[pt] O PAPEL DA ESPESSURA DE SOLO E DAS CONDIÇÕES INICIAIS DE UMIDADE NA ESTABILIDADE DE ENCOSTAS EM BACIAS HIDROGRÁFICAS DURANTE CHUVAS EXTREMAS

[en] THE ROLE OF SOIL THICKNESS AND INITIAL MOISTURE CONDITIONS ON THE STABILITY OF SLOPES IN WATERSHEDS DURING TO EXTREME RAINFALL

[pt] JESSICA COSTA MAROTTI

[pt] ANALISE NUMERICA

[pt] TOPO-ROCHOSO

[pt] ESTABILIDADE DE ENCOSTAS

[pt] FLUXO SATURADO-NAO SATURADO

[pt] METODO DO ELEMENTO FINITO

[en] NUMERICAL ANALYSIS

[en] BEDROCK

[en] SLOPE STABILITY

[en] SATURATED-UNSATURATED FLOW

[en] FINITE ELEMENT METHOD

[pt] Os deslizamentos ocorridos em grandes escalas ao redor do mundo decorrentes, principalmente, de eventos chuvosos extremos criaram um sinal de alerta para a necessidade de compreensão dos mecanismos de deflagração desses movimentos de massa. No entanto, a influência de variáveis fundamentais, como a espessura de solo e as condições iniciais de umidade, no estudo de estabilidade de bacias hidrográficas ainda não foi totalmente esclarecido. Nesta dissertação, simulações numéricas de fluxo e análise de estabilidade de encostas são realizadas nas bacias hidrográficas dos rios Quitite e Papagaio. Primeiramente, dois modelos analíticos de espessura de solo são utilizados em simulações envolvendo o fluxo tridimensional saturado-não saturado com o uso do método dos elementos finitos. A condição inicial de umidade também é analisada utilizando-se dados de precipitação por um período de spin-up. Posteriormente, o fator de segurança (FS) da região, via talude infinito, é analisado após a imposição de um evento chuvoso extremo. Dessa forma, é possível verificar que os intervalos de espessuras de solo de 0 a 3 m são os que mais se assemelham às cicatrizes mapeadas, sugerindo uma abordagem mais realística de espessura média para a bacia. Além disso, é verificado que, em eventos extremos, o uso do spin-up time para condição inicial de umidade variável pode não ter muita influência no fator de segurança, pois a intensidade e duração da chuva serão os agentes deflagradores.

[en] The large-scale landslides that have occurred around the world, mainly due to extreme rainfall events, serve as a warning signal for the need to understand the triggering mechanisms of these mass movements. However, the influence of fundamental variables, such as soil thickness and initial moisture conditions, in the study of watershed stability has not been fully clarified. In this dissertation, numerical flow simulations and slope stability analysis are carried out for the hydrographic basins of the Quitite and Papagaio rivers. In this study, two analytical soil thickness models are applied to saturated-unsaturated three-dimensional finite element flow simulations. The initial moisture condition is analyzed using precipitation data for a spin-up period. Subsequently, the safety factor (SF) is analysed, using the infinite slope method, after the imposition of an extreme rainfall event. From these results, it is possible to verify that the ranges of soil thicknesses from 0 to 3 m are the ones that most resemble the mapped scars, suggesting a more realistic approach for considering the average basin thickness. In addition, it is verified that, in extreme events, the use of spin-up time for initial variable humidity conditions may not have much influence on the safety factor, since the intensity and duration of the rain will be the triggering agents.

RAQUEL QUADROS VELLOSO

GUILHERME JOSE CUNHA GOMES

EURIPEDES DO AMARAL VARGAS JUNIOR

NELSON FERREIRA FERNANDES

RAQUEL QUADROS VELLOSO

GUILHERME JOSE CUNHA GOMES

2022-06-09

2020-10-05

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.59442