GULLY CAVITY IDENTIFICATION THROUGH ELECTRICAL RESISTIVITY TOMOGRAPHY

Abstract

ABSTRACT. Chaotic urban expansion often leads to hazardous environmental consequences. The absense of rainwater outflow management, coupled with low cohesion in some terrains is a geotechnical threat for the population since it may lead to gully formation. Geophysics allows for the diagnostic of main gully erosion by products, such as piping phenomena, which generates natural underground cavities. The electrical resistivity contrast between soil and hollow cavities, favors the employment of the DC Resistivity method. This paper describes the use of electrical resistivity tomography in a gully investigation case in São Pedro County (São Paulo, Brazil) to detect cavities formed in a process known as internal erosion or piping. Six parallel lines of electrical imaging were used as a mean to collect electrical resistivity values. Eighty-four electrodes were placed; one meter apart from each other in each acquisition line, with a five-meter interval between each line according to the Wenner-Schlumberger array. The results showed a high resistivity signature, probably due to the absence of filling in the cavities. The lateral integration of the sections in an isovalue map regarding cavity depth occurency reveals the length and ramifications of the pipings in the internal portions of the terrain.

Keywords: piping, electrical resistivity, electrical resistivity tomography.

RESUMO. A expansão urbana desordenada pode gerar graves consequências ao ambiente. A falta de planejamento no escoamento de águas pluviais, aliada à baixa coesão de alguns terrenos pode proporcionar o surgimento de voçorocas, cuja evolução pode resultar em riscos geotécnicos para a população ao redor. Neste sentido, a geofísica pode possibilitar um diagnóstico de produtos da evolução de voçorocas, como o fenômeno de piping , que consiste na geração natural de cavidades no solo. O contraste de resistividade elétrica entre o solo e o espaço vazio da cavidade possibilita, nestes casos, o uso dométodo da eletrorresistividade. Este trabalho descreve o uso de ensaios de tomografia elétrica (ERT) na investigação de uma voçoroca no município de São Pedro (SP), para a avaliação da continuidade de cavidades formadas por processos de erosão interna ou piping. Foram realizadas 6 linhas paralelas para medidas de resistividade elétrica, com 84 eletrodos espaçados de 1 m entre eles, de 5 m entre linhas, por meio do arranjo Wenner-Schlumberger. A correlação entre dados geofísicos e cavidades revelou uma assinatura geoelétrica de alta resistividade, possivelmente devido à ausência de preenchimento. A integração lateral das seções em mapas de isovalores para a profundidade de ocorrência das cavidades, revela o prolongamento e a ramificação de pipings em porções mais internas do terreno.

Palavras-chave: piping, resistividade elétrica, tomografia elétrica.