Curso MecII Taludes 1

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Estabilidade de Taludes 
 
 
 
Capítulo 4 
Geotecnia - UFMG 
1. Conceito 
 
2. Fatores condicionantes da estabilidade 
 
3. Sinais de instabilidade 
 
4. Tipos de Escorregamentos 
 4.1 – Planares ou translacionais 
 4.2 – Circulares ou rotacioanais 
 
5 – Análise da Estabilidade de Taludes 
 5.1 – Métodos de investigação usados na análise de estabilidade 
 5.2 – Definição do Fator de Segurança 
 5.3 - Técnicas de análise 
 
6 – Taludes de Extensão Ilimitada – Taludes Infinitos 
 
7 – Método da Fatias 
 7.1- Método de Fellenius 
 7.2 – Método de bishop Simplificado 
Programa 
Geotecnia - UFMG 
Qualquer superfície inclinada em relação á horizontal, que delimita um 
maciço de solo, rocha ou outro material (minério, escória, lixo, etc.) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 - Definição 
Geotecnia - UFMG 
A forma atual resultou de processos lentos e rápidos (montanhas 
e encostas). 
Presença de diferentes materiais, maior complexidade geológica, 
maior heterogeneidade e anisotropia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.1 – Talude Natural - Encostas 
Geotecnia - UFMG 
Encostas 
Encostas 
 
A estabilidade é influenciada pela técnica de construção (presença de 
materiais pré-selecionadaos e controle de procedimentos 
construtivos). Exemplos (aterros, barragens de terra, cortes para 
estrada, trincheiras, etc. 
 
 
 
 
 
1.2 – Taludes construídos - barragem de terra 
Geotecnia - UFMG 
Talude de montante 
Talude de jusante 
Perfil do talude: variação das declividades ao longo da altura do talude 
retilíneo: declividade constante 
côncavo: declividade crescente 
 convexo: declividade decrescente 
1 –Parâmetros Geométricos do talude 
Geotecnia - UFMG 
Crista 
1 
1 
q 
f = 36
0
 
c’ = 0 
g
 
= 18,8 kN/m
3
 
H 
Pé 
Espaldar 
L 
O talude é estável quando: 
 
¾ Todos em todos pontos do maciço: Watuante < Wresistente 
 
¾ Atende ás necessidades prescritas por período de tempo com FS aceitável 
1 –Parâmetros Geométricos do talude 
Geotecnia - UFMG 
Crista 
1 
1 
q 
f = 36
0
 
c’ = 0 
g
 
= 18,8 kN/m
3
 
H 
Pé 
Espaldar 
L 
Tipos de Taludes 
Geotecnia - UFMG 
Talude de encontro de viaduto 
Talude de barragem de rejeito 
Talude de Ferrovia 
 
Geotecnia - UFMG 
Talude do ponteio 
 
Geotecnia - UFMG 
Taludes da rua Patagônia - BH 
 
Geotecnia - UFMG 
Tipos de Escorregamentos 
 Planares ou translacionais 
™É governada por uma descontinuidade 
 que mergulha em direção ao talude. 
 
™Superfície de ruptura é plana 
™É aquela cuja superfície de deslizamento 
tem forma de concha,semelhante à ruptura 
em solos, ocorre em solos coesivos e 
rochas muito fraturadas 
™Superfície de ruptura circular para solos 
homogêneos. 
 Circulares ou Rotacionais 
Geotecnia - UFMG 
 Ruptura em cunha 
Envolve duas descontinuidades planares cuja interseção mergulha em direção ao 
talude 
 Anisotropias pre-existentes 
Tipos de Escorregamentos 
Geotecnia - UFMG 
™Envolve lajes verticais ou colunas que mergulham 
 quase verticalmente próximas à face do talude. 
™A camada superior rompe e desestabiliza as 
 seguintes . 
 Ruptura por tombamento 
Tipos de Escorregamentos 
 Queda de blocos 
™Consiste no deslizamento e/ou tombamento 
 de blocos que se projetam ou deslizam do 
 Talude. 
™Fatores causadores: ação da gravidade, 
 intemperismo, efeitos de água, temperatura, 
 terremoto. 
Geotecnia - UFMG 
Análise de Estabilidade de Taludes 
Objetivo: indicar qual a geometria mais indicada para aquela 
situação 
 
