Kinematics modelling of the faults systems and application in cases of N030 and N040 natural slopes in Salvador, Bahia, Brazil

Authors

DOI:

https://doi.org/10.11606/issn.2316-9095.v23-190779

Keywords:

Kinematic analysis, Slope stability, Slope failures, Salvador Fault System, Iguatemi Fault System, Landslide risk assessment

Abstract

The disorderly process of urban occupation in a region of marked topographic variation transformed the city of Salvador into the Brazilian city most susceptible to mass movement natural disasters. Simultaneously, there is a lack of geotechnical studies about the correlation between the city’s substrate and its possible interference toward the deflagration of slope failures. This study was based on the kinematic modelling with equal-area stereographic projection (Schmidt-Lambert). Natural slopes N030 and N040, respectively related to the Salvador Fault System (SFS) and the Iguatemi Fault System (IFS),
were considered as parameters, as well as the main brittle structures in the region. The kinematic modelling was applied to a case study of 67 slopes located near SFS and SFI. These slopes were identified and interpreted with morphostructural lineaments characterization, using the digital elevation model of the TOPODATA project, and through cross-sections in a contour map of the city of Salvador. The data obtained by kinematic modeling enabled the identification of slope configurations susceptible to failure mechanisms associated with brittle structures described in the region. The case study describes six locations in Salvador where wedge failure hazards are detected and one location where the hazard is related to the toppling mechanism. The findings of this study allow both policy makers and the technical officers of local enterprises to establish a more accurate geotechnical diagnosis regarding the stability of slopes, with less risk of social and material damages. 

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References

Alejano, L. R., Muralha, J., Ulusay, R., Li, C. C., Pérez-Rey, I., Karakul, H., Chryssanthakis, P., Aydan, Ö. (2018). ISRM Suggested method for determining the basic friction angle of planar rock surfaces by means of tilt tests. Rock Mechanics and Rock Engineering, 51, 3853-3859. https://doi.org/10.1007/s00603-018-1627-6

Aragão, M. A. N. F., Peraro, A. A. (1994). Elementos estruturais do rifte Tucano/Jatobá. II Simpósio sobre o Cretáceo do Brasil. Anais... Rio Claro: SBG. p. 161-164.

Arai, M. (2005). A grande elevação eustática do Mioceno: a verdadeira origem do Grupo Barreiras. X Congresso da Associação Brasileira de Estudos do Quaternário. Anais... Guarapari: ABEQUA.

Barbosa, J. S. F., Corrêa-Gomes, L. C., Dominguez, J. M. L., Cruz, S. A. S., Souza, J. S. (2005). Petrografia e Litogeoquímica das Rochas da Parte Oeste do alto de Salvador, Bahia. Revista Brasileira de Geociências, 35 (4-Supl.), 9-22. https://doi.org/10.25249/0375-7536.200535S40922

Barbosa, J. S. F., Dominguez, J. M. L. (1996). Texto Explicativo para o Mapa Geológico ao Milionésimo. Salvador: SICM/SGM (Edição Especial).

Barton, N., Choubey, V. (1977). The shear strength of rock joints in theory and practice. Rock Mechanics, 10, 1-54. https://doi.org/10.1007/BF01261801

Corrêa-Gomes, L. C., Destro, N. (2012). Tectônica das bacias Paleozoicas e Mesozoicas. In: Barbosa, J. S. F. (Coord.). Geologia da Bahia, pesquisa e atualização. Salvador: CBPM. (Série Publicações Especiais, 13). v. 2. p. 255-325. Disponível em: http://www.cbpm.ba.gov.br/book/geologia-da-bahia-pesquisa-e-atualizacao/. Acesso em: 20 abr. 2023.

Da Silva, I. C. (2013). Evolução Dinâmica do Sistema de Bacias Tipo Rifte Recôncavo-Tucano-Jatobá com Base em Dados de Campo. Tese (Doutorado). Salvador: Instituto de Geociências – UFBA. Disponível em: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/21520. Acesso em: 4 nov. 2022.

Destro, N., Szatmari, P., Alkmim, F. F., Magnavita, L. P. (2003). Release faults associated structures, and their control on petroleum trends in the Reconcavo rift, northeast Brazil. AAPG Bulletin, 87(7), 1123-1144. https://doi.org/10.1306/02200300156

Glastonbury, J., Fell, R. (2000). Report on the Analysis of “Rapid” Natural Rock Slope Failures. Sydney: School of Civil and Environmental Engineering. (Uniciv Report, V.390).

