Resumo de solos 2 PROVA DE ESTABILIDADE

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Resumo Mecânica dos Solos 2 
PROVA 1 
Material coluvionar​= gravidade 
Movimento gravitacional de massa X Transporte de massa= o primeiro diz 
respeito a movimentações provocadas pela gravidade. Já o segundo são todos os 
demais processos de transporte de massa, desde que não influenciados pela 
gravidade. 
 
Amolgamento​= perda de resistência (amostra indeformada, mas que não seguiu 
todos os cuidados de retirada e transporte) 
● Consequências para o dimensionamento 
Você pode acabar superdimensionando sua estrutura pois o gráfico de 
tensão por deformação vai exibir uma curva mais suave, ou seja com 
pouca aplicação de tensão o solo se deforma muito. 
Envoltória de resistência​= é a reta que passa interpolando os pontos do gráfico 
força normal x força resistente. 
● Por que o gráfico Força Normal X Força Resistente não pode ser uma 
reta? 
Pois se você aplica uma força muito alta em um corpo ocorre a quebra 
dos grãos, logo há deformação e mudança nas características do 
mesmo. 
Critério de resistência Mohr-Coulomb 
 
No caso dos solos ​coesivos, argilominerais ou cimentados​, a presença de 
uma ligação entre as partículas faz com que o esforço necessário para 
movimentação seja uma parcela que independe da tensão normal denominada 
de coesão 
 tgØて r = c + σ 
 
Sendo: 
c=intercepto de coesão (0 para areias) 
=ângulo de atrito Ø 
→ parâmetros de resistência ao cisalhamento(determinados com 
ensaios de laboratório ou campo) (dependem do tipo de carregamento 
do solo) 
O embricamento é definido como o ​trabalho necessário para movimentar a partícula 
de forma ascendente​. No caso do solo fofo os grãos movimentam-se 
horizontalmente sendo mobilizado a resistência entre os grãos. 
Já no caso de solo densos existe um trabalho adicional para superar o 
embricamento entre as partículas, ​causando necessariamente uma expansão 
volumétrica durante o cisalhamento​. Assim, quanto mais denso for o solo, maior a 
parcela de embricamento e consequentemente maior a resistência do solo. 
 
Fluxo em meio saturado 
● Fluxo confinado → condições de contorno-linhas de fluxo continuam as 
mesmas, mesmo após mudar o nível d’água. 
● Fluxo não-confinado → linhas freáticas variam. 
Adensamento = Transferência da poropressão para a tensão efetiva tendo como 
principal consequência o recalque. 
Tipos de carregamentos 
Drenado x Não drenado 
Força de percolação reduz a resistência, ​PQ? 
● Não drenado 
1. Se o solo (S=100%) quer expandir e não consegue Δμ<0 (negativo) 
2. Se o solo (S=100%) quer contrair e não consegue Δμ>0 (positivo) 
Exemplos de obras: 
- Aterro compactado 
O solo quer comprimir, logo a variação da poropressão é positiva. 
4 gráficos (tensão total, poropressão, tensão efetiva e F.S.) 
A tensão total aumenta linearmente com o passar do tempo, até que 
chega certo momento ela se estabiliza. 
A poropressão que antes estava crescendo começa a cair, enquanto 
a tensão efetiva aumenta não-linearmente. 
Por fim o fator de segurança terá seu ponto crítico neste momento 
de maior poropressão 
- Corte em encosta 
Neste caso o solo quer expandir, logo a variação de poropressão é negativa. 
A tensão total diminui linearmente com o passar do tempo, até que 
chega certo momento ela se estabiliza. 
A poropressão que antes estava decrescendo começa a subir, 
enquanto a tensão efetiva diminui não-linearmente. 
Por fim o fator de segurança terá seu ponto crítico neste momento 
de maior poropressão. (ponto mais baixo do gráfico de FS) 
● Δμ durante o cisalhamento (não-drenado) 
1. Durante o cisalhamento, solo quer ​expandi​r Δμ<0 (negativo) 
2. Durante o cisalhamento, solo quer ​comprimir​ Δμ>0 (positivo) 
 