Métodos de Análise: 
 
 calcular as tensões atuantes e compará-las ás tensões resistentes 
em todos os pontos do maciço, 
 isolar massa arbitrárias (prováveis superfícies de ruptura ) e 
estudar as condições de equilíbrio pesquisando a situação mais 
desfavorável Métodos de Equilíbrio Limite 
 determinar os parâmetros de resistência do solo do maciço 
analisado, 
 propriedades do material do talude e do solo da fundação - 
através de Ensaios de Campo e Laboratório 
 
Geotecnia - UFMG 
Métodos de Investigação na Análise de 
Estabilidade de Taludes 
1 - Caracterização do local: geológica-geotécnica e hidrológica 
 
 - identificar os agentes, causas e condicionantes que atuam no processo 
de instalação, 
 - Exame do local, 
 - identificação de materiais particulares onde se desenvolve a superfície de 
ruptura, 
 - instalação de piezômetros para verificação do N.A., 
 - análise de fotos aéreas, 
 - coleta de amostras no local, 
 - ensaios de laboratório com material coletado 
 - ensaios de campo 
 obtenção de Parâmetros de Resistência do material 
 
Geotecnia - UFMG 
Métodos de Investigação na Análise de 
Estabilidade de Taludes 
2 – Investigação Expedita 
 - inspeção por Geológos e Engenheiros, 
 - cadastramento do local estudado: dados levantados, classificação de 
instabilidades potenciais e seu grau de risco, indicar soluções 
preliminares, 
 - Mapas de Susceptibilidade e Cartas de Risco de Escorregamentos 
 
 
3 – Investigação Detalhada 
 - levantamento topográfico em escalas 1:500 a 1:200, cadastro de 
aspectos levantados na investigação expedita (feições de instabilidade, 
surgência de água, ação antrópica, etc.) 
 - Investigação de sub-supefície: 
 MÉTODOS INDIRETOS – métodos geofísicos e sensoriamento remoto 
 MÉTODOS DIRETOS – sondagens á percussão ou rotativas, coleta de amostras 
indeformadas, ensios in situ (permeabilidade), ensaios de laboratório (parâmetros de 
resistência) 
 
 
Mapa de Susceptibilidade de Risco 
Geotecnia - UFMG 
Tipos de Análises de Estabilidade 
Existem 2 formas de conduzir uma análise de estabilidade de 
taludes, em relação ás tensões envolvidas 
 
Tensões Totais: situações de curto prazo (final de construção), 
em solos saturados sob condições não drenadas. 
 
 
Tensões Efetivas: situações de longo prazo (condições 
drenadas) ou a curto prazo (não drenada) com medidas de 
poropressão. 
 
Estabilidade de Encostas – análise em termos de tensões efetivas 
com avaliação mais criteriosa das poropressões. Dar atenção 
especial ás variações do NA, especialmente em época de chuvas 
intensas 
 
Geotecnia - UFMG 
Análise de Estabilidade 
™O cálculo da segurança inclui erros ou imprecisões devido 
aos parâmetros do material e ao método de análise adotado. 
 
™Estudos de estabilidade podem envolver análises 
paramétricas para a verificação da sensibilidade do Fator de 
Segurança (FS) 
 
 
Talude existente: verificar a segurança e a necessidade de 
medidas preventivas ou corretivas, tais como obras de contenção. 
 
Talude de projeto: definir a geometria mais adequada para 
garantir um mínimo de segurança, sob diferentes condições 
naturais de solicitação (chuvas, vegetação) ou decorrentes da ação 
antrópica (sobrecargas, escavação, drenagens) 
 
 
Geotecnia - UFMG 
Análise de Estabilidade 
™ No caso dos escorregamentos já acontecidos, recorre-se a uma 
retro-análise do evento para se obter informações sobre os 
mecanismos de ruptura envolvidos e aferir os parâmetros 
geotécnicos relevantes. 
 
™ Para as retro-análises de uma ruptura, sabe-se que o FS = 1,0 e 
são consideradas as condições originais de carregamento, 
geometria e poropressão, determinando-se os parâmetros 
médios de resistência que atuavam no momento do evento. 
Geotecnia - UFMG 
Análise de Estabilidade 
FS é o fator pelo qual os parâmetros de resistência podem ser 
reduzidos de tal forma a tomar o talude em estado de equilíbrio 
limite ao longode uma superfície de ruptura, isto é: 
 
 
 
 FS > 1,0 obra estável 
 FS = 1,0 ocorre a ruptura por escorregamento 
 FS < 1,0 não tem significado físico 
 
mob
fFS W
W 
FS
'tanσ'
FS
c'
mob
fW � 
Geotecnia - UFMG 
Definição do Fator de Segurança - FS 
9 FS relativo ao equilíbrio de Momentos – usado para análise de 
Movimentos Rotacionais, com superfície circular 
 
 
 
 
9 FS relativo ao Equilíbrio de Forças – usado na análise de 
Movimentos Translacionais, com superfície de ruptura Plana ou 
Poligonal. 
 
