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Como ocorrem os deslizamentos de terra

Entenda os fatores que contribuem para o deslizamento de terra

Como ocorrem os deslizamentos de terra
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Os deslizamentos de terra tem grande repercussão quando acontecem em áreas urbanas e causam o soterramento de casas e pessoas. O fato é que esses deslizamentos sempre aconteceram. O que vamos ver nesse artigo é, como eles ocorrem, suas consequências, os tipos de deslizamentos e os fatores de risco.

Fatores para o deslizamento de terra

Existem vários fatores que aumentam a chance de ocorrer um deslizamento de terra. Alguns destes podemos prevenir e alguns não podemos.

Água

Um pouco de água ajuda a segurar grãos de areia ou terra juntos. Por exemplo, você pode construir um castelo de areia maior com areia ligeiramente úmida do que com areia seca. No entanto, muita água faz com que a areia flua rapidamente. O derretimento rápido da neve ou a chuva adicionam água extra ao solo, o que aumenta o peso do declive e faz com que os grãos de sedimentos percam contato uns com os outros, permitindo o fluxo.

Tipo de rocha

Camadas de rochas fracas, como argila, também permitem mais deslizamentos de terra. A argila úmida é muito escorregadia, o que proporciona uma superfície fácil para os materiais deslizarem.

Inclinação

Uma inclinação estável e inclinação instável

Figura 1. A inclinação dos materiais subjacentes deve ser considerada ao fazer cortes na estrada.

Se as pessoas cavarem na base de um declive para criar uma estrada ou um local de morada, a inclinação poderá tornar-se instável e descer a encosta. Isso é particularmente perigoso quando as camadas de rocha subjacentes se inclinam em direção à área (figura 1).

Quando os trabalhadores da construção cortam em encostas para casas ou estradas, eles devem estabilizar a encosta para ajudar a evitar um deslizamento de terra (figura 2). Raízes de árvores ou mesmo gramíneas podem unir o solo. Também é uma boa ideia fornecer drenagem para que a inclinação não fique saturada com água.

Uma parede de rocha como descrito

Figura 2. Uma parede de rocha estabiliza um declive que foi cortado para fazer uma estrada.

Agitação terrestre

Um terremoto, uma erupção vulcânica, ou mesmo apenas um caminhão passando, podem sacudir o solo instável e causar um deslizamento. Os esquiadores e os caminhantes podem perturbar a neve em que viajam e desencadear uma avalanche.

Deslizamentos de terra

Embora existam vários tipos de causas de deslizamentos de terra, os três que causam a maioria dos deslizamentos danosos em todo o mundo são:

Deslizamentos de terra e água

A saturação de encostas pela água é uma das principais causas de deslizamentos de terra. Esse efeito pode ocorrer na forma de chuvas intensas, derretimento de neve, mudanças nos níveis de água subterrânea e mudanças no nível da água ao longo das linhas costeiras, represas de terra e margens de lagos, represas, canais e rios.

Desmoronamentos e inundações são intimamente aliados, pois ambos estão relacionados à precipitação, ao escoamento superficial e à saturação do solo pela água. 

Além disso, os fluxos de detritos e os fluxos de lama geralmente ocorrem em pequenos canais íngremes e são frequentemente confundidos com enchentes; Na verdade, esses dois eventos ocorrem frequentemente simultaneamente na mesma área.

Os deslizamentos de terra podem causar inundações, formando represas de deslizamento de terra que bloqueiam vales e canais de fluxo, permitindo que grandes quantidades de água retornem. Isto provoca inundações de remanso e, se a represa falhar, subseqüente inundação a jusante. 

Além disso, detritos de escorregamentos sólidos podem “em massa” ou adicionar volume e densidade ao fluxo de outra forma normal ou causar bloqueios de canal e desvios criando condições de inundação ou erosão localizada. 

Os deslizamentos de terra também podem causar o abafamento dos reservatórios e / ou a redução da capacidade dos reservatórios de armazenar água.

