Geologia de Taludes - Geologia de Engenharia

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ANÁLISE DA ESTABILIDADE DE UM TALUDE QUALQUER
CARACTERIZAÇÃO DO LOCAL
❑ Encosta Natural altura:_____ Inclinação:
❑ Talude de corte altura: _____ Inclinação:
❑ Presença de parede rochosa altura e 
Inclinação 
❑ Presença de blocos de rocha e matacões
❑ Presença de Aterro Lançado e 
❑ lixo/entulho 
❑ Concentração de água em superfície 
❑ Lançamento de água servida em superfície 
❑ Sistema de drenagem superficial ?
❑ Esgoto? fossa (céu aberto)
❑ Vazamento na tubulação?
❑ Minas d’água no talude ?
SINAIS DE MOVIMENTAÇÃO
❑ Trincas no terreno
❑ Degraus de abatimento
❑ Inclinação árvores postes muros
❑ Muros/paredes “embarrigados”
❑ Cicatrizes de escorregamentos próximos
▪Queda, Tombamento , Deslizamentos 
Planares, Rotacionais e Compostos; 
Corridas e Expansão Lateral 
Tipo de material deslizado
Geometria do Movimento
Deslizamento Planar 
Para uma encosta típica do
Rio de Janeiro:
inclinação:35°; c´ = 5,5 kPa; ´
= 26°; ´b = 19,5kPa;
 = 15KN/m³; ksat = 1,5 x 10
-4
m/s; uo = -48 kPa, A
freqüência de chuvas
necessária para gerar
escorregamentos: 50 mm/h ou
170 mm/24h.
 
Complexo do Alemão ( 4 mortes – Dezembro 2001)
➢O granito Favela intrudiu, ruptilmente e muito 
aquecido, impedindo a formação de um padrão de 
diaclasamento ortogonal; o pequeno espaçamento 
das descontinuidades gerou blocos rochosos in situ
que afloram rolam para a base da encosta gerando 
grandes concentrações de escorregamentos. Este 
tipo de escorregamento se estende por toda a área de 
ocorrência do Granito Favela: região do Engenho 
Novo, Lins de Vasconcelos, Sampaio e Méier. 
Acidentes significativos ocorreram no Morro São 
João e podem ser esperados no Morro do Encontro, 
Morro da Matriz e Morro do Areal.
Estrada Grajaú-Jacarepaguá antes da duplicação, em 1976. Observar a quantidade de blocos em 
situação crítica de instabilidade (de Amaral, 1996).
▪ Queda de Blocos
 
Favela da Rocinha – biotita gnaisse intercalado com quartzito, com sistemas de fraturas 
espaçadas de 1 m e perpendiculares e paralelas à xistosidade. intercalações 
quartzíticas mais resist., resultando em perfis com grande número de blocos rochosos 
quartzíticos individualizados in situ.
Tombamento
Deslizamento Rotacional 
Ruptura em Cunha
Vista Chinesa 
Colúvio sobre solo residual. menor permeabilidade na área da linha de pedras. perda de sucção com
ruptura na parte superior do talude, saturada, seguida de corrida. FS críticos desde o início do período
chuvoso; cicatriz sugere efeitos tridimensionais.
Morro da Formiga – 1988
6 Vítimas fatais
Corridas Simples
Previsão do Alcance e Espessura dos 
Depósitos de Corridas de Detritos
(Fev 1996; Maciço da Tijuca – RJ)
Espessura Máxima (m)
0.010 - 0.500
0.501 - 1.000
1.001 - 2.000
2.001 - 3.000
3.001 - 8.110
(Gomes, 2006; Gomes et al., 2007)
PROJETO TINGUÁ - CENPES: Estabelecimento de
Metodologia para Quantificação do Risco Associado a
Corridas para Dutos em Regiões Serranas
Encosta do Soberbo: dique de diabásio (espessura 40 m) barra os fluxos. Sondagens + drenos hovz -
redução imediata no nível piezométrico +vel. movimento. Outros drenos subhorizontais – redução da taxa de 
deslocamento. Situação hidrogeológica especial.
Solo residual de granito (-
de Schilling et al., 1992 e 
Lacerda e Silveira, 1992).
Vila Cabuçú - 2002
Encosta do Morro Dona Marta: fraturas de alívio (persistentes, pequeno espaçamento, inversões no perfil (horizontes de
rocha sã de até 5m empacotados entre horizontes de SRJ com 1,5m de esp., até 20m de prof.); Falhas tectônicas (falhas
normais → ruptura de declive outros sistemas de fraturas tectônicas). Discretização de lascas - compartimentação estrutural
- fraturas tectônicas e de alívio.
Santa Genoveva
Rocinha
 
