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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AGROALIMENTAR UNIDADE ACADÊMICA DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AMBIENTAL ENGENHARIA CIVIL Estabilidade de Taludes POMBAL-PB DEZEMBRO, 2021 DARAH ANGELO ARAUJO MAYLA ESTRELA BRAGA NATANIELE LINS OLIVEIRA RAFAELA DO NASCIMENTO COELHO Estabilidade de Taludes Trabalho realizado na Universidade Federal ssssssssssssssssssssssssssssssssssssssde Campina Grande – UFCG Campus Pombal, como ssssssssssssssssssssssssssssssssssssssparte das exigências para obtenção de nota para a ssssssssssssssssssssssssssssssssssssssdisciplina de Obras de Terra. Profª.: Dra. Suelen Silva Figueiredo Andrade. POMBAL-PB DEZEMBRO, 2021 ESTABILIDADE DE TALUDES A estabilidade de taludes é um assunto que precisa de muitos estudos, pois as condições de estabilidades são distintas para os diversos materiais que compõem o solo e rocha, que vão variar de acordo com a região e a instabilidade dos mesmos podem envolver perdas econômicas ou até mesmo de vidas humanas (Pinto; Júnior; Gatts, 2001). Este é um assunto que abrange várias áreas do conhecimento, como a engenharia civil, a geologia, a geotecnia a geomorfologia, a mecânica dos solos e das rochas e diversas outras. O talude pode ser definido como qualquer superfície inclinada em relação a horizontal que delimita uma determinada massa de solo, rocha, ou qualquer outro material, podendo este ser minério, rejeito ou até mesmo lixo. Os maciços sob o aspecto genético podem ser agrupados em duas categorias: naturais e artificiais. Estes frequentemente exibem uma homogeneidade mais acentuada que os maciços naturais e, por isto, adequam-se melhor às teorias desenvolvidas para as análises de estabilidade. Dois outros aspectos elucidativos deste ponto merecem atenção: o primeiro refere-se ao fato de que os taludes naturais possuem uma estrutura particular que só é conhecida através de um criterioso programa de prospecção; o segundo está associado à vida geológica do maciço natural, intimamente ligado ao histórico de tensões sofrido por ele – erosão, tectonismo, intemperismo etc. São vários os fatores naturais que atuam isolada ou conjuntamente durante o processo de formação de um talude natural e que respondem pela estrutura característica destes maciços. Estes fatores podem ser agrupados em duas categorias: • Fatores Geológicos: - Litologia - Estruturação - Geomorfologia • Fatores Ambientais: - Clima - Topografia - Vegetação. Os fatores geológicos são responsáveis pela constituição química, organização e modelagem do relevo terrestre; à ação deles, soma-se a dos fatores ambientais. Assim, a litologia, com os constituintes dos diversos tipos de rocha, a estruturação dos maciços – através dos processos tectônicos, de dobras, de falhamento, etc, e a geomorfologia – tratando da tendência evolutiva dos relevos, apresentam um produto final que pode ser alterado pelos fatores climáticos, principalmente pela ação erosiva influenciada pelo clima, topografia e vegetação. As paisagens naturais são dinâmicas, alterando-se continuamente ao longo do tempo sob a ação destes fatores. Ao lado destas ações naturais podem surgir as ações humanas que altera a geometria das paisagens e atua sobre os fatores ambientais, mudando ou destruindo a vegetação alterando as formas topográficas e às vezes mesmo o clima; em razão disto, estes maciços diferem bastante dos aterros artificiais cujo controle de “colocação das terras” permite conhecê-los infinitamente melhor. Dentre os principais elementos que fazem parte de um talude estão: • A crista; • O pé; • O ângulo de inclinação; • A altura; • O corpo do talude; • O terreno da fundação. Na figura abaixo pode-se observar cada um destes elementos. Imagem 1 – elementos de um talude FONTE: Prof. MSc. Douglas M. A. Bittencourt – PUC Goiás – Geotecnia II. Segundo a Associação Brasileira de Geologia de Engenharia (ABGE, 1998), a execução de cortes nos maciços pode condicionar movimentos de massa ou, mais especificamente, escorregamento de taludes, desde que as tensões cisalhantes ultrapassem a resistência ao cisalhamento dos materiais, ao longo de determinadas superfícies de ruptura. Naturalmente que os taludes provenientes da má execução de aterros podem também levar ao movimento de massas de solos. Os tipos de movimentos de massa apresentados a seguir seguem a classificação adotada por Carvalho(1991), conforme apresentado pela ABGE (1998). • Escorregamento devido à inclinação: Estes escorregamentos ocorrem sempre que a inclinação do talude excede aquela imposta pela resistência ao cisalhamento do maciço e nas condições de presença de água. A prática tem