Fator de segurança = ​Tensão cisalhante resistivo dividido pela tensão cisalhante 
atuante. ​FS=1 O talude está na iminência de romper-se. 
Normas técnicas indicam um FS≥1,5. 
Memória de carga 
● Solo pré-adensado 
Solo que recebeu uma carga menor do que a carga máxima já 
experimentada pela argila 
Se aplicar uma força de cisalhamento o solo tenderá a ​dilatar os grãos 
primeiro (tentando ocupar o volume que “aliviou” depois que a tensão de 
pré-adensamento foi retirada). Δμ>0 (positivo) 
● Solo normalmente adensado 
Solo que recebeu uma carga maior do que a carga máxima já experimentada 
pela argila. (Logo essa será a maior carga efetiva já aplicada). 
Se aplicar uma força de cisalhamento o solo tenderá a ​comprimi​r os grãos 
primeiro (tentando assumir o volume de quando a tensão experimentada pelo 
mesmo era menor). Δμ<0 (negativo) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DE ESTABILIDADE 
Análise em termos de tensões totais 
Carregamento não drenado 
Não conhece a poropressão 
 
Análise em termos de tensões efetivas 
Carregamento drenado 
Carregamento não-drenado, mas com poropressão conhecida. 
 
Tipos de Análise do FS 
Teoria de equilíbrio limite e análise de tensões: 
O estudo de estabilidade Baseado Em análise de tensões (análise de tensão versus 
a deformação) são realizados por meio de programas de computador e levam em 
conta os seguintes aspectos: 
✓​Não linearidade da curva tensão versus deformação 
✓​anisotropia 
✓​não homogeneidade 
✓i ​nfluência do Estado inicial de tensões 
✓​etapas construtivas 
As tensões de cisalhamento São determinados numericamente e comparadas com 
a resistência ao cisalhamento a região de ruptura pode ser determinada no ponto 
em que a tensão é maior do que a Շ>Շres 
Tais dados da tensão x deformação permitem: 
✓estabelecer áreas rompidas (plastificadas) mesmo sem se estabelecer uma 
superfície de ruptura 
✓ estabelecer níveis de tensão de interesse para a realização de ensaios 
laboratório 
✓ conhecer a magnitude das deformações que podem ser mais determinados no 
próprio fator de segurança da Concepção do projeto 
Equilíbrio limite: 
Análise por equilíbrio limite consiste na determinação do equilíbrio de uma massa de 
solo a qual pode ser delimitado uma superfície de ruptura circular ou geometria 
qualquer. 
 O método assume que a ruptura é ao longo de uma superfície e que todos os 
elementos ao longo da superfície atinge a condição de fator de segurança. 
 
etapas: 
✓Determina-se uma superfície potencial de ruptura(circular, planar,..). O solo 
acima da superfície é um corpo 
✓ O equilíbrio é calculado pelas equações da estática. O equilíbrio de forças é feito 
subdividindo a massa de solos em fatias e analisando o equilíbrio de cada fatia
 
Hipótese: o esforço normal da base da fatia atua no Ponto Central, reduzindo as 
incógnitas. com isso o problema se torna estaticamente determinado. 
O método do equilíbrio limite É vantajoso e incorpora as seguintes premissas: 
✓ Suponha que o Material Plástico rígido, com isso não se tem informações sobre 
as suas deformações. 
✓As tensões são determinadas somente na superfície de ruptura 
✓O ​FS​ está relacionado aos parâmetros de resistência e não a resistência ao 
cisalhamento, que dependerá das tensões efetivas, isto é 
 
TALUDE INFINITO 
Estado plano de tensão= uma das dimensões do problema é muito maior que as 
outras. Tudo que acontece em um corte do talude se repete ao longo de todo o 
plano. x,z<<y 
Análise de estabilidade de talude 
Definir a geometria do talude 
Parâmetros de resistência ao cisalhamento do solos envolvidos (c´ , f´, Su) 
Análise de estabilidade de talude com ruptura planar 
Ocorre em materiais com característicasdiferentes (solo/rocha; solo1/solo2) 
Admitir teoria do Equilíbrio Limite (E.L.) 
-Transforma o gráfico de tensão x deformação em uma reta plana referente à 
maior tensão sofrida pelo solo 
Pé e crista (topo e fim) do talude tem que estar distantes. 
Pegar uma área infinitesimal: 
a = l * 1 
l = bcosi 
Sendo: 
i=ângulo de inclinação do talude 
b=comprimento horizontal da fatia a ser analisada 
1=comprimento de uma uma fatia (fatia unitária) 
 
W = l * 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
A instabilidade do talude será deflagrada quando as tensões cisalhantes 
mobilizadas se igualarem a resistência ao cisalhamento. 
 
