Características Geológico-Geotécnicas Do Solo Residual Do Granito De Marvão (Portalegre) Geological and Geotechnical Charact
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CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICO-GEOTÉCNICAS DO SOLO RESIDUAL DO GRANITO DE MARVÃO (PORTALEGRE) GEOLOGICAL AND GEOTECHNICAL CHARACTERISTICS OF RESIDUAL SOIL OF THE MARVÃO GRANITE (PORTALEGRE) Duarte, I.M.R.- Assistente do Dept. de Geociências da Univ. de Évora Ladeira, F.L. - Professor Associado do Dept. de Geociências da Univ. de Aveiro Gomes, C.F. - Professor Catedrático do Dept. de Geociências da Univ. de Aveiro RESUMO O solo residual do Granito de Marvão localizado no Distrito de Portalegre, Nordeste Alentejano, chega a atingir espessuras superiores a 10 metros. Procedeu-se ao estudo mineralógico por difracção de raios X e à análise química por fluorescência de raios X, deste solo, assim como à determinação das suas características geotécnicas: parâmetros granulométricos, limites de consistência, peso específico dos grãos, expansibilidade, permeabilidade, equivalente de areia, teor em matéria orgânica, resistência ao corte directo e triaxial, consolidação em célula edométrica e compactação. No local, realizaram-se os seguintes ensaios penetrométricos: DPL; CPT; SPT; DPSH. Pretende-se, com este trabalho, contribuir para o conhecimento dos parâmetros geotécnicos dos solos residuais de rochas graníticas, que ocorrem em regiões de clima temperado. ABSTRACT The residual soil derived from the Marvão granite, which occur in the Portalegre District, NE Alentejo, can have more than 10 metres of thickness. This paper presents the mineralogical and chemical analyses using X-ray diffraction and X-ray fluorescence techniques, respectively, and also some geotechnical parameters such as grain size distribution, Atterberg limits, particle density, swelling capability, permeability, sand equivalent, organic matter content, shear strength (from direct shear and triaxial tests), consolidation obtained in oedometer test and compaction (standard Proctor compaction test). The results of in situ tests such as DPL, CPT, SPT and DPSH are presented. The present paper aims to contribute to the knowledge of the geotechnical parameters of granitic residual soils, typical from regions of temperate climate. 1 - CONSIDERAÇÕES GERAIS 1.1 - Introdução A alteração é o processo de modificação dos materiais rochosos, na superfície terrestre ou perto dela, por decomposição química e desagregação física (ANON,1995). O tipo de alteração e a natureza dos seus produtos é fortemente influenciada pelo clima e litologia. Assim sendo, certo tipo de rocha, que pode ser muito afectado pela decomposição química em regiões tropicais, produz solos com características completamente distintas dos solos produzidos pelo mesmo tipo de rocha, mas em condições climáticas mais temperadas. Os factores dominantes, que controlam o modo como a meteorização evolui, são a precipitação e a temperatura média (Ollier,1984). Entre outros importantes factores, está a periodicidade das mudanças que se verificam relativamente a estas duas variáveis. 151 VII Congresso Nacional de Geotecnia A taxa de alteração é função do tipo de rocha, clima (precipitação e temperatura) e geomorfologia (ANON,1995). Além disso, um maciço rochoso intensamente fracturado, logo com uma permeabilidade considerável, tende a alterar-se muito mais rapidamente que outro menos fracturado, consequentemente, menos permeável. O solo residual é o material resultante da alteração da rocha mãe e que nunca foi transportado do seu local de origem (Bligt, 1997). Este facto contribui para que os solos residuais possuam características geomecânicas distintas das dos solos transportados e redepositados. Estes solos dependem grandemente das características herdadas da rocha mãe, principalmente no que respeita à mineralogia, à textura e à estrutura, factores que são determinantes no seu comportamento geotécnico. Parâmetros tais como: índices de plasticidade e de consistência, compacidade relativa, teor em argila, etc., são largamente informativos acerca da deformabilidade e da resistência dos solos sedimentares; e são muito menos, ou mesmo nada, para os solos residuais (Matos Fernandes et al., 1994). Nos solos residuais é comum verificar-se grande variabilidade da dimensão e forma das partículas, do índice de vazios, dos produtos de alteração, da estrutura, etc., o que dificulta a sua caracterização, em termos geotécnicos, quando se recorre aos critérios da Mecânica dos Solos, aplicáveis em solos transportados e redepositados. Por tudo isto, os solos residuais apresentam exigências específicas na sua identificação e caracterização. Para além das classificações clássicas da Mecânica dos Solos, deverão incluir-se a descrição do perfil de alteração e aspectos químicos, mineralógicos e físicos dos materiais presentes (Viana da Fonseca, 1996). 