Estabilidade De Talude

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Estabilidade de Talude
Chama-se talude a qualquer superfície inclinada em 
relação a horizontal que delimita uma massa de solo, 
rocha ou outro material qualquer (minério, escória, lixo 
etc.). Podem ser naturais (encostas) ou construídos pelo 
homem (cortes e aterros).
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Nomenclatura dos elementos do talude: 
Inclinação do talude  H:V ou V:H 
Estabilidade de Talude
Sob condições específicas, uma porção do material de 
um talude pode deslocar-se em relação ao maciço 
restante, desencadeando um processo genericamente 
denominado de movimento de massa, ao longo de uma 
dada superfície chamada superfície de ruptura.
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Classificações dos movimentos de massa
Para os movimentos de massa (encosta), existem 
inúmeras classificações: Varnes (1958,1978), Guidicini e 
Nieble (1976), Turner e Schuster (1996), Augusto Filho 
(1992) etc.
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Classificações dos movimentos de massa
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Classificações dos movimentos de massa:
Movimento descendente, lento e contínuo da massa de 
solo de um talude, caracterizando uma deformação 
plástica, sem geometria e superfície de ruptura definidas. 
Ocorrem geralmente em horizontes superficiais de solo e 
de transição solo/rocha, como também em rochas 
alteradas e fraturadas.
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Classificações dos movimentos de massa:
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Classificações dos movimentos de massa
Movimento rápido de massas do solo e/ou rocha;
Volume bem definido;
Centro de gravidade do material (para baixo e para fora 
do talude). 
Escorregamentos Planares (Translacionais): em maciços 
rochosos o movimento é condicionado por estruturas 
geológicas planares. Nas encostas serranas brasileiras são 
comuns escorregamentos planares de solo.
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Classificações dos movimentos de massa
Escorregamentos em cunha: desloca o material na forma 
de um prisma. São comuns em taludes de corte ou 
encostas que sofreram algum tipo de desconfinamento.
Escorregamentos Circulares (Rotacionais): apresenta 
superfície de deslizamento encurvada. Ocorre 
geralmente em aterros.
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Classificações dos movimentos de massa
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Classificações dos movimentos de massa
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Classificações dos movimentos de massa
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Classificações dos movimentos de massa:
Deslocamentos, por gravidade, de blocos de rocha, sendo divididos em 4 
tipos básicos:
Queda de Blocos: blocos de rochas que se desprendem do maciço e se 
deslocam em queda livre encosta abaixo.
Tombamento de Blocos: movimento de rotação de blocos rochosos, 
condicionado por estruturas geológicas no maciço rochoso subvertias.
Rolamento de Blocos: movimento de blocos rochosos ao longo de 
encostas, que ocorre geralmente pela perda de apoio (descalçamento).
Desplacamento: movimento em queda livre ou por deslizamento de 
blocos rochosos, ao longo de superfícies estruturais (xistosidade, 
acamamento), que ocorre devido às variações térmicas ou por alívio de 
pressão.
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Classificações dos movimentos de massa
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Classificações dos movimentos de massa
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Classificações dos movimentos de massa
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Classificações dos movimentos de massa
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Classificações dos movimentos de massa:
Movimentos gravitacionais na forma de escoamento rápido, envolvendo 
grandes volumes de materiais, apresentando alto potencial destrutivo. 
Considerando as características do material mobilizado, as corridas 
podem ser classificadas em 3 tipos básicos:
Corrida de Terra (earth flow): fluxo de solo com baixa quantidade de 
água, apresentando baixa velocidade relativa.
Corrida de Lama (mud flow): fluxo de solo com alto teor de água, 
apresentando média velocidade relativa e com alto poder destrutivo.
Corrida de Detritos (debris flow): material predominantemente grosseiro, 
constituído por blocos de rocha de vários tamanhos, apresentando um 
maior poder destrutivo.