indicado, para taludes de corte de até 8m de altura, constituídos por solos, a inclinação de 1V:1H como a mais generalizável. Os padrões (inclinações estabelecidas empiricamente, como referência inicial) usuais indicam as inclinações associadas aos gabaritos estabelecidos nos triângulos retângulos. Estes gabaritos são frequentemente usados na prática da Engenharia, porém, para um grande números casos de taludes não se obtém a sua estabilidade com estas inclinações, sendo necessário a realização de uma análise de estabilidade como será visto nesta unidade. • Escorregamento por descontinuidades O contato solo-rocha constitui, em geral, uma zona de transição entre esses materiais. Quando ocorre um contraste de resistência acentuado entre eles, com inclinação forte e, principalmente, na presença de água, a zona de contato pode condicionar a instabilidade do talude (figura 03-a). As descontinuidades geológicas, presentes nos maciços rochosos e em solos de alteração, constituem também planos ao longo dos quais pode haver escorregamento, desde que a orientação desses planos seja em sentido à rodovia. • Escorregamentos por percolação de água Os escorregamentos, devidos à percolação d‟ água são ocorrências que se registram durante períodos de chuva quando há elevação do nível do lençol freático ou, apenas, por saturação das camadas superficiais de solo. Quando os taludes interceptam o lençol freático, a manifestação, eventual, da erosão interna pode contribuir para a sua instabilização. • Escorregamento em aterro O projeto de um aterro implica na consideração das características do material com o qual vai ser construído, como também das condições de sua fundação. Quando construídos sobre rochas resistentes, os aterros se mostram, em geral, estáveis por longo tempo. No caso de aterros sobre solos moles, como argila marinha ou argila orgânica, o seu projeto e construção devem obedecer a técnicas adequadas, de modo a impedir que ocorram recalques exagerados, deixando as pistas com ondulações e provocando rompimentos ou deslizamentos de canaletas, bueiros e galerias (Almeida,1996). • Escorregamentos em massas coluviais Massas coluviais constituem corpos em condições de estabilidade tão precárias que pequenos cortes, e mesmo pequenos aterros, são suficientes para aumentar os movimentos de rastejo, cujas velocidades são ainda mais aceleradas, quando saturados, na época das chuvas. Existem no Brasil, vários casos de obras rodoviárias implantadas nesses corpos que ocasionaram sérios problemas, durante anos, até sua completa estabilização. Nos projetos de estabilização o fundamental é atuar sobre os mecanismos instabilizadores. Assim, sufocando a causa com obras ou soluções de alto efeito não só se ganha em tempo como efetivamente em custo e segurança. Se a ação instabilizadora é a percolação interna no maciço, devemser convenientes obras de drenagem profunda e/ou impermeabilização a montante do talude os efeitos da erosão podem ser combatidos com a proteção vegetal; e, se o deslizamento ocorre por efeito das forças gravitacionais o retaludamento deve ser a primeira opção a ser pensada. Nas obras de estabilização é importante considerar também as soluções mais simples, às vezes, elas são as mais adequadas. As obras mais caras só se justificam quando o processo de instabilização não pode ser mais controlado pelas obras mais simples. Para a análise da estabilidade dos taludes, será quantificando os coeficientes de segurança contra o escoramento. Na hipótese de não se obter o coeficiente de segurança requerido opta-se por uma das soluções abordadas nos parágrafos anteriores. Nos maciços artificiais, além das alternativas propostas, podem auxiliar no processo de majoração destes coeficientes, as escolhas do material constituinte, dos parâmetros de compactação, etc. Antes de iniciar o estudo das análises de estabilidade será conveniente tratar das causas que podem levar os taludes a escorregar. Estas causas são complexas, pois envolvem uma infinidade de fatores que se associam e entrelaçam. O conhecimento delas permite ao engenheiro escolher com mais critério as soluções que se apresentam satisfatórias e mesmo prever o desempenho destas alternativas. A ocorrência da instabilização de um maciço de terra, principalmente em áreas urbanas densamente povoadas, cujas encostas comumente têm sua ocupação inadequada e irregular, tem levado a inúmeras fatalidades, conseguido destaque na imprensa. Com o objetivo de averiguar as possibilidades de escorregamentos de taludes naturais ou artificiais, assim como também certificar-se a estabilidade dos taludes quando sujeitos à diferentes construções, os mapas de análise de risco podem