 
 
A ​Cobertura Vegetal ​pode produzir efeitos favoráveis ou desfavoráveis na 
estabilidade do solos, por exemplo: 
✓o sistema raticular pode reforçar/ ser caminho para a infiltração 
✓a copa das árvores reduz o volume de água que chega no talude 
✓a cobertura vegetal aumenta o peso sobre o talude, ​aumentando a resistência 
✓os caules geram um caminho de escoamento 
 
Modificações que induzem ao escorregamento: 
✘cortes com geometria incorreta 
✘remoção da cobertura vegetal 
✘execução mal feita de aterros/lançamento de lixo 
✘lançamento e concentração de águas pluviais 
 
Água no solo 
 
A água é de grande importância na estabilidade do solo, ela pode estar parada ou em 
movimento e ter pressão (poropressão) positiva ou negativa. Ela pode afetar a estabilidade 
nos seguintes fatores: 
✓mudança na poropressão, alterando a tensão efetiva e, por consequência, a 
resistência 
✓variando o peso específico do solo (solo saturado) 
✓fluxo, gerando erosões internas e externas / intemperismo
 
Região não saturada 
Em solos não saturados, a água preenche parcialmente os vazios e as tensões no 
fluido são negativas (sucção). O solo apresenta uma coesão aparente, que pode ser 
alterada por variação da umidade 
Essa condição ocorre na camada acima do lençol freático, onde a umidade pode ser 
decorrente de infiltração ou por ascensão através dos vazios 
 
 
Capilaridade nos solos (sucção) 
Tanto as forças capilares quanto as de adsorção atraem as partículas, resultando na 
pressão negativa. 
Nos solos, a altura de ascensão capilar depende do diâmetro dos vazios(que podem 
conter bolhas de ar presas no interior do solo). 
Existe uma altura máxima de ascensão capilar. Em ​areias​, a altura da ascensão 
capilar é de centímetros, enquanto nas ​argilas​, da ordem de metros. 
Para solos arenosos, pode-se associar a sucção somente as forças capilares, pelo 
fato da adsorção ser pequena. 
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 
 
Curva característica 
A relação entre volume de água presente no solo e a sucção é a curva característica 
(depende do tipo de solo e a distribuição dos vazios e granulométrica) 
 
 
Regime de fluxo 
 
 
Aquíferos em que a sua carga piezométrica á extremidade superior são 
denominados de aquíferos Artesianos. Em alguns casos a elevada carga 
piezométrica acarreta nas surgência de água na superfície do terreno. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quanto a condições críticas: 
Influência da poropressão 
Não drenada - Ocorre imediatamente após o carregamento, nenhum excesso de 
poropressão foi dissipado. Ou seja, não há variação do volume da massa do Solo. 
 
Drenada - Ocorre durante dissipação dos excesso de poropressão. Ocorre variação de 
volume e, consequentemente, o recalque no solo.
“O fator de segurança varia durante a 
construção de um aterro sobre o solo argiloso. Após a construção a poropressão cresce 
com o tempo devido a chuvas, por exemplo e com o tempo vão sendo dissipadas. Essa 
situação corresponde a uma condição não drenada, ou seja, o carregamento foi feito e a 
poro-pressão vai sendo dissipada ao longo do tempo, podendo ocorrer Recalques. 
(momento crítico é o final da obra)“ 
 
 
MÉTODO DE ESTABILIDADE: 
 
Trinca de tração:​ ​ ​É comum ocorrer 
,antes escorregamento trinca de tração na superfície, nde perde-se a contribuição de parte 
da superfície na resistência mobilizado. ​“A sobrecarga contida no trecho não mais afeta 
o momento instabilizante“. ​Mas, Atriz pode ser preenchida com água gerando esforços 
adicionais. 
 
 
Talude Infinito
 
 
 
 
 
 
Método mais rigoroso que tem: 
MÉTODO DE FELENIUS 
Pega uma fatia e considera o W(peso) e os esforços atuantes e resistentes. 
Desprezando todos os esforços entre as fatias. 
Equilíbrio de forças na direção normal. 
Determinação da força peso em uma fatia com solos diferentes( diferentes). γ 
Para poropressões elevadas este método pode induzir erro 
seniT a = P i 
H bP = ∑
j=n
j=1
γj medj i 
Sendo: 
H=altura média 
 
cosθN + U = P 
lU = u 
l = Δxcosθ 
Logo: 
cosθ ΔxsecθN = P − u 
E isso, vira isso pq jesus quis: 
.S.F =
(Psenθ)∑
 
 
[c l+(Pcosθ−uΔxsecθ)tgØ]∑
 
 
′
 
MÉTODO DE BISHOP SIMPLIFICADO 
Equilíbrio de forças na direção vertical 
 
= P 
DÚVIDAS: 
- Por que a força de percolação reduz a resistência? 
- Qual a superfície geometrica na qual se desenvolve a condição de ruptura 
mais crítica? 
- Por que que para poropressões elevadas o metodo felenius pode induzir 
erro? 
 
