POSGEO - Programa de Pós-graduação em Geotecnia
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Navegando POSGEO - Programa de Pós-graduação em Geotecnia por Autor "Aranha, Paulo Roberto Antunes"
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Item Caracterização geofísica e estrutural de área cárstica na cidade de Sete Lagoas-MG como subsídio para estudo geotécnico.(2018) Oliveira, Débora Vasconcelos de; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Barbosa, Maria Sílvia Carvalho; Aranha, Paulo Roberto AntunesO estudo das descontinuidades nos maciços rochosos é fundamental pois essas estruturas podem controlar a estabilidade do meio rochoso. No caso das rochas carbonáticas, a percolação de água nessas descontinuidades dissolve o carbonato originando canais e dutos subterrâneos. Essa trama cárstica subterrânea pode gerar acidentes, como abatimentos e colapsos, como já ocorreram na zona urbana de Sete Lagoas/MG. A geofísica de superfície pode ser empregada na caracterização deste tipo de terreno, pois é um método não invasivo, rápido e de custo relativamente baixo. Dentre os diversos métodos rotineiramente empregados destacam-se, pela facilidade de aquisição e processamento, os métodos geoelétricos, como a eletrorresistividade e os eletromagnéticos. No método de eletrorresistividade inclusive tem-se a técnica de levantamento azimutal que são teoricamente eficientes para a detecção de direções preferenciais de fluxo de água em fraturas subverticais em meios anisotrópicos. Com o intuito de averiguar a eficácia dessa técnica e caracterizar um meio estruturalmente complexo, escolheu-se uma área para pesquisa no município de Sete Lagoas/MG, 70km de Belo Horizonte, onde afloram rochas carbonáticas pouco metamorfizadas. Primeiramente foram traçados os lineamentos utilizando imagens de sensores remotos. Depois realizou-se em campo o levantamento estrutural (acamamento e fraturas) e foram executados os levantamentos geofísicos (eletrorresistividade e eletromagnéticos). Através dessa pesquisa foi possível identificar um anticlinal vazado na área com ocorrência de carstificação no plano do acamamento. A direção do eixo é N28W sendo esta direção predominante nos lineamentos em praticamente todas as escalas de imagens analisadas. Foram identificadas em campo 4 famílias de fraturas, N15E (F1), N85W (F2), N65E (F3) e N45W (F4). A família F2 apresenta maior frequência de medidas e a F4 apresenta as fraturas mais abertas, classificadas como cavernosas. Salienta-se que pelo fato da geologia da área ser complexa ficou difícil averiguar a funcionalidade dos levantamentos azimutais, mas de forma geral esta técnica pode ser útil como um complemento na identificação do padrão de fraturas com água e também pode ser usada em terrenos com pouco espaço superficial.Item Otimização de técnicas geoelétricas para caracterização estrutural e hídrica de maciços com porosidade fissural e cárstica.(2023) Cardoso, Luiz Henrique; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Barbosa, Maria Sílvia Carvalho; Aranha, Paulo Roberto Antunes; Aguiar, Cibele Clauver de; Elis, Vagner RobertoIdentificar e caracterizar descontinuidades geológicas é relevante para o entendimento e solução de diversos problemas geotécnicos e hidrogeológicos, especialmente em maciços com porosidade fissural e cárstica. Na região do Quadrilátero Ferrífero, predominam meios com porosidade fissural, mas meios com porosidade cárstica são também relevantes, especialmente em formações ferruginosas. A Eletrorresistividade (Electrical Resistivity – ER) e o Potencial Espontâneo (Spontaneous Potential – SP) são métodos geofísicos de baixo custo que têm sido utilizados para este fim, mas a grande variabilidade das condições geológicas nestes meios dificulta a comparação das diversas técnicas e arranjos de aquisição de dados. Uma alternativa ainda pouco empregada para superar este problema consiste na aplicação destes métodos em modelos físicos reduzidos, onde as condições internas e de fronteira são conhecidas, em associação com modelagens geoelétricas numéricas, diretas ou inversas. Nesta pesquisa, objetivou-se caracterizar os padrões de descontinuidades e as condições de fluxo em modelos físicos que replicam modelos conceituais comuns nesta região, como os maciços fraturados recortados por duas ou três famílias de fraturas com variadas atitudes e espaçamentos, e de maciço em unidades ferríferas com cavidade com diversas tipologias e orientações de condutos e salões. Inicialmente, foram feitas modelagens geoelétricas numéricas diretas para estes modelos conceituais para prever os resultados esperados dos levantamentos geoelétricos e, desta forma, melhor dimensionar os modelos físicos reduzidos. A comparação de diversos tipos de arranjos e técnicas de levantamento possibilitaram otimizar a aplicação destes métodos na caracterização das condições estruturais e hídricas nestes maciços. Os resultados revelaram que o arranjo Gradiente é muito indicado para mapear fraturas verticais, inclusive para discernir fraturas individuais de um mesmo conjunto, secundado pelos arranjos azimutais Dipolo-Dipolo Equatorial e Quadrático. Estes últimos apresentam alta acurácia para a estimativa da porosidade fissural. Foram determinadas relações ótimas entre o espaçamento intereletrodo ideal para a identificação de descontinuidades com um dado espaçamento. O Dipolo-Dipolo mostrou-se adequado para a identificação de descontinuidades, quando se utilizaram vários espaçamentos intereletrodo nas linhas, mas rigorosamente comparado com o Gradiente, este foi o melhor. O Potencial Espontâneo mostrou-se adequado para identificar sentido de fluxo e rebaixamento de aquífero em meios com porosidade fissural. A umidade no entorno de cavidades ferríferas pode atenuar o sinal elétrico ou até mesmo mascarar o alto resistivo de condutos e salões preenchidos com ar.