Obras de Terra e Contenções

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Obras de Terra e
Contenções
1 - Obras de terra e contenções na engenharia. Parâmetros geotécnicos. 
Tensões no solo. Obras de terra. Contenções.
Uma colaboração de:
Profa. Dra. Rosele Lima
Prof. Dr. Guillermo Ruperto Martín Cortés
ENGENHARIA CIVIL
Obras de terra e contenções na engenharia
Definição de “Obras de Terra”, pelo Prof. Faiçal Massad:
Uma Obra de Terra pode ser entendida como
uma “estrutura” construída com solo ou blocos
de rocha, isto é, na qual o solo e a rocha são os
materiais de construção.
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Obras de terra e contenções na engenharia
 Como visto em aula anterior, os temas a tratar são:
▪ Taludes – conceitos, tipos.
▪ Movimentos de massa – classificação, analises.
▪ Estabilidade de taludes – condições e fatores de segurança, analise
matemática.
▪ Estabilização e reparo de taludes – sistemas de contenção e drenagem.
▪ Dimensionamento de estruturas de contenção – cálculos.
▪ Conceitos de empuxo do solo – tensões horizontais
▪ Mecânica dos solos – conceitos básicos, pesos de camadas, empuxos, etc.
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Obras de terra e contenções 
na engenharia
As obras de terra podem
ser as barragens de terra
e de enrocamento,
compactação de aterros,
aterros sobre solos
moles e tratamento de
fundações de barragem.
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Obras de 
terra e 
contenções
na
engenharia
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Obras de 
terra e 
contenções
na
engenharia
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Obras de 
Terra e 
Contenções 
na 
Engenharia
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Obras de terra e 
contenções na 
engenharia
 PRINCIPAIS MÉTODOS DE 
CONSTRUÇÃO DAS BARRAGENS DE 
REJEITOS:
 Á MONTANTE
 À JUSANTE
E
 DE LINHA CENTRAL DE 
ALTEAMENTO
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Obras de terra e contenções na engenharia
❖Para poder projetar, desenvolver e construir as denominadas
obras de terra, o Engenheiro Civil se baseia em:
❖Geotecnia : Ramo da ciência que lida com a interferência de
obras de infraestrutura, de qualquer natureza, com a sua
fundação, seja ela em solo ou rocha. A mesma engloba três
ciências:
➢Geologia de Engenharia
➢Mecânica dos Solos
➢Mecânica das Rochas
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Obras de terra e contenções na engenharia
 GEOLOGIA DE ENGENHARIA
 No campo das Geociências, a especialização que enfoca as relações biunívocas
entre o homem e o meio físico geológico recebeu a denominação de Geologia
de Engenharia. (Engineering Geology, Géologie de l’Ingénier, Ingeniería
Geológica) (ABGE)
 Ao longo dos anos desde que esta área nasceu, os conceitos e as
denominações veem se modificando. Inicialmente denominada Geologia
Aplicada, passou a ser denominada Geologia de Engenharia e hoje é conhecida
como Geologia de Engenharia e Ambiental (GEA).
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Obras de terra e contenções na engenharia
 GEOLOGIA DE ENGENHARIA (Continuação)
 “GEA é a ciência dedicada à investigação, estudo e solução de
problemas de Engenharia e do Meio Ambiente decorrentes da
interação entre a geologia e outras ciências correlatas e os
trabalhos e atividades humanas” (Estatutos da ABGE, 2013)
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Obras de terra e contenções na engenharia
Mecânica dos Solos
A Mecânica dos Solos, estuda o comportamento dos
solos ante o avanço das obras civis como quando
tensões são aplicadas, caso das fundações, ou aliviadas,
no caso de escavações, ou perante o escoamento de
água nos vazios.
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Obras de terra e contenções na engenharia
 Mecânica dos Solos (Continuação)
Também poderíamos dizer que Mecânica dos Solos é uma
disciplina da engenharia civil que procura prever o
comportamento de maciços terrosos quando sujeitos a
solicitações provocadas, por exemplo, por obras de
engenharia. Por isso a Mecânica dos Solos é a Ciência da
Engenharia, na qual o engenheiro civil se baseia para
desenvolver seus projetos.
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Obras de terra e contenções na engenharia
• No desenvolvimento da construção civil, alguns científicos
contribuíram para estabelecer as bases do que hoje é conhecida como
a Mecânica dos Solos.
• Gautier (1660 – 1773) iniciou estudos do solo de encostas naturais
(determinação do ângulos de repouso de grãos e a determinação
inicial dos conceitos de muro de arrimo e das pressões laterais.
