Trabalho Geotecnia III - Talude

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UPFUNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO 
FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DA ESTABILIDADE DE TALUDES 
 
 
 
 
 
Disciplina: Geotecnia III 
Professor: Márcio Felipe Floss 
Acadêmicos: Cristina Izotton 
Lívia Carrard 
Sauro Matias Casteli 
Tobias Perin 
Vanessa De Carli Zanotto 
Passo Fundo, Novembro de 2014 
 
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SUMÁRIO 
 
 
INTRODUÇÃO ................................................................................................... 3 
OBJETIVOS ....................................................................................................... 3 
1 IDENTIFICAÇÃO DO TALUDE ...................................................................... 4 
2 CARACTERIZAÇÃO DA GEOMETRIA DO TALUDE .................................... 8 
3 DEFINIÇÃO DOS PARÂMETROS DOS MATERIAIS .................................. 10 
4 DEFINIÇÃO DAS SOLICITAÇÕES .............................................................. 12 
5 ANÁLISE DA ESTABILIDADE ..................................................................... 13 
CONCLUSÕES ................................................................................................ 17 
REFERÊNCIAS ................................................................................................ 18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUÇÃO 
 
 
O solo é a base da maioria das obras de engenharia, sendo que em muitas 
delas são necessários taludes de cortes originais de escavações ou taludes 
artificiais (aterro) para se alcançar o nivelamento desejado do solo. Essa é 
considerada, ainda, a forma mais barata de estabilização de solos em obras, sendo 
assim, é necessário o correto conhecimento de suas propriedades, assim como dos 
métodos de cálculo, buscando sempre satisfação econômica e de segurança. 
A região Norte do Rio Grande do Sul apresenta fisiografia ligeiramente 
ondulada, mais especificamente a cidade de Ciríaco, apresenta dois tipos de relevo, 
onde no sul do município (1/3 da área) é formado por terrenos acidentados de 
encostas íngremes e pedregosas e a região centro-norte é formada por terrenos 
ondulados (continuidade do Planalto Médio). 
Com base neste contexto, este estudo buscou, através de simulações em 
software, criar situações próximas da realidade e, através de análises, identificar as 
variáveis que influenciam no fator de segurança – as mais importantes e sua 
influência. 
 
 
OBJETIVOS 
 
 
Nosso trabalho tem por objetivo a realização de variadas análises geotécnicas 
de um mesmo talude – utilizando o método das fatias – onde serão analisados os 
parâmetros que influenciam no fator de segurança, como a variação na coesão, a 
presença e a altura do lençol freático. Para tal análise se fará uso do software 
Geoslope, sugerindo-se alternativas de nível de água e sobrecarga para que tal 
talude se mantenha estável e sem risco de futuras rupturas. 
 
 
 
 
 
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1. IDENTIFICAÇÃO DO TALUDE 
 
 
Talude pode ser definido como “uma superfície de solo exposta que forma um 
ângulo com a superfície horizontal” (Leite, D. 2010). Taludes podem ser 
classificados como artificial ou natural. 
Os taludes naturais são geralmente conhecidos como encostas sendo sua 
denominação realizada através de estudos geotécnicos. Foram formados há muitos 
milhões de anos e comumente são encontrados nas encostas de montanhas. Já os 
taludes artificiais são os declives de aterros diversos construídos pelo homem, onde 
as ações humanas são responsáveis pelas alterações nas paisagens, modificando a 
vegetação, alterando topografias e atuando sobre os fatores ambientais. 
 Portanto, um talude pode claramente ser entendido como sendo uma 
superfície inclinada que delimita um maciço terroso, ou um maciço rochoso, ou ainda 
um maciço composto por solo e rocha. 
 
 
Figura 1: Representação esquemática (corte) de um talude.
 
Fonte: Avaliação dos métodos para cálculo de estabilidade de taludes em maciço 
terroso. 
 
 
O plano horizontal é considerado a situação mais estável (equilibrada), sendo 
assim é uma ação natural que os materiais componentes do talude busquem essa 
estabilidade, através do escorregamento do solo constituinte, onde a gravidade é a 
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responsável pela movimentação dos materiais – movimento de ruptura. A ruptura 
dos solos é quase sempre um fenômeno de cisalhamento. 
 
 
Figura 2: Representação das componentes responsáveis pela estabilidade do 
talude. 
 
Fonte: Noções de estabilidade de taludes e contenções. 
 
