Aula 4 - ESTABILIDADE DE TALUDES

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ESTABILIDADE DE 
TALUDES 
Introdução e Principais causas de deslizamentos 
Definições Básicas 
 
O Talude: superfície que forma um ângulo com 
o plano horizontal de referência, definindo 
fronteira entre o interior do solo e a 
atmosfera. 
 
O Talude também pode ser definido como 
uma superfície inclinada que delimita um 
maciço terroso ou rochoso 
 
Geometria de um Talude 
Tipos de Taludes 
Definições Básicas 
 
O Ruptura: ocorre quando a tensão cisalhante 
atuante no maciço é maior do que a 
resistência ao cisalhamento do solo. 
 
O Deslizamento: deslocamento de massa de 
solo em relação a uma superfície (superfície 
de ruptura). Atingida a ruptura, o solo pode 
se deslocar por gravidade. 
 
Situação 1 – Colapso iminente 
τ é maior ou igual a tensão cisalhante atuante no maciço 
Situação 2 – Colapso consumado 
τ é menor que a tensão cisalhante atuante no maciço 
Tipos de Ruptura 
Superficial: quando a superfície de deslizamento fica contida no 
talude, passando acima do pé do talude. 
Tipos de Ruptura 
Profunda: quando a superfície de deslizamento não fica contida 
apenas no talude, mas também atinge o solo abaixo do pé do talude. 
Formato das superfícies de 
ruptura 
 
O Existem diversas formas: Reta, Circular, 
Logarítmica ou com uma forma qualquer. 
 
O Por simplificação matemática, a maioria dos 
métodos de análise de estabilidade adotam 
superfície circular ou reta. 
Formato das superfícies de 
ruptura 
Em Solos Argilosos, na superfície é profunda e circular. 
Formato das superfícies de 
ruptura 
Em Solos Arenosos, a superfície é reta. 
Instabilização e Ruptura do 
solo 
O Quando a tensão cisalhante atuante no maciço 
é maior do que a resistência ao cisalhamento do 
solo? 
 
O Quando a resistência ao cisalhamento do solo 
diminui; 
O Quando a tensão cisalhante atuante aumenta. 
 
O E quando uma dessas situações acontece? 
Instabilização de Taludes 
 
O Há diversos fatores que podem instabilizar o 
talude, sendo os mesmos divididos em dois 
grupos: instabilidade devido a mudanças no 
carregamento externo e devido a redução 
da resistência ao cisalhamento do solo; 
 
O Quando talude se encontra instável, a 
probabilidade de ocorrer movimentos de 
massa no mesmo é bem maior. 
 
Tensões atuantes na superfície 
de deslizamento 
Tensões atuantes na superfície 
de deslizamento 
Ponto 1: o talude é estável. 
Ponto 2: equilíbrio limite 
Ponto 3: o talude é instável, não satisfaz. 
Principais causas de 
deslizamentos 
 
O Mudanças no carregamento externo: 
 
O Escavações no pé do talude; 
O Construções no topo do talude; 
O Elevação do lençol freático. 
Mudanças no carregamento 
externo 
O Escavações no pé do talude: 
O Fase 1 : sem o Corte 
Mudanças no carregamento 
externo 
O Escavações no pé do talude: 
O Fase 2 : pensando no Corte 
Mudanças no carregamento 
externo 
O Escavações no pé do talude: 
O Fase 3 : depois do Corte 
Mudanças no carregamento 
externo 
O Escavações no pé do talude: 
O Fase 4: saudades do que foi cortado... 
Mudanças no carregamento 
externo 
O Escavações no pé do talude: 
Mudanças no carregamento 
externo 
O Construções no topo do talude: 
Mudanças no carregamento 
externo 
O Elevação do Lençol Freático: 
 
O Aumenta as tensões atuantes no maciço 
terroso; 
 
O Pode contribuir para a diminuição da resistência 
ao cisalhamento de duas formas: 
 
O Pode acarretar a perda de sucção; 
O Aumenta a poro-pressão (u) e , 
consequentemente, diminui a tensão efetiva (σ’). 
Mudanças no carregamento 
externo 
 
O Diminuindo a tensão efetiva (σ’), diminui 
também a capacidade do solo de suportar 
tensões cisalhantes. Lembre-se: 
Principais causas de 
deslizamentos 
 
O Redução da resistência ao cisalhamento do 
solo: 
 
O Por saturação do maciço (perda da sucção); 
O Variação cíclica da poro-pressão; 
Redução da resistência ao 
cisalhamento do solo 
 