Acesso Mecanizado do Corcovado
CORCOVADO
 
 
Rua Pinheivo Machado
Morro do Andaraí
Morro da Mangueira
Ponto 16 – Estrada Serramar
 
Bermas de 
Estabilização
Sistema
Terrae
Solo Residual
Rocha Alterada
Métodos de Análise de Estabilidade
Permitem quantificar o quão próximo da ruptura um determinado talude se
encontra, sob um determinado conjunto de condicionantes atuantes, e/ou
definir, por retroanálise, as condições que levaram à ruptura. Há os ábacos de
estabilidade, que praticamente não são mais utilizados, há a análise
cinemática, e há os Métodos Analíticos, divididos em : (1) Determinísticos
(fator de segurança) – Tensão-deformação; equilíbrio limite e análise limite; (2)
Probabilísticos (probabilidade de ruptura).
Análise Cinemática: nos taludes rochosos, também com rocha alterada, e em solo, desde que
haja descontinuidades reliquiares da rocha (juntas, falhas, foliação), que constituam planos de
fraqueza, inclusive pava a erosão superficial.
Análise Cinemática - projeção estereográfica
QUANTIFICAÇÃO DO RISCO GEOLÓGICO 
Nos últimos 3 anos, ocorreu
1 escorregamento/ano, mas
blocos a jusante indicam
uma frequência ainda maior
P = 100% de chance de uma
queda / ano
C = 7-9h da manhã, 100% de
chance de atingir um carro.
R = 100% de Possibilidade
de ocorrência, em 1 ano, de
queda de blocos
provocando 1 morte
linha de tendência 1 linha de tendência 2
linha de tendência 3 linha de tendência 4
Correlação Chuva x 
Escorregamento
Uma vez definidos os limiares pluviométricos críticos e monitorada a pluviometria (em tempo real),
acompanhados da previsão das chuvas futuras, torna-se possível a previsão em curto prazo e com razoável
nível de confiança, da iminência de ocorrência de escorregamentos. Existem, entretanto, diferentes modelos
e metodologias para a definição destes limiares pluviométricos.
Solo Residual
Rocha Alterada
Muvo
Talude: convexo, 35º, vegetação rasteira, árvores isoladas;
canaletas assoreadas.
parte inferior: boca do túnel, obra de contenção 1986;
parte superior: alvenaria, torre de telefonia, quadra esportiva;
Montante: obras de contenção, Favela do Cerro Corá, redes
independentes de água, esgoto sanitário e drenagem pluvial.
RETRO-ANÁLISE DO ESCORREGAMENTO A 
MONTANTE DO 
EMBOQUE (GALERIA L2) DO TÚNEL REBOUÇAS 
1ª hipótese: modelo geológico para medidas
emergenciais.
A presença do Gnaisse Facoidal muito
alterado, com fraturas tectônicas
preenchidas com material de baixa
qualidade, já havia sido identificada em
1962, no Mapa Geológico da área preparado
pela Escola Nacional de Geologia.
dia 25: sem chuva, paralisação do
movimento, e início do mapeamentodeslizamento planar: 05-06m de
profundidade real; superfície de
ruptura marcada pela transição
de um solo rico em mica (cinza)
para um horizonte de rocha
alterada, com juntas tectônicas
e de alívio, e fluxo d’água
regular e contínuo.
Entrada dágua Vazão Fim
1 14:04 h 500ml/ 3min, 10 seg
2 500ml/ 3min, 13 seg
3 500ml/ 3 min, 15 seg 14:12
4 500ml/ 3min, 15 seg 14:20
5 Desligado 
14:10 h
500ml/ 4min 14:28
6 500ml/ 3min, 15 seg 14:37
7 500ml/ 3 min, 12 seg 14:42
8 500ml/ 3 min, 12 seg 14:47
P Rocha Foliação Fratura Falha Lineação
Bgn
1 195/10 130/89
2 200/46 261/15
3 350/20 330/75
286/83
4 315/20 307/56
ESCORREGAMENTO DO REBOUÇAS
1.437
Rocha Sã e Muito Fraturada
Peso específico = 20 kN/m³
Coesão = 45 kPa
Ângulo de atrito = 45°
Rocha Muito Alterada
Peso específico = 17,0 kN/m³
Coesão = 12,2 kPa
Ângulo de atrito = 34,1°
Solo Residual Jovem
Peso específico = 17 kN/m³
Coesão = 12,2 kPa
Ângulo de atrito = 34,1°
Solo Residual Maduro
Peso específico = 16,5 kN/m³
Coesão = 12,2 kPa
Ângulo de atrito = 29,1°