 
A força de ruptura (instabilizadora) supera a resistência ao cisalhamento do 
solo ao longo da superfície de ruptura. Entende-se que existe uma camada de solo 
em torno da superfície de cisalhamento que perde as suas características durante o 
processo de ruptura, formando a zona cisalhada. Há inicialmente a formação dessa 
zona cisalhada e, em seguida, o desenvolvimento da superfície de cisalhamento 
direto. (BRAJA DAS, 2007). 
A resistência ao cisalhamento de um solo pode ser definida como a máxima 
tensão de cisalhamento que o solo pode suportar sem sofrer ruptura, ou a tensão de 
cisalhamento do solo no plano em que a ruptura estiver ocorrendo (PINTO, 2002). 
 
 
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Figura 3: Ocorrência de ruptura do talude.
 
Fonte: (BRAJA DAS, 2007). 
 
 
O talude ao qual foi realizada a análise geotécnica encontra-se na entrada do 
município de Ciríaco, como pode ser visto na Figura 4. É caracterizado como sendo 
um solo homogêneo, identificado como solo saprolítico. Após, podem ser vistas 
algumas fotos do local, onde foram realizadas as medições para a realização deste 
trabalho. 
 
Figura 4: Localização do talude – vista aérea. 
 
Fonte: Prefeitura Municipal de Ciríaco. 
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Figura 5: Vista frontal do talude.
 
Fonte: Prefeitura Municipal de Ciríaco. 
 
 
Figura 6: Vista da crista do talude – local onde se concentra a sobrecarga (estátua 
do Cristo). 
 
Fonte: Fonte: Prefeitura Municipal de Ciríaco. 
 
 
 
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Figura 7: Integrante do grupo no local. 
 
Fonte: Dos autores. 
 
 
2. CARACTERIZAÇÃO DA GEOMETRIA DO TALUDE 
 
 
 A partir das medições realizadas com auxílio de trena, foram obtidas as 
dimensões e geometria do respectivo talude. O talude analisado possui uma carga 
aplicada na sua crista, sendo tal carga a estátua do Cristo, com as respectivas 
medidas apresentadas na figura abaixo (Figura 8). 
 
 
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Figura 8: Informações e dados técnicos da estátua do Cristo. 
 
Fonte: Prefeitura Municipal de Ciríaco. 
 
 
 A figura a seguir (Figura 9) apresenta um croqui esquemático do talude, 
conforme as medidas realizadas no local pela integrante do grupo. 
 
 
Figura 9: Corte esquemático do talude. 
 
Fonte: Dos autores. 
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A tabela apresentada abaixo (Tabela 01) traz um resumo dos parâmetros 
coletados em campo – medições realizadas e principais características. 
 
 
Tabela 01 – Características do talude. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. DEFINIÇÃO DOS PARÂMETROS DOS MATERIAIS 
 
 
Através de pesquisas foram encontrados os parâmetros dos materiais e as 
características do solo do respectivo talude. Nota-se que a região Norte do Rio 
Grande do Sul é caracterizada pela presença abundante de latossolo e presença 
pontual de chernossolo, como apresentado na figura abaixo (Figura 10). 
 
 
 
 
 
 
 
Parâmetros Observados ResultadosAltura total 45,6 m 
Altura da parte inclinada 15,2 m 
Altura do pé do talude 30,4 m 
Extensão da inclinação 43,4 m 
Ângulo de inclinação horizontal 21° 
Comprimento total 104,2 m 
Presença de lençol freático Não 
Presença de estrutura de contenção Não 
Presença de vegetação Sim – grama e pequenas árvores 
Presença de carga 42,9 KPa 
Tipo do Solo Saprolítico 
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Figura 10: Classificação dos solos do Rio Grande do Sul. 
 
Fonte: Secretaria de Planejamento, Gestão e Participação Cidadã do Rio Grande do 
Sul. 
 
 
Os latossolos são argilosos, profundos, bem drenados e com perfil 
homogêneo, já os chernossolos são solos escuros no horizonte A, devido à 
presença de material orgânico. Possuem alta fertilidade química e podem ser rasos 
ou profundos. 
A região do município de Ciríaco apresenta solo chernossolo argilúvico, 
podendo ser raso ou profundo, é normalmente mais poroso (apresenta boa 
permeabilidade) e é constituído 
de alto teor de matéria orgânica 
– cores escuras no horizonte 
superficial – como demonstrado 
na figura ao lado. 
 