O Saturação do Maciço: 
 
O Além de aumentar o peso próprio do solo e, 
consequentemente, as tensões atuantes no 
maciço, a saturação pode: 
 
O Ocasionar a perda SUCÇÃO que age na zona 
capilar; 
Redução da resistência ao 
cisalhamento do solo 
Redução da resistência ao 
cisalhamento do solo 
O Saturação do Maciço : 
O Equação de Resistência ao Cisalhamento dos Solos: 
Redução da resistência ao 
cisalhamento do solo 
O Saturação do Maciço: 
 
O Se a SUCÇÃO é uma tensão de tração, é 
negativa; 
O Se a SUCÇÃO age nos poros do solo, é poro-
pressão; 
 
O LOGO : a SUCÇÃO é uma poro-pressão 
negativa (-u). 
Redução da resistência ao 
cisalhamento do solo 
 
 
 
 
 
 
O Como σ* é maior quando há sucção, τ 
aumenta... 
O Quanto maior τ, maior a estabilidade do talude! 
Redução da resistência ao 
cisalhamento do solo 
O Variação cíclica da poro-pressão: 
 
O Pode causar a ruptura em encostas com valores de poro-pressão 
inferiores às que levariam o maciço ao colapso; 
 
O A variação cíclica do nível piezométrico pode levar o solo a uma 
espécie de “fadiga”, provocando deformações no maciço; 
 
O O acúmulo de deformações pode causar a quebra da ligação das 
partículas de solo, levando a perda da coesão, ou seja: 
FASES DO ESTUDO DE 
ESTABILIDADE DE TALUDES 
 
1. Definição da Topografia do Talude Estudado 
 
2. Prospecções Geotécnicas 
 
3. Coleta de Amostras para Análise Geotécnica 
 
4. Ensaios de Laboratório 
 
5. Análise de Estabilidade 
FASES DO ESTUDO DE 
ESTABILIDADE DE TALUDES 
O Definição da Topografia do Talude Estudado: 
FASES DO ESTUDO DE 
ESTABILIDADE DE TALUDES 
O Definição da Topografia do Talude Estudado: 
 
• Declividade do 
Talude; 
• Tamanho do Talude 
(Rampa); 
• Altura do Talude; 
• Estimativa da massa 
de sólidos. 
 
FASES DO ESTUDO DE 
ESTABILIDADE DE TALUDES 
 
O Prospecções Geotécnicas (Sondagens): 
 
O Usadas para: 
 
O Descrever e classificar os elementos geológicos; 
O Determinar a estratigrafia e distribuição geológico-
geotécnica das camadas; 
O Estimar a espessura das camadas de solo e/ou rochas; 
O Saber resistência da camada investigada; 
O Determinar a posição do nível d’água. 
FASES DO ESTUDO DE 
ESTABILIDADE DE TALUDES 
 
O Coleta de Amostras para Caracterização Geotécnica: 
 
O Para os estudo de encostas, as amostras devem ser: 
 
O Individuais, para o estudo de cada estrato de solo 
seja feito de forma separada; 
O Para caracterização do solo, devem ser deformadas; 
O Para a determinação da resistência ao cisalhamento 
dos solos, devem ser indeformadas, que permite o 
estudo do maciço em suas condições naturais. 
FASES DO ESTUDO DE 
ESTABILIDADE DE TALUDES 
O Coleta de Amostras para Caracterização Geotécnica: 
O As amostras devem ser coletadas de acordo com 
NBR 9604 – Abertura de poço e trincheira em 
solo, com retirada de amostras deformadas e 
indeformadas. 
Suzuki, 2004 
Suzuki, 2004 
FASES DO ESTUDO DE 
ESTABILIDADE DE TALUDES 
 
O Ensaios de Laboratório a serem realizados: 
 
O Ensaios de Caracterização : 
O Granulometria ; 
O Limite de plasticidade e liquidez. 
 
O Determinação de resistência ao cisalhamento 
O O mais utilizado é o Ensaio riaxial. 
Determinação da resistência 
ao cisalhamento 
 
O A determinação da resistência ao cisalhamento dos solos 
consiste basicamente em determinar os parâmetros c e ϕ, 
definidoresda resistência interna ao cisalhamento dos solos; 
 
O Para isso, utiliza-se de ensaios de laboratório, utilizando 
condições mais desfavoráveis previstas para o período de 
utilização de cada projeto específico; 
 
O Os ensaios buscarão representar o rompimento de uma seção 
em relação a uma outra contígua, medindo as tensões de 
ruptura capazes de identificar, nas condições do projeto, sua 
resistência ao corte. 
Ensaio de compressão triaxial 
O O ensaio é dividido em duas fases: 
O Fase de consolidação; 
O Fase de corte. 
 