Deslizamentos de terras e atividade sísmica

Muitas áreas montanhosas que são vulneráveis ​​a deslizamentos de terra também experimentaram pelo menos taxas moderadas de ocorrência de terremotos em tempos registrados. 

A ocorrência de terremotos em áreas propensas a escorregamentos aumenta a probabilidade de ocorrência de escorregamentos, devido ao solo tremer sozinho ou à dilatação provocada por agitação dos materiais do solo, o que permite a rápida infiltração de água. 

O Grande Terremoto do Alasca, em 1964, causou deslizamentos generalizados e outras falhas no solo, que causaram a maior parte da perda monetária causada pelo terremoto. 

Outras áreas dos Estados Unidos, como a Califórnia e a região de Puget Sound, em Washington, sofreram escorregões, alastramento lateral e outros tipos de falhas no solo devido a terremotos moderados a grandes. 

Quedas de rochas generalizadas também são causadas pelo afrouxamento das rochas como resultado da agitação do solo. No mundo todo,

Deslizamentos de terras e atividade vulcânica

Deslizamentos de terra devido à atividade vulcânica são alguns dos tipos mais devastadores. 

A lava vulcânica pode derreter a neve a uma velocidade rápida, causando um dilúvio de rocha, solo, cinzas e água que acelera rapidamente nas encostas íngremes dos vulcões, devastando qualquer coisa em seu caminho. 

Esses fluxos de detritos vulcânicos (também conhecidos como lahars) alcançam grandes distâncias, uma vez que deixam os flancos do vulcão, e podem danificar estruturas em áreas planas ao redor dos vulcões. 

A erupção de 1980 do Monte Santa Helena, em Washington, provocou um enorme deslizamento de terra no flanco norte do vulcão, o maior deslizamento de terra em tempos registrados.

CAUSAS GEOLÓGICAS E MORFOLÓGICAS

Causas Geológicas

  1. Materiais fracos ou sensíveis
  2. Materiais resistentes
  3. Materiais cortados, articulados ou fissurados
  4. Descontinuidade orientada de maneira adversa (acamamento, xistosidade, falha, discordância, contato e assim por diante)
  5. Contraste na permeabilidade e / ou rigidez dos materiais

Causas morfológicas

  1. Elevação tectônica ou vulcânica
  2. Rebote glacial
  3. Erosão fluvial, ondulatória ou glacial de inclinação lateral ou margens laterais
  4. Erosão subterrânea (solução, tubulação)
  5. Encosta de carga de deposição ou sua crista
  6. Remoção de vegetação (por fogo, seca)
  7. Descongelamento
  8. Tempo de congelamento e descongelamento
  9. Intemperismo por encolhimento e inchamento

Impacto Humano na Desperdício de Massa

Causando desperdício em massa

Os seres humanos podem contribuir para o desperdício de massa de algumas maneiras diferentes:

  1. Escavação de encosta ou seu dedo
  2. Carregamento de declive ou sua crista
  3. Esvaziamento (de reservatórios)
  4. Desmatamento
  5. Irrigação
  6. Mineração
  7. Vibração artificial
  8. Vazamento de água de utilitários

Prevenção e Conscientização

Como já foi observado, não podemos evitar a perda de massa a longo prazo, pois é um processo natural e contínuo.

No entanto, em muitas situações, existem ações que podemos tomar para reduzir ou mitigar seus efeitos prejudiciais sobre as pessoas e a infraestrutura. Onde não podemos atrasar nem mitigar a perda de massa, devemos considerar sair do caminho.

Pessoas caminhando em Porteau Cove

Figura 3. Site do slide de 2008 em Porteau Cove. Observe a proeminente fratura definida paralelamente à superfície da inclinação. A inclinação foi estabilizada com parafusos de rocha (topo) e furos foram perfurados na rocha para melhorar a drenagem (um é visível no canto inferior direito). O risco de passagem de veículos da queda de rochas foi reduzido por cortinas de malha suspensas (fundo). [SE foto 2012]

É reconfortante pensar que podemos evitar alguns efeitos de perda de massa por meios mecânicos, como os parafusos de rocha na estrada cortada em Porteau Cove (Figura 3), ou os furos usados ​​para drenar a água de uma encosta, como foi feito no Downie Slide, ou a construção de barreiras físicas, como muros de contenção. 