Goodman, R. E. (1989). Introduction to rock mechanics. 2nd Ed. Nova York: Willey, 562 p.

Hoek, E., Bray, J. W. (1981). Rock Slope Engineering. 3rd Ed. Londres: Institution of Mining & Metallurgy.

IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2018). População em áreas de risco no Brasil. Rio de Janeiro: IBGE / Coordenação de Geografia.

Jesus, A. C. (2008). Retroanálise de escorregamentos em solos residuais não saturados. Dissertação (Mestrado). São Carlos: Escola de Engenharia de São Carlos – USP. https://doi.org/10.11606/D.18.2008.tde-10102008-090913

Jesus, A. C., Miranda, S. B., Dias, L. S. O., Brito Junior, J. A., Burgos, P. C., Campos, L. E. P. (2005). Contribuição para o zoneamento das áreas com características geotécnicas semelhantes da cidade do Salvador visando a aplicação em mapeamento de risco. IV Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas. Anais... Salvador: ABMS, p. 17-25.

Magnavita, L. P. (1992). Geometry and kinematics of the Recôncavo-Tucano-Jatobá Rift, NE Brazil. Tese (Doutorado). Oxford: Wolfson College – University of Oxford.

Magnavita, L. P., Silva, R. R., Sanches, C. P. (2005). Guia de campo da Bacia do Recôncavo, NE do Brasil. Boletim de Geociências da Petrobras, 13(2), 301-334.

Mello, V. F. B. (1972). Thoughts on Soil Mechanics Applicable to Residual Soils. Southeast Asian Conference on Soil Engineering, 3., 5-34. Hong-Kong: SEAGS.

Oliveira, E. M. (2014). Petrografia, Litogeoquímica e Geocronologia das Rochas Granulíticas da Parte Norte do Cinturão Salvador-Esplanada-Boquim, Bahia-Sergipe. Tese (Doutorado). Salvador: Instituto de Geociências – UFBA. Disponível em: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/21519. Acesso em: 20 abr. 2023.

Queiroz, G. L., Salamuni, E., Nascimento, E. R. (2014). AzimuthFinder: ferramenta para a extração de dados e apoio na análise estrutural. Geologia USP. Série Científica, 14(1), 6-80. https://doi.org/10.5327/Z1519-874X201400010005

SGB-CPRM – Serviço Geológico do Brasil (2015). Carta de suscetibilidade a movimentos gravitacionais de massa e inundação: município do Salvador - BA. Escala 1:50.000. Rio de Janeiro: CPRM.

Silva, C. N. (2005). Diagnóstico ambiental associado às áreas de pedreiras abandonadas na cidade do Salvador-BA com ênfase na estabilidade de taludes. Dissertação (Mestrado). Salvador: Escola Politécnica – UFBA. Disponível em: https://rigeo.cprm.gov.br/handle/doc/186. Acesso em: 4 nov. 2022.

Silva, M. D. (2013). Avaliação Geológico-Geotécnica de uma Pedreira no Município de Simões Filho, Bahia. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Geologia). Salvador: Instituto de Geociências – UFBA, 131 p.

Stead, D., Wolter, A. (2015). A critical review of rock slope failure mechanisms: The importance of structural geology. Journal of Structural Geology, 74, 1-23. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2015.02.002

Wyllie, D. C., Mah, C. W. (2004). Rock slope engineering: civil and mining. 4th ed. Nova York: Spon Press. Disponível em: https://www.academia.edu/6973775/Rock_Slope_Engineering_Civil_and_mining_4th_edition_Duncan_C_Wyllie_and_Christopher_W_Mah. Acesso em: 4 nov. 2022.

Published

2023-08-17

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Section

Articles

How to Cite

Menezes, L. de S. ., & Corrêa-Gomes, L. C. . (2023). Kinematics modelling of the faults systems and application in cases of N030 and N040 natural slopes in Salvador, Bahia, Brazil. Geologia USP. Série Científica, 23(3), 3-17. https://doi.org/10.11606/issn.2316-9095.v23-190779