1ª Questão: 
- - A) Mandava explicar quais que eram o dois efeitos de um rebaixamento de 
nível de uma barragem de terra(lento e rápido): ​Esvaziamento rápido 
desencadeia uma situação crítica para instabilidade na barragem se a água 
for muito rápida a não permitir que a dissipação das pressões do interior da 
barragem Acompanhe o rebaixamento do nível da água a estrutura perder a 
estabilidade e resistência, podendo levar ao possível colapso desta 
(​Importante destacar que não é a velocidade de esvaziamento que é 
considerado um esvaziamento rápido ou lento mas sim o fato da 
dissipação das pressões internas acompanharem ou não a descida do 
nível da água)​.​, o que acontecia com o Delta U, se o solo expandia ou 
não:​Com a diminuição da então total(carga), pela diminuição da 
poropressão, o solo tende a se expandir​, como o fator de segurança se 
comportava: ​Com a perda da Resistência, a tensão de cisalhamento atinge o 
valor máximo da resistência ao cisalhamento 
- - B) Era algo relacionado com curva de sucção, explicar os fenômenos que 
caracterizavam a curva: 
A relação entre o volume de água presente no solo e a sucção é 
conhecida como curva característica. geralmente a essa curva relaciona o 
teor de umidade e a sucção. o formato depende do tipo de solo, da 
distribuição do tamanho dos vazios e das frações granulométricas. 
Solos arenosos tem nem apresentar perda brusca de umidade quando 
trapaça um determinado valor e por outro lado os solos argilosos tem nem 
apresentar curvas mais suaves 
- C) Perguntava quais que eram os efeitos de uma chuva curta e intensa, e 
leve e prolongada de acordo com o tipo de solo no talude, qual que seria o 
provável tipo de ruptura. 
​Para o solo argiloso homogêneo(k baixo) a chuva de pequena 
duração e intensa infiltra pouco no terreno e tem tendência a ser 
escorregamento planar, já a de longa duração tende a infiltrar mais um solo 
elevando o nível do lençol freático, que por consequência diminuir a tensão 
efetiva do solo, podendo causar um deslizamento rotacional, Pois diminuir a 
tensão efetiva a resistência do solo também diminui.Além disso a água 
também pode aumentar o peso específico do solo que será agravado pela 
ação da gravidade na direção deescorregamento, causar uma percolação na 
direção de escorregamento,e a perda da resistência do solo por 
encharcamento 
- - D) Quais as intervenções que deveriam ser tomadas para um talude que 
aparenta estar em situação crítica, fazer esboço com indicação das 
intervenções: 
​Redução de carregamento na crista (Não é ideal que se retire árvores 
já existentes, pois a retirada das mesmas pode piorar a estabilidade do 
talude, pois as raízes já abriram caminhos no solo) e aumento de 
carregamento no pé do talude. Desta forma o momento atuante será reduzido 
e o momento resistente será fortalecido, garantindo maior resistência ao 
talude. Outra solução é a instalação de canaletas de drenagem na crista e no 
pé. Caso esteja em período chuvoso faz-se necessário cobrir o talude com 
uma lona e averiguar se não existem fendas na crista, pois tais fendas podem 
acumular água, aumentando o peso, consequentemente aumentando o 
momento atuante e portanto diminuindo o fator de segurança. 
- - E) Como resolver o problema de nível d’água muito alto no talude: 
​A instalação de drenos sub-horizontais. NÃO É UMA SOLUÇÃO 
EMERGENCIAL. O dreno é inserido no solo com uma inclinação de 2 a 5%, 
possui um filtro na sua parte interna, e tem como objetivo levar a água, por 
um caminho “mais fácil”, até o lado de fora do talude. Uma vez que se 
encontra no exterior a água cai na canaleta, seguindo todo o processo de 
drenagem, evitando assim a perda de estabilidade do talude. 
- - F) Pedia para explicar o efeito da liquefação do solo: 
Durante a ocorrência da liquefação, o solo perde resistência e rigidez 
devido ao aumento da pressão neutra(poropressão) que anula a tensão 
efetiva instalada, ocorrendo então em solos não coesivos, saturados e 
carregados em condições não drenadas. Quando a poropressão se iguala a 
tensão total o solo perde a capacidade resistiva, e é então que ocorre o 
escorregamento. 
 