1.2 - Localização geográfica O local escolhido, para os estudos efectuados, foi uma saibreira com um perfil de alteração superior a 10 metros, que ocorre no Distrito de Portalegre, Concelho de Marvão, a 2 Km de Marvão, junto ao cruzamento da EN 359 com a EN 359-6. A saibreira é constituída por solo residual do Granito de Marvão e está incluída na mancha granítica, que consta na Carta Geológica de Marvão, escala 1/50 000, correspondente à folha 29-C do Instituto Geográfico e Cadastral (Perdigão, 1976). Está identificada e caracterizada (ficha nº 13) na Carta de Materiais do Distrito de Portalegre, escala 1:200 000 (JAE, 1983). 1.3 - Enquadramento geológico A região enquadra-se na Zona Centro Ibérica (ZCI) e faz parte do CEN - Complexo Eruptivo de Nisa (Pereira et al., 1998). O Granito de Marvão, de idade hercínica, contacta os terrenos paleozóicos do sinclinal de Portalegre, que metamorfiza. Trata-se de um granito calco-alcalino de grão grosseiro, com fenocristais de feldspato e com duas micas, estas predominantemente biotíticas. Ao microscópio, revelou como minerais essenciais: quartzo, oligoclase, albite-oligoclase, micropertite, microclina-pertite, biotite e moscovite; como minerais acessórios: turmalina, andaluzite, zircão, apatite, minerais negros de ferro e acidentalmente fluorite e silimanite. Os minerais secundários são: caulinite, sericite, clorite, esfena e calcite (Fernandes in Perdigão,1976). 1.4 - Geomorfologia O perfil estudado situa-se em plena Serra de S. Mamede, a qual tem locais que ultrapassam os mil metros de altitude, mais precisamente numa encosta virada a NNE, a uma cota aproximada de 800 metros. 152 Prospecção, Amostragem e Caracterização de Maciços A região é acidentada possuindo várias elevações que rondam os mil metros de altitude. No sopé da serra, corre o rio Server, afluente da margem esquerda do Tejo. Para além deste rio, existem outros cursos de água, seus tributários, sendo a ribeira das Águas, a mais próxima do local onde se situa a saibreira e para onde confluem as águas de drenagem da área do maciço em estudo. Devido ao relevo acidentado e ao micro-clima que se verificam na Serra de S. Mamede, sendo este local o mais pluvioso do Nordeste Alentejano, existem condições favoráveis à escorrência das águas precipitadas nas encostas, e à sua infiltração nas descontinuidades dos afloramentos rochosos e nas descontinuidades "relíquia" dos solos expostos. Estes factores facilitam a drenagem e a infiltração, contribuindo para que se verifiquem taxas elevadas de alteração física e química. 1.5 - Aspectos tectónico-estruturais Na região, as rochas magmáticas estão representadas por ortognaisses ante-hercínicos e granitos hercínicos, tendo sido os movimentos hercínicos, especialmente os ocorridos na fase Sudética ou Astúrica, e posteriormente na fase Sálsica, que preguearam os terrenos sedimentares e provocaram a tectonização dos granitos já então existentes, bem como a fracturação regional. Essa última, possivelmente, foi também influenciada pelos movimentos alpinos, pois, por vezes, observa-se ter havido jogo das fracturas e falhas hercínicas (Perdigão, 1976). A partir do Paleozóico superior, a região manteve-se emersa e sofreu intensa erosão, que ao provocar a alteração e remoção dos terrenos mais superficiais, contribuiu para o aparecimento de fracturas de descompressão. A meteorização dos maciços graníticos da região é, assim, bastante controlada pelos sistemas de descontinuidades presentes. Na geopaisagem granítica, o granito apresenta-se em grandes blocos com formas arredondadas, com aspecto de enormes bolas graníticas, mais concentradas nas elevações topográficas e mais esparsas nos vales onde abundam os perfis de solo residual, revelando alteração diferencial, dependente de nítido controle estrutural. 2 - ESTUDOS REALIZADOS E RESULTADOS OBTIDOS 2.1- Descrição do perfil e da amostragem O perfil de alteração do solo residual do granito de Marvão, apresenta uma altura superior a 10 m, uma vez que as sondagens penetrométricas demonstram que a espessura do solo se prolonga em profundidade para além do material exposto, e apresenta-se praticamente vertical. A saibreira tem entre 60 e 80m de largura. Solos do mesmo tipo, são abundantes nos taludes das estradas da região. O solo é composto por areia grossa siltosa, branca acinzentada ou amarelada. Trata-se de um solo muito friável e fácil de colher. Possui poucos grãos de quartzo e onde os feldspatos se encontram praticamente alterados. Todavia, por vezes, observam-se fenocristais de feldspato, assim como algumas biotites (2 - 5 mm) dispersas, as quais, quando alteradas, conferem uma auréola ferruginosa à matriz branca. No topo do perfil, a terra vegetal não ultrapassa os 20 cm de espessura. Vertical e lateralmente o perfil apresenta-se relativamente homogéneo, no que respeita à granularidade e cor, exceptuando algumas descontinuidades