Modelos físicos de falhas de empurrão com trajetória em degrau.

Abstract

O presente trabalho descreve a formação de falhas de empurrão com trajetória em degrau, em caixas de areia. As feições cinemáticas e geométricas das falhas em degrau tem sido largamente descritas através de simulações físicas e numéricas. Entretanto, nos estudos até agora realizados, ao invés de se posicionar o segundo patamar da falha no interior do pacote rochoso, ao longo de uma camada incompetente, conforme previsto no modelo teórico, este se desenvolve no topo do modelo. Em oito experimentos foram modificados o comprimento inicial do modelo, a presença de papel lixa sobre o descolamento basal e a existência de um 'obstáculo' no antepaís, uma cunha rígida ou a própria parede frontal fixa da caixa de experimentos. O estudo demonstrou que uma falha de empurrão adquire geometria em degrau, com patamar não aflorante, quando a resistência ao movimento progressivo, causada por um alto coeficiente de atrito basal, interrompe (temporariamente) o processo normal de falhamento por colapso da lapa. O deslocamento progressivo é transferido para uma camada incompetente intercalada entre dois pacotes competentes, em detrimento à superfície de topo do pacote, quando o coeficiente de atrito da camada incompetente for baixo. Observou-se que a formação da falha de empurrão com geometria em degrau e patamar não aflorante é governada por uma relação crítica entre os coeficientes de atrito do descolamento e da camada incompetente. Para valores elevados do coeficiente de atrito ao longo da falha mestra assume-se, na natureza, um decréscimo na pressão dos fluidos, normalmente alta, resultante de uma variação no volume de fluidos no protótipo.