O Consiste na aplicação de um estado hidrostático de tensões 
(fase de consolidação)e de um carregamento axial sobre um 
corpo de prova cilíndrico do solo (fase de corte); 
 
O A pressão confinantes atua em todas as direções do corpo de 
prova; 
O Aplica-se uma carga acima do corpo de prova; 
O Durante o carregamento, medem-se, a diversos intervalos de 
tempo, o acréscimo de tensão axial que esta atuando e a 
deformação vertical do corpo de prova; 
O Na base do corpo de prova e no cabeçote superior são colocadas 
pedras porosas, permitindo-se a drenagem, se for o caso. 
 
 
Ensaio de compressão triaxial 
Ensaio de compressão triaxial 
 
O No que se refere as condições de drenagem, os 3 
tipos descritos a seguir são básicos: 
 
O Ensaio adensado drenado: há permanente drenagem 
do corpo de prova. Aplica-se a pressão confinante e 
espera-se que o corpo de prova adense. A seguir, a 
tensão axial é aumentada lentamente, para que a 
água possa sair; 
 
O Desta forma, durante o ensaio a poro-pressão é 
praticamente nula, e as tensões totais aplicadas 
indicam as tensões efetivas que estavam ocorrendo. 
Ensaio de compressão triaxial 
 
O Ensaio adensado não drenado: aplica-se a pressão 
confinante e deixa-se dissipar a pressão neutra 
correspondente, adensando o corpo de prova sob esta 
pressão; 
 
O A seguir, carrega-se axialmente sem drenagem; 
 
O Este ensaios indica a resistência não drenada em 
função da tensão de adensamento; 
 
O Se as pressões neutras forem medidas, a resistência 
em termos de tensões efetivas também é determinada. 
Ensaio de compressão triaxial 
 
O Ensaio não adensado não drenado: o corpo de prova 
é submetido a pressão confinante e, a seguir, ao 
carregamento axial, sem que se permita qualquer 
drenagem; 
 
O O teor de umidade permanece constante, e, se o 
corpo de prova estiver saturado, não há variação de 
volume; 
 
O O ensaio geralmente é interpretado em termos de 
tensões totais. 
ANÁLISE DE ESTABILIDADE 
 
O Existem vários métodos de análise de estabilidade, dentre 
eles: 
 
O Método de Culmann (1866); 
O Método de Fellenius (1938). 
 
O O objetivo da análise de estabilidade é avaliar a possibilidade 
de ocorrência de escorregamento de massa de solo presente 
em talude natural ou construído. 
 
O Em geral, as análises são realizadas comparando-se as 
tensões cisalhantes mobilizadas (τm) (ou atuantes) com a 
resistência ao cisalhamento do solo. 
ANÁLISE DE ESTABILIDADE 
Hipóteses básicas: 
 
1) Assume-se a existência de uma superfície de ruptura bem 
definida; 
 
2) A massa de solo ou rocha encontra-se em condições de 
ruptura generalizada iminente (i.e., em um estado de equilíbrio 
limite); 
 
3) Assume-se um critério de ruptura (em geral Mohr-Coulomb), o 
qual é satisfeito ao longo de toda a superfície de ruptura; 
 
4) Assume-se um coeficiente ou fator de segurança (FS 
constante e único ao longo da superfície potencial de ruptura). 
ANÁLISE DE ESTABILIDADE 
ANÁLISE DE ESTABILIDADE 
 
O De um modo geral, não se deve trabalhar na condição de 
equilíbrio limite. 
O Para evitar esta condição, usa-se fatores de segurança: 
 
 
 
 
onde: 
 
FS = 1,0, tem-se o EQUILÍBRIO LIMITE; 
FS ≥1,5, considera-se o talude ESTÁVEL; 
FS < 1,5, considera-se o talude INSTÁVEL. 
ANÁLISE DE ESTABILIDADE 
O Por definição, FS é o fator pelo qual os 
parâmetros de resistência podem ser reduzidos 
de tal forma a tornar o talude em estado de 
equilíbrio limite ao longo de uma superfície. 
 
FS = c + σ tg φ 
 τm 
c + σ tg Ф = FS . τm 
 
τm = c/FS + (σ tgφ)/FS = cm + tgφm