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Classificações dos movimentos de massa
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Movimento de massa:
Um dado talude está submetido basicamente a dois tipos 
de forças:
– Forças instabilizantes (comumente forças gravitacionais 
e/ou de percolação) que induzem o movimento de 
massa ao longo da superfície de ruptura através das 
tensões cisalhantes mobilizadas;
– Forças resistentes que se opõem a ação do movimento 
de massa, em função da resistência ao cisalhamento do 
material;
A instabilidade do talude é deflagrada quando as tensões 
cisalhantes mobilizadas se igualam à resistência ao 
cisalhamento.
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Movimento de massa:
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Formas de ruptura de um talude de terra:
Ausência de uma descontinuidade em profundidade:
Materiais Homogêneos: Materiais Não homogêneos:
Presença de uma descontinuidade em profundidade:
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Ação antrópica: 
– Execução de cortes com geometria incorreta 
(altura/inclinação);
– Execução deficiente de aterros (geometria, 
compactação e fundação);
– Lançamento de lixo, entulho nas encostas ou nos taludes;
– Remoção da cobertura vegetal;
– Lançamento e concentração de águas pluviais e/ou 
servidas;
– Vazamentos na rede de abastecimento, de esgoto, 
presença de fossas;
– Vibrações produzidas por tráfego pesado, explosões etc.
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Influência da água intersticial
– Aumento do peso específico do solo pela retenção 
parcial das águas de infiltração;
– Desenvolvimento de poropressões no terreno, com 
consequente redução das tensões efetivas;
– Eliminação coesão aparente (sucção) em solos não 
saturados;
– Perda da cimentação existente entre as partículas de 
solo;
– Introdução de uma força de percolação na direção 
do fluxo, que tende a arrastar as partículas do solo.
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Chuva 
– As chuvas relacionam-se diretamente com a 
dinâmica das águas de superfície e subsuperfície;
– Os índices pluviométricos críticos para a deflagração 
dos escorregamentos variam com o regime de 
infiltração no terreno;
– As chuvas atuam como o principal agente não 
antrópico na deflagração de escorregamentos no 
Brasil;
– Alguns pesquisadores tentaram estabelecer 
correlações entre a pluviosidade e os movimentos de 
massa (Guidicini e Iwasa, 1976).
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Exemplo de ruptura de talude: 
Salvador (BA) – 2005
Perdas de vidas Humanas e danos materiais.
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Exemplo de ruptura de talude: 
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Análise de estabilidade
O objetivo da análise de estabilidade é avaliar a possibilidade de 
ocorrência de escorregamento de massa do solo presente em 
talude natural ou construído.
•Métodos probabilísticos: análise quantitativa expressa sob a 
forma de uma probabilidade ou risco de ruptura;
•Métodos determinísticos: análise quantitativa expressa sob 
a forma de um coeficiente ou fator de segurança (FS).
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NBR 11682 (ABNT, 2009): Fsadm
Estabilidade de Talude
NBR 11682 (ABNT, 2009): Fsadm
Estabilidade de Talude
NBR 11682 (ABNT, 2009): Fsadm
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NBR 9061 (ABNT, 1985): Escavações com H≥5,0m:
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Método de Equilíbrio Limite
A análise da estabilidade de taludes é feita avaliando-se as 
condições de equilíbrio da massa de solo num estado de ruptura 
iminente.
Hipóteses básicas:
• Superfície potencial de ruptura é pré-definida e de geometria 
qualquer;
• Equações de equilíbrioestático válidas até a iminência de 
ruptura;
• Validade do critério de ruptura ao longo de toda a superfície 
de ruptura considerada;
• FS é constante ao longo de toda a superfície de ruptura 
considerada;
A superfície potencial de ruptura, associada ao FSmínimo, é 
determinada por um processo de procura (processo iterativo).