O que temos que lembrar é que as obras dos humanos são limitadas em comparação com as obras da natureza. 

Os trancos na estrada cortada em Porteau Cove vão lentamente começar a corroer depois de alguns anos e, em algumas décadas, muitos deles começarão a perder força. 

A menos que sejam substituídos, eles não suportarão mais essa inclinação. Da mesma forma, os furos de drenagem no Downie Slide acabarão por ficar entupidos com sedimentos e precipitados químicos, e, a menos que sejam periodicamente desconectados, sua eficácia diminuirá. 

Eventualmente, a menos que novos furos sejam feitos, a drenagem ficará tão comprometida que o escorregador começará a se mover novamente. 

É por isso que o monitoramento cuidadoso da inclinação por engenheiros geológicos e geotécnicos é importante nesses locais. 

O ponto aqui é que nossos esforços para “evitar” o desperdício de massa são tão bons quanto nossa determinação de manter essas medidas preventivas.

Adiar a perda de massa é um esforço digno, é claro, porque durante o tempo em que as medidas ainda são eficazes, elas podem salvar vidas e reduzir os danos à propriedade e à infraestrutura. 

O outro lado da moeda é que devemos ter cuidado para evitar atividades que possam tornar o desperdício de massa mais provável. 

Uma das causas antropogênicas mais comuns de desperdício de massa é a construção de estradas, e isso se aplica tanto a estradas remotas de cascalho construídas para exploração florestal e mineração, quanto a grandes rodovias urbanas e regionais. 

A construção de estradas é um problema em potencial por dois motivos. Primeiro, criar uma superfície de estrada plana em um declive envolve inevitavelmente a criação de um banco de corte que é mais inclinado que o declive original. 

Isso também pode envolver a criação de um banco preenchido que seja mais íngreme e mais fraco que o declive original (Figura 4). Segundo,

Diagrama de uma estrada construída em uma colina íngreme.

Figura 4. Um exemplo de uma estrada construída cortando em um declive íngreme e o uso do material cortado como preenchimento. [SE]

Além das questões hídricas, os engenheiros que constroem estradas e outras infra-estruturas nas encostas rochosas precisam estar bem cientes da geologia e, especialmente, de quaisquer fragilidades ou descontinuidades na rocha relacionadas à cama, fraturamento ou foliação. 

Se possível, situações como essa em Porteau Cove (Figura 3) devem ser evitadas – construindo em algum outro lugar – em vez de tentar costurar a encosta de volta com parafusos de rocha.

Acredita-se que a construção de edifícios nos topos de encostas íngremes pode contribuir para a instabilidade do declive. Isto é provavelmente verdade, mas não devido ao peso do edifício. 

Como você verá completando o exercício abaixo, uma casa típica geralmente não é mais pesada do que o preenchimento que foi removido do buraco no chão feito para construí-la. Um contribuinte mais provável para a instabilidade da inclinação em torno de um edifício é o efeito que ele e as alterações feitas na área circundante têm na drenagem.

EXERCÍCIO: QUANTO UMA CASA PESA E PODE CONTRIBUIR PARA UMA FALHA NA INCLINAÇÃO?

Uma grande pilha de sujeira ao lado de um buraco escavado

Figura 5

Acredita-se que a construção de uma casa (ou algum outro prédio) no topo de uma encosta acrescentará muito peso extra à inclinação, o que poderia contribuir para a falha da inclinação. Mas o que uma casa realmente pesa? Uma casa típica com estrutura de madeira de 150 m 2 (aproximadamente 1.600 pés 2 ) com fundação e fundação de concreto pesa cerca de 145 t (toneladas métricas). 

Mas a maioria das casas é construída sobre fundações escavadas no solo. Isso envolve cavar um buraco e retirar algum material, então precisamos subtrair o que esse material escavado pesa. Assumindo que nossa casa de 150 m2 requereu uma escavação de 15 m por 11 m por 1 m de profundidade, são 165 m 3 de “sujeira”, que normalmente tem uma densidade de cerca de 1,6 t por m 3 .