contribuir com a redução de possíveis acidentes e a decisão de quais medidas de prevenção serão cabíveis. Assim, uma das formas da construção desses mapas é a realização do mapeamento das áreas de interesse a partir de fatores geradores de escorregamentos e da probabilidade de sua ocorrência. Dentre as técnicas adotadas para análise da estabilidade de taludes, a análise probabilística e a análise determinística são as mais relevantes. (DYMINSKI, 2007). Para fazer uma análise probabilística sobre estabilidade de taludes, requer conhecimento das distribuições de probabilidade ou das funções de densidade de probabilidade das variáveis aleatórias O número de dados disponíveis e o grau de dispersão dos mesmos em relação a uma média afetam sensivelmente a probabilidade calculada. A interdependência de fatores (p.ex.: grau de intemperismo x resistência; Intensidade de chuva x tipo de solo x variações de resistência; inclinação do talude x tipo de solo x condições de drenagem; etc.) e número pequeno de informações tornam as análises probabilísticas, no momento, restritas do ponto de vista de aplicação prática na previsão de problemas de ruptura de um modo geral. Porém, com o progresso dos estudos nos últimos anos, estas análises encontram-se em expansão. As análises de estabilidade de taludes são em geral realizadas por métodos determinísticos e avaliadas por meio de um fator de segurança. Embora se saiba que os parâmetros geotécnicos podem apresentar grande dispersão, nessas análises eles são considerados fixos e conhecidos. Os métodos probabilísticos, por sua vez, quantificam as incertezas oriundas da variabilidade dos parâmetros geotécnicos, permitindo a determinação de um índice de confiabilidade e de uma probabilidade de ruína. Por outro lado, se tem que as abordagens determinísticas tradicionais de estabilidade de taludes utilizam estimativas do valor único para cada variável considerada no cálculo da estabilidade de taludes, de modo que a saída desta análise é uma estimativa determinística do valor único, determinando se o talude é estável ou não, podendo ser expressa como um fator de segurança, o qual, ao mesmo tempo pode representar uma interrogante determinada dentro do projeto. Atualmente a capacidade para modelar com precisão o desempenho do talude é comprometida por uma série de incertezas nas propriedades do solo consideradas na modelagem do problema, sendo estas incertezas inevitáveis devido aos materiais principalmente naturais com que lida a engenharia geotécnica. Estas propriedades podem ser obtidas a partir de ensaios de campo e/ou de laboratório, variando de acordo com certos critérios de variação como: a localização do ponto de exploração, número de amostras, métodos de amostragem (intacta ou disturbada), métodos de execução de ensaios de laboratório, interpretação dos resultados de ensaios de laboratório, método de análise, erro instrumental e erro humano, sendo considerados estes critérios como incertezas, o resultado é que o comportamento exato do talude não pode ser previsto com precisão, motivo pelo qual uma abordagem determinística clássica forneceria resultados pouco confiáveis. Consequentemente, a abordagem probabilística oferece um tratamento sistemático das incertezas correspondentes às propriedades dos materiais envolvidos na análise de estabilidade de taludes. Em termos de probabilidade, as incertezas podem ser relacionadas quantitativamente para a confiabilidade de um projeto. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS DYMINSKI, Andréa Sell. Noções de estabilidade de taludes e contenções. Universidade Federal do Paraná, Notas de Aula, Estabilidade de Taludes. 28p, 2007 FILHO, Oswaldo Augusto; VIRGILI, José Carlos. Estabilidade de Taludes. In: OLIVEIRA, Antônio Manoel dos Santos; BRITO, Sérgio Nertan Alves de. Geologia de engenharia. São Paulo: Associação Brasileira de Geologia de Engenharia, 1999. MARINHO, Filipe. Instabilidade de Taludes. 2020. Disponível em: https://www.guiadaengenharia.com/estabilidade-taludes-deslizamentos/. Acesso em 03.ago.2021. MESAVILLA, Débora T. Sabes qual a importância de um Estudo Estabilidade de Talude? Disponível em:<http://www.forumdaconstrucao.com.br/conteudo.php?a=9&Cod=888 #:~:text=As%20causas%20que%20levam%20aos,talude%2C%20conse quentemente%20reduzindo%20a%20resist%C3%AAncia> Acesso em 19.dez.2021 NETO, Djalma P.P. Tipos de Escorregamntos e Importância de Estudos Geotécnicos. Disponível em:<http://www.forumdaconstrucao.com.br/conteudo.php?a=9&Cod=888 #:~:text=As%20causas%20que%20levam%20aos,talude%2C%20conse quentemente%20reduzindo%20a% 20resist%C3%AAncia>. Acesso em 18.dez.2021.
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