A ANÁLISE DA ESTABILIDADE DE TALUDES EM SOLO

[pic 1]

UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

ANÁLISE DA ESTABILIDADE DE TALUDES EM SOLO

ALUNO: ARTHUR FERREIRA ROCHA – 170167569

CURSO: Engenharia Civil

DATA: 24/09/2021

O capítulo da estabilidade de taludes em solo retrata a identificação dos tipos e causas de escorregamentos em encostas, dos conceitos de segurança e das principais técnicas usadas na análise da estabilidade de taludes.

A estabilidade de obras de engenharia é definida usualmente em termos determinísticos, através de um fator de segurança (FS). A escolha do método de análise mais adequado é um aspecto relevante a ser considerado.

1. Classificações dos escorregamentos quanto ao tipo de movimento:

1. Quedas(falls): São decorrentes da ação da gravidade, ocorrem em velocidades elevadas.
2. Tombamentos(toppling): rotação com basculamento de placas de material rochoso, causado pela ação da gravidade ou poropressão em fissuras.
3. Escorregamentos(slides) Movimentos com superfícies de ruptura bem definidas.

1. Rotacionais: Em geral ocorrem com materiais homogêneos, a massa instável é considerada rígida.

1. Simples: Uma superfície de ruptura, rasa ou profunda.
2. Sucessivos: Mais de uma superfície de ruptura, podem ser progressivos ou retrogressivos.

1. Translacionais: superfícies de ruptura plana, relacionada com zonas de fraqueza (falhas, contato solo/rocha, estratificação), movimento contínuo.
2. Compostas: Ocorrem em taludes naturais de solos não homogêneos, com superfície de ruptura não lineares.

1. Escoamentos(flows): Movimentos contínuos de solos, rochas, e/ou detritos com zona de ruptura bem definida, material com comportamento viscoso.

1. 4.1. Lentos(creep): Também denominados fluência. ocorrem em matérias com comportamento plástico, movimentos contínuos sem superfície de ruptura definida, sob tensões totais constantes.

1. Rasos: Profundidade da massa em movimento inferior a 5m.
2. Profundos: Profundidade da massa em movimento superior a 5m.
3. Progressivos: movimentos com aceleração gradual com o tempo.
4. Pós ruptura: A massa permanece em movimento após o escorregamento, movimentos usuais em talus e materiais coluvionares.

1. Rápidos (Corridas): Em forma de língua com espalhamento na base, usuais em taludes suaves, material com comportamento de fluido pouco viscoso e sob condições não drenadas.
2. 4.2.1.  Corridas de terra (flow slides): Colapso de estruturas fofas de solos arenosos e siltosos, com acréscimo de poropressão devido a vibrações ou saturação.
3. 4.2.2. Corrida de lama (mudflow): Movimentos rápidos em solos moles sensitivos.
4. 4.2.3. Corrida de detritos (debris flow): Avalanches de grandes volumes de massas de blocos de rocha, solo e detritos vegetais.

1. Complexos: Envolvem vários tipos de movimentos, comuns em encostas íngremes.

1. Classificação dos escorregamentos quanto as condições de amolgamento

1. Escorregamentos virgens: Ocorrem em geral em material indeformado, com parâmetros de resistência associados a condição de pico da curva tensão -deformação.
2. Escorregamentos reativados: Ocorrem com material amolgado, em superfícies pré-existentes, que sofreram escorregamentos anteriores, a resistência do material tende para a condição residual.

1. Classificação dos escorregamentos quanto as condições de poropressão

3.1 Condições Drenadas (Longo prazo): Poropressão associada a um fluxo permanente no material. Dissipação total das poropressões geradas pelo cisalhamento.

3.2 Condições parcialmente drenadas (prazo intermediário): Parte da poropressão gerada pelo cisalhamento é dissipada.

3.3 Condições não drenadas (curto prazo): Materiais com baixo valor de coeficiente de adensamento Cv. Geração de excessos de poropressão associados ao cisalhamento do material.

1. Causas de escorregamentos: Os escorregamentos ou os movimentos de um talude são induzidos por vários fatores que contribuem para o aumento da solicitação (tensões cisalhantes) ou para a redução da resistência do maciço. No primeiro caso, o aumento das tensões cisalhantes é em geral devido a: sobrecarga no topo (aterros) , descarregamento na base ( cortes ou erosões , vibrações ( terremotos , máquinas ), remoção de superfície de sub- superfície(erosão por piping, cavernas , etc.) No segundo caso, os fatores mais comuns para a redução da resistência são: intemperismo físico-químico dos minerais, modificações estruturais (fissuramento, amolgamento), aumento da poropressão (nos vazios de solos ou em fissuras de rochas).
2. Tipos de Análises de estabilidade: É possível analisar em termos das tensões totais, que correspondem a situação de curto prazo (final de construção), em solos saturados, sob condições não drenadas. A outra maneira é relativa as tensões efetivas, podendo corresponder a situações de longo prazo (condições drenadas) ou de curto prazo (condições não drenadas).
3. Definição do fator de segurança (FS): As principais definições do fator de segurança para análises de estabilidade são:

1. Fator de segurança relativo ao equilíbrio de momentos: aplicado usualmente em análises de movimentos rotacionais, considerando-se superfície de ruptura circular:

[pic 2]

Onde  é o somatório de momentos das forças resistentes e  é o somatório de momentos das forças atuantes.[pic 3][pic 4]

1. Fator de segurança relativo ao equilíbrio de forças: Aplicado em análises de movimentos translacionais ou rotacionais, considerando-se superfícies planas ou poligonais.

[pic 5]

Onde  é o somatório de forças resistentes e  é o somatório de forças atuantes[pic 6][pic 7]

Por conta desta definição, considera-se que um talude é instável para valores de FS inferiores a unidade. No entanto, casos com taludes instáveis e FS>1,0 mão são raros na prática da engenharia, devido as simplificações dos principais métodos de análise e a variabilidade dos parâmetros geotécnicos e geométricos envolvidos nas análises.

1. Técnicas de Análise: As técnicas de análise são realizar por métodos determinísticos ou métodos probabilísticos.

1. Métodos Determinísticos: Neste tipo de análise, está a incorporado a hipótese de a superfície potencial de ruptura é previamente conhecida ou arbitrada, a massa de solo encontra-se em condições iminentes de ruptura generalizada (equilíbrio limite), o critério de ruptura de Mohr-Coulomb é satisfeito ao longo de toda superfície de ruptura, e o fator de segurança é único ao longo da superfície potencial de ruptura. Uma revisão crítica dos principais de análise por equilíbrio limite foi apresentada por Whitman e Bailey (1967).

1. Métodos das fatias: A massa instável do solo é dividida em fatias verticais, sendo que a superfícies potencial de ruptura pode ser circular ou poligonal.
2. Métodos das cunhas: Empregam a técnica de dividir o material em cunhas ou lamelas com inclinações variáveis nas interfaces a superfície de ruptura poligonal.

7.2 Métodos Probabilísticos: Este tipo de análise é relevante para a confecção de mapas de risco de rupturas m mapas de ocupação e aproveitamento de solos. Os métodos probabilísticos também são aplicados em estudos de estabilidade de taludes, com o objetivo de quantificar algumas incertezas inerentes ao fator de segurança obtido por métodos determinísticos. Isto é em geral feito através de uma análise de confiabilidade relativa, na qual determina-se o índice de confiabilidade do fator de segurança.

...