Calcule o peso do solo que foi removido e compare isso com o peso da casa e sua fundação.

Se você está pensando que construir um prédio maior vai adicionar mais peso, considere que prédios maiores precisam de escavações maiores e mais profundas, e em muitos casos as escavações serão em rocha sólida, que é muito mais pesada do que os materiais de superfície.

Você pode querer considerar como um edifício pode alterar a drenagem em um declive. Existem várias maneiras. 

A água pode ser coletada por telhados, entrar em caleiras e formar fluxos concentrados que são direcionados para o declive. Da mesma forma, a drenagem de estradas de acesso próximas, irrigação de gramado, piscinas com vazamentos e sistemas sépticos podem alterar o fluxo de águas superficiais e subterrâneas em um declive.

Monitorando Desperdício em Massa

dispositivo de monitoramento de movimento

Figura 6. Parte de um dispositivo de monitoramento de movimento no Tabuleiro de Tabuleiro Slide, perto de Revelstoke, BC A extremidade inferior do cabo está conectada a um bloco de rocha que é instável. Qualquer movimento incremental desse bloco moverá o cabo, que será detectável neste dispositivo. [SE]

Em algumas áreas, é necessário estabelecer sistemas de alerta para que saibamos se as condições mudaram em uma área de deslizamento conhecida ou se uma falha rápida, como um fluxo de detritos, está realmente a caminho da descida. 

O barranco acima do Reservatório Revelstoke é monitorado 24 horas por dia, 7 dias por semana, com uma variedade de dispositivos, como inclinômetros (detectores de mudança de inclinação), sensores de movimento de furos e instrumentos de levantamento GPS.

Um dispositivo mecânico simples para monitorar o Tabuleiro de Tabuleiros próximo (que também está acima do Reservatório de Revelstoke) é mostrado na Figura 6.

Ambos são lâminas de rocha muito lentas, mas é muito importante ser capaz de detectar mudanças em suas taxas de movimento porque em ambos os locais uma falha rápida resultaria em grandes corpos de rocha mergulhando no reservatório e enviando uma parede de água sobre a represa de Revelstoke,

Mt. Rainier, um vulcão coberto de geleiras no estado de Washington, tem o potencial de produzir enormes fluxos de lama ou fluxos de detritos (lahars) com ou sem uma erupção vulcânica. 

Mais de 100.000 pessoas nas áreas de Tacoma, Puyallup e Sumner estão em perigo porque atualmente residem em depósitos de antigos lahars (Figura 7). Em 1998, uma rede de monitores acústicos foi estabelecida em torno do Monte. Rainier Os monitores estão embutidos no solo adjacente aos caminhos lahar esperados. 

Eles têm a intenção de fornecer avisos aos oficiais de emergência, e quando um lahar é detectado, os moradores da área terão entre 40 minutos a três horas para chegar a um local seguro.

Mt Rainier

Figura 7. Mt. Rainier, Washington, de Tacoma

Mitigando os Impactos do Desperdício de Massa

Em situações em que não podemos prever, prevenir ou retardar os riscos de perda de massa, algumas medidas eficazes podem ser tomadas para minimizar o risco associado. 

Por exemplo, muitas rodovias em BC e no oeste de Alberta têm abrigos de avalanche como mostrado na Figura 8. Em algumas partes do mundo, características semelhantes foram construídas para proteger a infraestrutura de outros tipos de desperdício de massa.

Abrigo de avalanche de neve

Figura 8. Um abrigo de avalanche de neve na rodovia Coquihalla. O caminho esperado da avalanche é o íngreme declive de desvalorização acima. [SE]

Fluxos de detritos são inevitáveis, imprevisíveis e imprevisíveis em muitas partes do BC, mas em nenhum lugar mais do que ao longo da rodovia Sea-to-Sky entre Horseshoe Bay e Squamish. Os resultados foram fatais e caros muitas vezes no passado. 