carai tudo isso foi a questão 1!!! 
- 2ª questão 
- - Com alguns dados de nível d'água, peso específico do solo, pedia para 
encontrar a poropressão e a altura piezométrica em um ponto (essa questão 
não lembro muito bem, mas creio que é algo nesse sentido). ​Fórmulas 
- 
- 3ª questão 
- - Pede para explicar o porquê devemos usar ensaios drenados para 
situações em que o fluxo é permanente na situação real; 
- - Pede algo sobre o "Ru" relacionando ele com altura piezométrica e tensões 
no solo. 
- 
- 4ª Questão 
- - Consiste em explicar como funciona uma retroanálise: 
Para se fazer a retroanálise de um talude é necessário admitir que o 
fator de segurança está na iminência de escorregamento, sendo FS=1 
(tensões cisalhantes atuantes=tensões cisalhantes resistentes). Feito isso é 
necessário fazer uma reconstituição da superfície de ruptura. Como estamos 
em busca da tensão de cisalhamento resistiva, precisamos determinar os 
parâmetros c’ e Ø’(tentativa). Conhecer o solo ajuda na próxima fase, que 
consiste em fazer uma análise em termos de tensões totais. 
- - Fornece dados para fazer uma retroanálise, achar o Fi linha e calcular um 
novo FS para o talude 
- 
 
LISTA LUCIO 
1) No que consiste a técnica de equilíbrio limite para análise de estabilidade de 
massas de solo? Quais as hipóteses mais importantes assumidas? 
A técnica de equilíbrio limite consiste na determinação do equilíbrio de uma massa 
de solo a qual pode ser delimitada numa superfície de ruptura circular ou geometria 
qualquer. 
O método assume que a ruptura é ao longo de uma superfície e que todos os 
elementos ao longo da superfície atinge a condição de fator de segurança. 
Tal método ignora todas às tensões e deformações que não sejam no limite e 
assume mesmo FS para toda a superfície de cisalhamento. Além disso o pé e a 
crista do talude tem que estar distantes. 
 
2) Descreva sucintamente as diversas etapas serem seguidas na aplicação da 
técnica de equilíbrio limite para a verificação da estabilidade de um dado talude. 
 
3) Defina coeficiente de segurança como usualmente empregado e estabilidade de 
taludes. Comente sobre sua necessidade e importância. 
Coeficiente de segurança ou fator de segurança corresponde a um método de 
analisar a estabilidade de um talude calculando a razão entre tensões de 
cisalhamento ou momentos resistente e tensões de cisalhamento ou momento 
atuantes. Este coeficiente é importante para o dimensionamento dos taludes e 
também para o controle de estabilidade ou para a execução de retroanálises. O 
indicado por norma é que o F.S. de um talude seja 1,5; e um talude na iminência de 
cair tem F.S. 1. Para calcular as tensões/momentos atuantes é necessário conhecer 
os parâmetros de resistência do solo. 
4) Quais as condições de equilibrio satisfeitas nos métodos Fellenius e de Bishop 
simplificado? Indique a(s) diferença(s) entre os dois métodos e sua(s) 
consequência(s) para fins práticos. 
O método de Fellenius faz o equilíbrio de forças em cada fatia na direção normal ao 
plano de ruptura. é um método conservativo e tende a fornecer valores baixos para 
o F.S. Entretanto, para círculos (em superfícies rotacionais) muito profundos e com 
elevados valores de poropressão, este resultado tende a ser pouco confiavel. 
5) Quais as vantagens e desvantagens de análises de estabilidade em termos de 
tensões totais e efetivas. 
6) Para as condições abaixo descritas, descreva que tipo de análise você usaria e 
que parâmetros seriam requeridos para tal, justificando. 
 i. Execução de aterro sobre uma argila mole saturada 
 ii. Execução de uma escavação em uma argila saturada pré-adensada 
iii. Final de construção de uma barragem homogênea, constituída por uma argila 
compactada. fundada em rocha sã 
iv. Talude de montante de uma barragem homogênea de terra em operação, 
fundada sobre um aluvião arenoso. 
7) Sob que condições uma analise de estabilidade do tipo φ = 0 se aplica na 
pratica? Quais as vantagens e desvantagens de tal tipo de análise em relaçao 
análises em termos de tenses efetivas ? Qual destes dois tipos de analise forneceria 
a condiçao mais critica de estabilidade no caso de um corte em uma argila rija, e em 
una argila mole? Justifique. 
8) O que vem a ser ruptura progressiva? Qual a importância deste fenomeno no que 
diz respeito a estudos de estabilidade?