Distância (m)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
C
ot
a 
(m
)
0
10
20
30
40
50
60
70
Sem poro-pressões, impondo a superfície crítica na
porção inferior do talude, tal como revelado no campo, o
FS alcançado foi de 1,437.
Já com poro-pressão, quando o NA está no SR, acima
do topo da rocha muito alterada, com hp = 2m de
coluna d´água (a 2m, u = 20KPa), o FS alcançado foi
1.281
Rocha Sã e Muito Fraturada
Peso específico = 20 kN/m³
Coesão = 45 kPaÂngulo de atrito = 45°
Rocha Muito Alterada
Peso específico = 17,0 kN/m³
Coesão = 12,2 kPa
Ângulo de atrito = 34,1°
Solo Residual Jovem
Peso específico = 17 kN/m³
Coesão = 12,2 kPa
Ângulo de atrito = 34,1°
Solo Residual Maduro
Peso específico = 16,5 kN/m³
Coesão = 12,2 kPa
Ângulo de atrito = 29,1°
Distância (m)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
C
o
ta
 (
m
)
0
10
20
30
40
50
60
70
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00
Distância (m)
P
o
ro
-p
re
s
s
ã
o
 (
k
P
a
)
Rocha Sã e Muito Fraturada
Peso específico = 20 kN/m³
Coesão = 45 kPa
Ângulo de atrito = 45°
Rocha Muito Alterada
Peso específico = 17,0 kN/m³
Coesão = 12,2 kPa
Ângulo de atrito = 34,1°
Solo Residual Jovem
Peso específico = 17 kN/m³
Coesão = 12,2 kPa
Ângulo de atrito = 34,1°
Solo Residual Maduro
Peso específico = 16,5 kN/m³
Coesão = 12,2 kPa
Ângulo de atrito = 29,1°
Distância (m)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
C
o
ta
 (
m
)
0
10
20
30
40
50
60
70
Com poro-pressão mais elevada, resultado do NA
no interior do SRJ, com hp = 3.65m de coluna
d´água (a 10m, u = 36.5KPa), o FS alcançado é
de 1.066, ou seja, de ruptura.
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00
Distância (m)
P
o
ro
-p
re
s
s
ã
o
 (
k
P
a
)
Condições de contorno na análise numérica. A) geometria simples: solo maduro (1m), residual/rocha alterada (6m), rocha sã. Os
pontos em vermelho são pontos discretizados na malha para os quais se calcula o valor de poro-pressão em qualquer tempo.
Condições iniciais de carga de pressão em 23.10.2006 (1 ano antes do
acidente), considerando as chuvas registradas nos 03 anos anteriores.
Observar que nas condições assumidas para a análise numérica são
considerados os valores de poro-pressão negativa e que as zonas de
maior valor de poro-pressão (90cm) estão situadas entre os pontos
nodais 1 e 2, junto à transição solo/rocha.
Condições normais : valores de carga de pressão em diferentes
fases. Observar que junto à transição solo/rocha, de maior valor de
poro-pressão, alcança-se uma coluna d’água de apenas 2m, muito
inferior aos 3.65m necessários para levar o talude à ruptura.
Condições anormais : valores de carga de pressão em
diferentes fases, levando em conta um vazamento de 5m.
Observar que junto à transição solo/rocha, de maior valor de
poro-pressão, alcança-se uma coluna d’água de 3m, ainda
inferior aos 3.65m necessários para levar o talude à ruptura.
valores completamente anormais de carga de pressão em
diferentes fases pré-ruptura levando em conta um vazamento
de 10m.. Observar que junto à transição solo/rocha, de maior
valor de poro-pressão, alcança-se no dia da ruptura uma
coluna d’água de 3.75mm, superior aos 3.65m necessários
para levar o talude à ruptura.
ESCORREGAMENTO DO REBOUÇAS
Os resultados obtidos na retroanálise mostraram que a ruptura na
encosta só aconteceu porque se alcançou uma variação de valores
de coluna d`água na base da superfície de ruptura de no mínimo
3.5m (FS=1,06), o que corresponde a poro-pressões da ordem de
35KPa. Estes valores são extremamente altos e só seriam passíveis
de ocorrer, caso o fossem, sob condições de chuvas extremamente
intensas e prolongadas.