Seria muito caro desenvolver uma nova rota nessa região, de modo que as autoridades provinciais tomaram medidas para proteger os moradores e o tráfego na rodovia e na ferrovia. 

Estruturas defensivas de fluxo de detritos foram construídas em várias bacias de drenagem, como mostrado na Figura 9. Uma estratégia é permitir que os detritos fluam rapidamente para o oceano ao longo de um canal suave. 

Outra é capturar os detritos dentro de uma bacia construída que permite que o excesso de água continue, mas pega os materiais de detritos.

Canal e bacia como descrito

Figura 9. Duas estratégias para mitigar os fluxos de detritos na rodovia Sea-to-Sky. À esquerda: Um canal concreto no Creek de Alberta permite que os detritos fluam rapidamente para o oceano. Direita: Uma bacia de captação de fluxo de detritos em Charles Creek. Em 2010, um fluxo de detritos encheu a bacia até o nível da linha branca pontilhada. [SE]

MITIGAÇÃO DE DESLIZAMENTOS – COMO REDUZIR OS EFEITOS DOS DESLIZAMENTOS DE TERRA

A vulnerabilidade a riscos de escorregamentos é uma função da localização, tipo de atividade humana, uso e frequência de eventos de escorregamentos. 

Os efeitos dos deslizamentos de terra em pessoas e estruturas podem ser minimizados evitando-se totalmente as áreas de risco de escorregamento ou restringindo, proibindo ou impondo condições às atividades da zona de risco. 

Os governos locais podem reduzir os efeitos dos deslizamentos de terra através de políticas e regulamentos de uso da terra. Indivíduos podem reduzir sua exposição a perigos educando-se sobre o passado histórico de perigo de um local e fazendo perguntas aos departamentos de planejamento e engenharia dos governos locais. 

Eles também podem obter os serviços profissionais de um geólogo de engenharia, engenheiro geotécnico ou engenheiro civil, que pode avaliar adequadamente o potencial de risco de um site, construído ou não.

O risco de escorregamentos pode ser reduzido evitando-se a construção em encostas íngremes e escorregamentos existentes, ou estabilizando as encostas. 

A estabilidade aumenta quando a água do solo é impedida de subir na massa de escorregamento (1) cobrindo o escorregamento com uma membrana impermeável, (2) direcionando a água da superfície para longe do escorregamento, (3) drenando água do escorregamento e (4) ) minimizando a irrigação de superfície. 

A estabilidade da encosta também é aumentada quando uma estrutura de retenção e / ou o peso de um solo / berma de rocha são colocados na ponta do escorregamento ou quando a massa é removida do topo da encosta.

A barreira como descrito

Figura 10. A Barreira, ao sul de Whistler, BC, foi o local de uma enorme avalanche de rochas em 1855, que se estendia do penhasco visível a 4 km abaixo do vale e através da localização atual da rodovia Mar-a-Céu. Rio Cheakamus. [SE]

Finalmente, em situações em que não podemos fazer nada para atrasar, prever, conter ou mitigar falhas de inclinação, simplesmente temos que ter o bom senso de ficar longe. 

Há um exemplo famoso disso em BC, em um local conhecido como Garibaldi, a 25 km ao sul de Whistler. 

No início dos anos 80, a aldeia de Garibaldi tinha uma população de cerca de 100 pessoas, com obras em andamento em algumas novas casas e planos para muitos outros.

Nos meses que se seguiram à mortal erupção do Monte em 1980 St. Helena, no estado de Washington, o Ministério de Transporte da Colúmbia Britânica encomendou um estudo geológico que revelou que um penhasco conhecido como

A Barreira (Figura 10) havia desmoronado em 1855, levando a uma grande avalanche de rochas, e que provavelmente colapsaria novamente imprevisivelmente, colocando a aldeia de Garibaldi em risco extremo. 

Em um processo judicial subsequente, foi decidido que o site Garibaldi não era um lugar seguro para as pessoas viverem. Aqueles que já tinham casas lá foram compensados, e todos os outros foram ordenados a sair. 

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