 
 
 
9 Talude é estável FS > 1 
 
 
a
R
M
MFS
¦
¦ 
a
R
F
FFS
¦
¦ 
Geotecnia - UFMG 
Definição do Fator de Segurança - FS 
9 FS adotado - deve considerar as condições atuais do talude e também o uso futuro 
da área, preservando-o contra cortes no pé, desmatamento, sobrecargas, infiltrações, 
etc. 
9 FS admissível – conseqüências devido a eventual rupturas (perda humanas e ou 
econômicas) 
 
 Critérios – ABNT NBR 11682:2009 – Estabilidade de Encostas 
 
 
 
 
 FSadm Nível de segurança contra danos a vidas humanas 
 1,5 1,5 1,4 
 1,5 1,4 1,3 
 1,4 1,3 1,2 
 N
ív
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se
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Da
no
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ia
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am
bi
en
ta
is
 
Alto 
Médio 
Baixo 
i) Para grandes variabilidades dos resultados dos ensaios geotécnicos o FSadm pode ser 
majorado em até 10%. 
 
ii) Esta tabela não se aplica ao caso de rastejo, voçorocas, ravinas e queda ou rolamento de 
blocos. 
Alto Médio Baixo 
FA
TO
RE
S 
DE
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M
ÍN
IM
OS
 P
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SL
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TO
S 
Definição do Fator de Segurança - FS 
 Critérios – ABNT NBR 11682:2009 – Estabilidade de Encostas 
 
 
 
 
Geotecnia - UFMG 
Técnicas de Análise 
9 Método Determinísticos – a medida da segurança é feita em termos de FS 
 
9 Métodos probabilísticos – a medida da segurança é feita em termos da 
probabilidade ou do risco de ocorrência de ruptura. 
 
 
Métodos Determinísticos 
 
™ Superfície potencial de ruptura é previamente conhecida ou arbitrada, 
™ Consiste em isolar massas arbitrárias e pesquisar a de equilíbrio mais 
desfavorável. Admite uma superfície de ruptura e comparam-se as forças, 
™ É válido o critério de Mohr-Coulomb ao longo da superfície de ruptura, 
™ É adotado um FS único ao longo da superfície de ruptura, 
™ Dois grupos principais: Método das Fatias e Método das Cunhas 
 
 
 
Geotecnia - UFMG 
Tipos de abordagens 
Maia, 2016 
Geotecnia - UFMG 
Métodos Determinísticos 
1 - Método das Fatias 
 
9 é a forma mais utilizada em estudos de estabilidade pois não apresenta 
restrições quanto à homogeneidade do solo, geometria do talude e tipo de 
análise (tensão total ou efetiva), 
9 solo heterogêneo, talude pode apresentar superfície irregular (circular ou 
poligonal), possibilita incluir a poropressão e a análise pode ser realizada na 
condição mais crítica: após a construção ou a longo prazo, 
9 massa de solo instável fixada após a superfície de ruptura ser arbitrada e é 
dividida em fatias verticais, 
 
Métodos de Bishop e Fellenius = superfícies circulares 
Métodos de Jambu, Morgenstein & Price, Spencer = superfícies não circulares 
 
 
TENSAO EFETIVA É MAIS IMPORTANTE PORQUE CONSIDERA A INFLUENCIA DA ÁGUA. 
Geotecnia - UFMG 
Métodos Determinísticos 
2 - Método das Cunhas 
 - divide o material do maciço em cunhas ou lamelas com inclinação variável 
na interface, 
 - utilizam-se superfícies de ruptura poligonal, 
 
Métodos de Sultan e Seed, Martins e outros, Kovari e Fritz e Sarma 
 
 
 
C 
R 
cunhas 
SIMULAR QUE A SUPERFICIE DE RUPTURA É DIVIDIDA EM CUNHAS (TRIANGULO) PARA VERIFICAR O QUE ACONTECE NAS CUNHAS E AVALIA SE TEM EQUILIBRIO DE FORÇAS. CONSIDERA QUE A SUPERFICIE É PLANA. Quanto mais divisoes maior é a aproximacao do formato do talude.