O processo conhecido como liquefação do solo ocorre quando um bloco de solo repentinamente começa a se comportar mais como um líquido do que como um sólido.
O cenário mais comum para a liquefação é quando uma força aplicada, como um terremoto, aumenta a pressão dos poros e reduz a tensão efetiva do solo.
A liquefação ocorre em solos saturados, onde a água pode preencher as lacunas entre as partículas individuais. O peso do solo enterrado repousa sobre a estrutura de contactos de grãos que formam a área antes de um terremoto, já que a pressão da água é geralmente baixa neste momento.
No entanto, quando um terremoto sacode o edifício, o peso deixa de ser suportado pelas partículas da terra e a pressão da água subterrânea começa a aumentar. Quando o solo se move, as partículas do solo podem mover-se ainda mais e ficar presas na água. À medida que o solo se liquefaz, abre fissuras na terra, permitindo-lhe escapar e atingir a superfície. O material ejetado muitas vezes causa inundações e pode causar buracos no solo.
A liquefação do solo depende de vários fatores.
Fatores que afetam a liquefação do solo
- Tipo de solo
- Nível de saturação
- Tamanho dos grãos e sua distribuição
- Densidade relativa original do solo
- Propriedades de vibração
- Arranjo de drenagem
- Carga adicional
- Duração do terremoto
- Frequência do terremoto
- Profundidade das camadas do solo
- Conteúdo de ar preso
- Compactação do solo
- Solos perto da costa
O que acontece quando ocorre a liquefação do solo?
A tensão efetiva do solo pode ser expressa da seguinte forma
Tensão vertical efetiva = (tensão vertical) – (pressão dos poros)
O solo perde sua coesão interna e se comporta mais como um líquido do que como um sólido quando a tensão vertical efetiva do solo se torna negativa, o que significa que a pressão dos poros é maior que a tensão vertical. Isto pode causar danos significativos às estruturas construídas no solo.
A liquefação do solo é chamada de perigo secundário porque é mais frequentemente causada pela agitação de um terremoto.
A liquefação do solo ocorre em solos arenosos, solos com alta porosidade e grãos grandes. Além disso, como já foi mencionado, os factores que afectam a liquefacção irão dominar.
Consequências da liquefação
A liquefação é um problema sério na construção porque pode causar, por exemplo, o colapso de estruturas muito grandes. Se estivermos construindo em tais solos, uma avaliação adequada deverá ser feita antes de iniciar a construção e as precauções necessárias deverão ser tomadas se estivermos construindo na mesma área.
Alguns dos efeitos da liquefação do solo são os seguintes.
- Areia fervendo
- Danos às estruturas offshore
- Edifício desaba devido a assentamentos e tombamento
- Defeitos do muro de contenção
- Desenvolvimento de cargas laterais muito elevadas em estruturas como paredões
- Danos às fundações por estacas com perda de apoio lateral
- Locais de superfície
- Rachaduras na fundação
- Erosão de encosta
- Perda de suporte do armazém
- Estruturas subterrâneas flutuantes, como tanques
- Flutuação de linhas de abastecimento presas
- Propagação lateral; movimento lateral do solo e formação de grandes fissuras
Método para determinar a liquefação
O método Idriss-Boulanger é usado para determinar o potencial de liquefação do solo. Isso é feito calculando a relação de tensão cíclica (CSR) e a relação de resistência cíclica (CRR).
Abaixo estão algumas outras maneiras de determinar a liquefação do solo.
- Julgamento técnico baseado na experiência
- Teste de explosão padrão
- Análise de reação do solo e procedimentos de teste laboratorial
Métodos para reduzir a liquefação
É muito importante tomar os cuidados necessários quando construímos uma estrutura em solos propensos à liquefação. Alguns dos aspectos importantes a considerar neste contexto são os seguintes.
- Evite solos propensos à liquefação
- Construir estruturas de resistência à liquefação
- Melhorar o solo
Se pretendemos construir em solo propenso à liquefação, devemos tomar uma das medidas acima. Vamos ver como podemos evitar isso.
Como prevenir a liquefação do solo
Existem medidas preventivas que podem ser tomadas para evitar a liquefação do solo. Alguns dos métodos principais são os seguintes.
- Uso de mistura profunda de solo
- Técnicas de pilha de drenagem / coluna de drenagem
Este método pode reduzir o desenvolvimento da pressão da água nos poros. Como mencionado, isto é útil para minimizar/evitar que o solo se comporte como um líquido.
- Compactação dinâmica
Compactação dinâmica é mais útil quando precisamos compactar grandes áreas. Além disso, este método pode ser utilizado para compactar o solo em camadas mais profundas.
- Pilares de pedra
Pilares de pedra melhoram a rigidez do solo e reduzem a perda de resistência do solo devido a terremotos. Além disso, os pilares de pedra são resistentes à exposição à água.
- Processos de compactação e jateamento