 
Figura 11: Característica do 
chernossolo. 
Fonte: Embrapa. 
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Como não tínhamos conhecimento de nenhuma análise realizada no solo nas 
proximidades do talude e não foram encontrados dados do solo da cidade de 
Ciríaco, utilizaram-se parâmetros de um solo conhecido, baseando-se nas 
características apresentadas do talude. 
O solo definido foi o saprolítico, pois um corte do talude (onde passa uma 
estrada) é constituído por um só tipo de solo (homogêneo), o qual apresentava 
rochas alteradas que possuem baixa resistência ao manuseio. No artigo 
“Mineralogia, intemperismo e comportamento geotécnico de solos saprolíticos de 
rochas vulcânicas da formação serra geral.” encontramos os dados do solo 
saprolítico da região próxima a Ciríaco. Desse respectivo artigo retiramos os 
parâmetros de peso específico natural (úmido) do solo, ângulo de atrito e coesão 
(mínima). Na tabela abaixo (Tabela 2) encontram-se relacionados os parâmetros 
utilizados nas análises. 
 
 
Tabela 2 – Parâmetros dos materiais que compõe o talude 
Parâmetro Valor 
ϒn 16,4 KN/m³ 
ϕ 26° 
C 17,5 KPa 
Fonte: RIGO, Marcelo L. Mineralogia, intemperismo e comportamento geotécnico de 
solos saprolíticos de rochas vulcânicas da formação serra geral. 
 
 
4. DEFINIÇÃO DAS SOLICITAÇÕES 
 
 
 Como identificado pelo grupo e já descrito anteriormente, existe na crista do 
talude uma sobrecarga da estátua do Cristo. Para realizarmos as análises, foram 
elaboradas três diferentes situações para os parâmetros listados na Tabela 2. 
 Aparentemente não há existência de lençol freático no local. Por isso, 
consideramos as três hipóteses com presença e variação da altura do nível d’água. 
Em uma das situações o nível de água se encontra a 2 m abaixo da crista do talude 
– condição de saturação – o que não corresponde a uma situação provável, mas 
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pode ser arbitrada pela ocorrência de chuvas de maior intensidade, representando 
assim a situação mais crítica para ruptura do talude. Na segunda situação, o nível d’ 
água se encontra no meio do talude (a 20,60 m do pé) e a terceira situação 
apresenta o nível d’ água a 2,374 m acima do pé do talude. 
 Como o software foi utilizado na versão estudantil, não foi possível 
acrescentar sobrecarga no talude, por isso, calculamos uma altura de solo, que foi 
acrescentada na crista do mesmo, que provoca o mesmo efeito de sobrecarga da 
estátua. 
 Para isso se fez uso dos seguintes cálculos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A = 36,11 m² 
 
 
 σ = 42,9 KPa = 429 KN/m² 
 
 
 
 
 
 
 
 H = 26,16 m 
 
Onde, o 429 KN/m² é a carga aplicada pela estátua do Cristo, e o 16,4 KN/m³ 
é o peso específico do solo sem coesão. O que resultou em 26,16 m, que foi 
acrescentado na crista do talude, representando assim a sobrecarga da estátua. 
 
 
5. ANÁLISE DA ESTABILIDADE 
 
 
Foram analisadas 3 situações, com diferentes níveis do lençol freático, todas 
elas com mesmo peso específico (ϒn = 16,4 kN/m³), coesão (C= 17,5 KPa) e ângulo 
de atrito (ϕ = 26°), na condição drenada pois o solo em estudo (Solo Saprolítico) é 
um solo drenado, além disso a versão estudantil do Software aceita apenas a 
condição drenada. 
 
 
 
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Situação 1: Com sobrecarga e com nível de água 2 metros abaixo da crista ou 
coroamento do talude. 
 
 
Na situação 1, o fator de segurança está na ordem de 1,305 o que mostra que 
o talude não estaria rompendo, porém uma chuva mais intensa poderia causar sua 
instabilidade, nessa análise o nível do lençol freático está a 2m da crista da talude, 
porém conhecendo a região e tendo em vista que esta é uma encosta natural antiga, 
que passou por diversas intempéries ao longo dos anos e se encontra intacta, 
podemos afirmar que este nível do lençol freático não condiz com a realidade e que 
o talude se mantém estável. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Situação 2: Com sobre carga e com o nível de água no meio do talude (20,60 metros 
do pé do talude). 
 
