram alocados em uma cicatriz amostral a fim de correlacionar a ruptura com os horizontes pedológicos desse Neossolo Litólico e sua respectiva mineralogia. Para uma melhor análise da fração argila, a mesma foi separada da amostra total de TFSA por meio de centrifugações com inserção de solução de Na2CO3, e depois identificada e semi-quantificada por meio de DRX (radiação Cu-K). Além disso, análises de DRX solo total, MEV-EDS (recobrimento de carbono), morfoscopia e granulometria foram realizadas em laboratório. Os resultados indicaram que a mineralogia primária é composta de feldspatos sódicos e potássicos, quartzo, biotitas e hornblenda. Já a secundária é composta por caulinita, esmectita, vermiculita, ilita e hidrobiotita de argilominerais e goethita e hematita de óxidos. A semi-quantificação indicou que os argilominerais mais abundantes são caulinita e hidrobiotita, contudo, o grupo das esmectitas, especificamente, apresentou pico de concentração (7,5 - 24,2%) no contato lítico (solo-rocha), o que pode gerar uma massa com baixo limite de liquidez e alto potencial de dilatação. Os resultados mostram um perfil de solo invertido, o qual possui em sua composição maior quantidade de argilominerais 2:1 em seu topo do que em sua base. Apesar disso, os minerais 2:1 encontrados no topo não possuem alta atividade, ao passo que o contato lítico pode apresentar alto limite de plasticidade devido às esmectitas, bem como grande aumento da poro-pressão e peso do solo devido à absorção de água em suas entrecamadas e ultramicroporos; e baixo limite de liquidez, devido à quantidade de caulinita, gerando um cenário propício à ruptura. Em suma, o recobrimento de Neossolo Litólico ao longo do Maciço Granitóide Itaóca tem seu contato lítico associado à uma área potencial de ruptura para escorregamentos translacionais rasos, ao passo que outros recobrimentos pedogenéticos podem apresentar outra organização mineralógica.
Título em inglês
Itaóca granite mineralogy and its relationship with shallow landslides susceptibility of the Gurutuba river basin
Palavras-chave em inglês
Cohesion
Friction Angle
Itaóca municipality
Kaollinite
Smectite
Soil
Swelling
Resumo em inglês
The landslides that occurred in the Gurutuba River basin, located in the Itaóca Granitoid Massif, Itaóca municipality, state of São Paulo, were studied in this work from a mineralogical viewpoint. Among the possible analysis of landslides conditioning factors, the mineralogical analysis, focusing on the cohesion, friction, pore pressure, soil weight, swelling and liquid limit of clay minerals, provides support to understand the behavior of the mass and its relation with the process rupture. The aim of this project was to identify the correlation of primary and secondary soil mineralogy and its physical-chemical properties with a susceptibility to shallow landslides. First, a scar inventory was performed to choose a sample scar by morphological parameters. The inventory, and its field validation, demonstrated that the triggered landslides are planar / shallow landslides. Based on this, two trench profiles and two auger holes were allocated in a sample scar in order to correlate the rupture with the pedological horizons of this Entisol and its respective mineralogy. For a better analysis of it, the clay fraction was separated from the total soil sample by centrifugation with Na2CO3 solution, and then identified and semi-quantified by XRD (Cu-K radiation). In addition, XRD bulk, SEM-EDS (carbon coating), morphoscopy and particle size analysis were performed in laboratory. The results indicated that the primary mineralogy is composed of sodium and potassium feldspars, quartz, biotites and hornblende. The secondary mineralogy is composed of kaolinite, smectite, vermiculite, illite and hydrobiotite of clay minerals and goethite and hematite of oxides. The semi-quantification indicated that the most abundant clay minerals are kaolinite and hydrobiotite, however, the group of smectites, specifically, presented peak concentration (7.5 - 24.2%) in the lithic contact (soil-rock), which can generate a mass with low liquidity limit and high expansion potential. The results show an inverted soil profile, which has in its composition a larger amount of 2:1 clay minerals in its top in comparison to its base. Nevertheless, the 2: 1 minerals found at the top do not have high activity, whereas the lytic contact may have a high plasticity limit due to smectites, as well as a large increase in pore pressure and soil weight due to water absorption in their interlayers and micropores; and low liquidity limit, due to the amount of kaolinite, generating a favorable scenario for rupture. Therefore, the Entisol along the Itaóca Granitoid Massif has its lytic contact associated with a potential rupture area for shallow landslides, while other soils may have another mineralogical organization.
 
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Data de Publicação
2019-12-11
 
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