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Método de Equilíbrio Limite
Método das Fatias:
•O talude é subdividido em fatias, assumindo-se a base 
da fatia como linear. Não podem existir dois materiais na 
base da lamela e o topo da fatia não deve apresentar 
descontinuidades;
•Realiza-se o equilíbrio de forças em cada fatia, 
assumindo-se que as tensões normais na base da fatia 
sejam geradas pelo peso de solo contido na fatia;
•Calcula-se o equilíbrio do conjunto por meio da 
equação de equilíbrio de momentos em relação ao 
centro do círculo, considerando os pesos e as forças 
tangenciais na base das fatias.
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Método de Equilíbrio Limite
Método das Fatias:
Onde: Wi – Peso da Fatia; 
Vi – 1 e Vi + 1 – Resultantes das tensões cisalhantes nas laterais da fatia;
Hi – 1 e Hi + 1 – Resultantes das tensões normais nas laterais da fatia; 
Ui – Resultante da poro-pressão na base da fatia; 
N’i – Resultante das tensões efetivas normais na base; 
Tm,i – Resistência mobilizada na base da fatia.
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Método de Fellenius: características
– Fellenius em 1927, apôs a observação de inúmeros 
escorregamentos ocorridos na Suécia, que apresentaram 
superfícies de ruptura de forma cilíndrica ou esférica, 
apresentou o método das Fatias ou Lamelas;
– Análise bidimensional (estado plano de deformação);
– Superfície de escorregamento cilíndrica, tendo por diretriz
um arco de circunferência;
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Método de Fellenius: características
– O FS é a relação entre o momento devido as forças resistentes (Mr) 
e o momento devido as forças atuantes (Ma) do número total de 
fatias (n) do círculo de ruptura adotado;
– simplificação: admite-se que os efeitos de Hi-1 e Hi+1, Vi-1 e Vi+1 
anulam-se mutuamente, ou seja, não há influência de uma fatia 
sobre a outra;
– Equilíbrio de forças em cada fatia segundo a direção do raio que 
passa pelo meio da base;
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Método de Fellenius: características
– Equilíbrio de momentos de todas as fatias em relação ao centro da 
superfície de deslizamento;
– FS é a relação entre a resistência ao cisalhamento máxima ao 
longo da superfície e a tensão cisalhante mobilizada média
– O método é conservativo: baixos valores de FS;
– Círculos muito profundos e poropressão elevada: FS pouco 
confiáveis.
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Método de Fellenius:
Estabilidade de Talude
Método de Fellenius:
Roteiro de cálculo:
1) Arbitrar uma superfície de potencial de ruptura, com centro O e 
raio R.
2) Dividir o talude em fatias verticais (15 a 30 fatias). As seções 
verticais devem passar pelos pontos:
• De mudança de geometria do talude;
• De cruzamento entre a superfície de ruptura e planos 
estratificação;
• De cruzamento entre a superfície de ruptura e a linha de fluxo 
superior.
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Método de Fellenius:
Roteiro de cálculo:
3) Medir a largura Δxi de cada fatia e os ângulos θi entre a 
horizontal e a corda que une as extremidades de cada 
fatia. θi será positivo quando tiver o mesmo sentido do 
ângulo de inclinação do talude.
4) Calcular o peso Wi de cada fatia (w = ϒ x A = ϒ x Δx x H).
5) Calcular a poropressão média Ui na base de cada fatia.
6) Calcular FS.
7) Arbitrar outras superfícies potenciais de ruptura, com 
diferentes centros O e raios R e repetir os procedimentos.
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Método de Fellenius:
A determinação do FS é feita por tentativas, pesquisando-
se uma série de círculos, com centros diferentes. Para cada 
centro deve-se 
também calcular os FS para diferentes raios. 
A pesquisa do centro do círculo é feita considerando-se 
uma malha de pontos equidistantes.
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Método de Fellenius:
Estabilidade de Talude
Método de Bishop: características
– Considera as forças atuantes entre as fatias;
– Equilíbrio de forças em cada fatia segundo as direções 
horizontal e vertical;
– Equilíbrio de momentos de todas as fatias em relação ao 
centro da superfície de ruptura;
– FS é a relação entre o momento devido a resistência ao 
cisalhamento máxima ao longo da superfície e o 
momento devido a tensão cisalhante mobilizada média.