 
A situação 2 apresenta um fator de segurança de 2,374, o que mostra que o 
talude está estável, ele não romperia em nenhuma hipótese, essa situação se 
mostra mais condizente com a realidade encontrada no local, pois como já foi dito 
acima o talude é antigo e nunca sofreu qualquer ruptura, o nível do lençol freático 
está a 20,60 metros do pé do talude, o que provavelmente não interfere na 
envoltória de ruptura. 
 
 
Situação 3: Com sobrecarga e nível de água 2 metros acima do pé do talude. 
 
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Nessa situação, o fator de segurança ficou na ordem de 2,374, como 
podemos notar o fator de segurança ficou o mesmo do que o com o nível de água no 
meio do talude, isso confirma que esses níveis de água muito abaixo da envoltória 
de ruptura não interferem no fator de segurança. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CONCLUSÕES 
 
 
 Com base nos conhecimentos teóricos adquiridos nas aulas da disciplina de 
Geotecnia III e aplicados no decorrer deste estudo, o grupo conseguiu algumas 
conclusões de extrema relevância. 
 Notamos que existem diversos fatores que precisam ser considerados nas 
análises geotécnicas e que muitas vezes, acabam passando despercebidos. Peso 
específico do solo, coesão e ângulo de atrito, por exemplo, são dados que não 
podem ser esquecidos pelos profissionais da área. Chegar até estas informações, 
tendo certeza de que as mesmas são de fontes confiáveis, nem sempre é uma 
tarefa fácil, e isto foi detectado pelo grupo no momento da pesquisa. 
 Em relação ao talude, podemos afirmar que o mesmo está estável, pois com 
os diferentes níveis de água e com a sobrecarga, o fator de segurança ficou superior 
a 1 em todas as situações. O lençol freático foi colocado em situações criticas, para 
que se pudesse prosseguir com os estudos. Isto prova que, além de tudo, o grupo 
operou o software de forma correta, pois a área em estudo é conhecida pelos 
mesmos, e nunca houve registro de alguma instabilidade, o que garante segurança 
e tranquilidade a toda a população da região, visando também, nenhum prejuízo 
financeiro aos mesmos. 
 Desta forma, concluímos o trabalho com uma boa parcela de conhecimento 
agregado, e com a certeza que todo o esforço foi proveitoso. Erros aconteceram e 
foramcorrigidos, e nos cabe ter a consciência que isto é normal para quem tem 
pouca afinidade com as ferramentas tecnológicas disponíveis e está manuseando-as 
pela primeira vez, como foi o caso. Doravante, cabe aplicar os conhecimentos 
adquiridos quando solicitados, sempre visando a economia, segurança e o trabalho 
ético e honesto. 
 
 
 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
 
 
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<http://www.ebah.com.br/content/ABAAABpxsAH/taludes-mecanica-dos-solos>. 
Acesso em: 27 out. 2014. 
 
 
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<http://www.cesec.ufpr.br/docente/andrea/TC019/TC019/Taludes.pdf>. Acesso em: 
27 out. 2014. 
 
 
Avaliação dos métodos para cálculo de estabilidade de taludes em maciço terroso. 
Disponível em: <http://www.projetos.unijui.edu.br/petegc/wp-
content/uploads/2010/03/TCC-Rafael-Horst.pdf>. Acesso em: 27 out. 2014. 
 
 
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<http://www.ciriaco.rs.gov.br/pontos_turisticos.php>. Acesso em: 27 out. 2014. 
 
 
Economia – Solos – Secretaria de Planejamento, Gestão e Participação Cidadã do 
Rio Grande do Sul. Disponível em: < http://www.scp.rs.gov.br/atlas/conteudo.asp? 
cod_menu_filho=819&cod_menu=817&tipo_menu=ECONOMIA&cod_conteudo=148
4>. Acesso em: 27 out. 2014. 
 
 
Solos do Rio Grande do Sul. Disponível em: < http://pt.slideshare.net/ 
alessandrosamuelrosa/ solos-do-rio-grande-do-sul>. Acesso em: 27 out. 2014. 
 
 
Chernossolos – Embrapa. Disponível em: < http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/ 
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27 out. 2014. 
 
 
Bastos, Cezar. Resistencia ao Cisalhamento dos Solos. Fundação Universidade do 
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BRAJA, Das M. Fundamentos de Engenharia Geotécnica. 1941. 6. ed. rev. Tradução 
All Tasks; - São Paulo: Thomson Learning, 2007. 
 
 
RIGO, Marcelo L. Mineralogia, intemperismo e comportamento geotécnico de solos 
saprolíticos de rochas vulcânicas da formação serra geral. Tese. Porto Alegre, Out. 
2005.