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Método de Bishop: características
Estabilidade de Talude
Método de Bishop: simplificado Vi-1=Vi+1=0
– Como FS aparece em ambos os lados da igualdade, este 
valor deve ser obtido por processos iterativos. Em geral, 
usa-se o FS obtido por Fellenius como primeira 
aproximação;
Estabilidade de Talude
Método de Bishop: simplificado Vi-1=Vi+1=0
Roteiro de cálculo:
1) Arbitrar uma superfície de potencial de ruptura, com centro O e raio R.
2) Dividir o talude em fatias verticais (15 a 30 fatias). As seções verticais devem passar pelos 
pontos:
• De mudança de geometria do talude;
• De cruzamento entre a superfície de ruptura e planos estratificação;
• De cruzamento entre a superfície de ruptura e a linha de fluxo superior.
3) Medir a largura Δxi de cada fatia e os ângulos θi entre a horizontal e a corda que une as 
extremidades de cada fatia. θi será positivo quando tiver o mesmo sentido do ângulo de 
inclinação do talude.
4) Calcular o peso Wi de cada fatia (w = ϒ x A = ϒ x Δx x H).
5) Calcular a poropressão média Ui na base de cada fatia.
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Método de Bishop: simplificado Vi-1=Vi+1=0
Roteiro de cálculo:
6) Arbitrar um fator de segurança FS0 (pode ser o FS 
calculado por Fellenius).
7) Calcular FS a partir da equação (Bishop simplificado), 
utilizando na expressão o valor FS0.
8) Comprar FS com FS0. Repetir iterativamente as 
operações até a coincidência do dois FS.
9) Arbitrar outras superfícies potenciais de ruptura, com 
diferentes centros O e raios R e repetir os procedimentos.
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Exemplo: Determinar o fator de segurança do talude pelo método 
Fellenius:
ϒ = 17,3 KN/m³
Ø = 27º
C = 3KPa
U = 6KPa
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Resistência ao cisalhamento:
MRi = ci x Δxi + [wi x cosθ – Ui x Δxi] x tg Ø
cosθ cosθ
MR1 = 3 x 1,9 + [(17,3x1,9x2,0) x cos 64º - 6 x 1,9 ] x tg27º = 14,4KNxm
cos 64º cos64º
MR2 = 3 x 1,9 + [(17,3x1,9x4,6) x cos 35º - 6 x 1,9 ] x tg27º = 62,98KNxm
cos 35º cos35º
MR3 = 3 x 2,1 + [(17,3x2,1x4,8) x cos 16º - 6 x 2,1 ] x tg27º = 85,29KNxm
cos 16º cos16º
MR4 = 3 x 2,1 + [(17,3x2,1x3,3) x cos -3º - 6 x 2,1 ] x tg27º = 60,88KNxm
cos -3º cos-3º
MR5 = 3 x 2,1 + [(17,3x2,1x1,2) x cos -21º - 6 x 2,1 ] x tg27º = 20,61KNxm
cos -21º cos-21º
MRtotal = 244,19KNxm
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Solicitações:
Msi = wi x senθi
Ms1 = (17,3x1,9x2,0) x sen64º = 59,09KNxm
Ms2 = (17,3x1,9x4,6) x sen35º = 86,73KNxm
Ms3 = (17,3x2,1x4,8) x sen16º = 48,07KNxm
Ms4 = (17,3x2,1x3,3) x sen-3º = -6,27KNxm
Ms5 = (17,3x2,1x1,2) x sen-21º = -15,62KNxm
MsTotal = 171,98KNxm
FS = MRtotal = 244,19 = 1,42 
MsTotal 171,98
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2) Determinar o fator de segurança do talude pelo método Fellenius:
ϒ = 18,6 KN/m³
Ø = 31º
C = 4KPa
U = 3KPa