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Obras de terra e contenções na engenharia
Coulomb, em 1773, publicou o trabalho intitulado:
• “Ensaio sobre a aplicação das regras dos máximos e mínimos a
alguns problemas de estática relacionados com a Arquitetura”.
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Obras de terra e contenções na engenharia
Já no século XIX:
• William John Macquorn Rankine (1820-1872) publicou seu Manual
de Mecânica Aplicada (1858) contribuindo ao estudo da resistência
dos materiais e a teoria estrutural.
• Algumas adições podem ser encontradas em seu Manual de
Engenharia Civil (1862).
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Obras de terra e contenções na engenharia
Na Dinâmica dos Fluidos e na Hidrologia, a lei de Darcy é uma
equação que descreve o fluxo de um fluido através de um
meio poroso.
A lei foi formulada por Henry Darcy baseado nos resultados de
ensaios realizados por ele sobre o fluxo de água através de
leitos de areia e foi publicada em 1856.
Constitui também a base científica da permeabilidade de
fluidos utilizados em ciências da terra.
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Obras de terra e contenções na engenharia
• Karl Terzaghi, eng. civil experiente, é conhecido
internacionalmente como o fundador da Mecânica dos
Solos.
• Em 1936, Terzaghi demonstrou que não se podiam aplicar
aos solos leis teóricas de uso corrente em projetos que
envolviam materiais mais bem definidos, como o concreto e
o aço.
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Obras de terra e contenções na engenharia
• A Física e a Química do mundo dos coloides se integram na
determinação das propriedades e comportamento dos solos
junto com a Geologia o que determina o tratamento correto
dos problemas relacionados com a determinação das
características e propriedades das fundações.
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Obras de terra e contenções na engenharia
 Os solos estão constituídos por conjuntos de partículas com fluidos: água (ou
outro líquido) e ar ocupando os espaços intermediários denominados poros
e fissuras ou fraturas.
 As partículas dos solos, de maneira geral, encontram-se livres para se
deslocar entre si.
 As vezes, pequena cimentação pode ocorrer entre elas, mas em grau
extremamente mais baixo ou fraco, do que nos cristais de uma rocha ou de
um metal, ou nos agregados de um concreto.
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Obras de terra e contenções na engenharia
Mecânica das Rochas
• “Mecânica de rochas é a ciência aplicada e teórica que estuda o
comportamento mecânico das rochas e massas rochosas; é um
braço da mecânica relacionado com as respostas das rochas e
maciços rochosos aos campos de força do seu ambiente físico” US
National Committee of Rock Mechanics (1974)
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Obras de terra e contenções na engenharia
Aplicações da mecânica das rochas
 Comportamento mecânico das rochas quando submetidos a esforços em
ensaios (especialmente de compressão simples e triaxial)
 Mecanismos de deformação dos maciços rochosos
 Critérios de ruptura
 Estabilidade de aberturas subterrâneas e projetos de revestimento e reforço
do maciço rochoso
 Mecanismos de movimento da crosta terrestre (tensões)
 Estabilidade de taludes rochosos
 Energia de fragmentação
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Obras de terra e contenções na engenharia
Alguns Exemplos dessas Aplicações
 Caracterização geomecânica (ensaios)
 Classificação geomecânica (maciço rochoso)
 Abertura de túneis
 Estabilidade de taludes
 Projeto de revestimento em túneis
 Suporte de teto em minas de carvão
 Armazenamento em cavernas
 Instrumentação para monitoramento de tensões e
 deformações em túneis e taludes
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Obras de terra e contenções na engenharia
Geomecânica:
É o estudo do comportamento mecânico do solo e das rochas. Divide-se em
duas disciplinasprincipais: a mecânica dos solos e mecânica das rochas. A
primeira lida com o comportamento do solo desde uma escala pequena até à
escala de um deslizamento de terra. A segunda lida com temas relacionados
com a caracterização de massas rochosas e mecânica de massas rochosas, como
a construção de túneis e perfuração de rocha.
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Obras de terra e contenções na engenharia
25 Ensaios geomecânicos. 
Obras de terra e contenções na engenharia
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Classificação Geomecânica
Obras de terra e contenções na engenharia
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Escavação de Túneis
Obras de terra e contenções na engenharia
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Suporte de teto em mineração
Obras de terra e contenções na engenharia
• Para o geólogo/geotécnico, engenheiro de fundação, muito mais
importante do que a identificação da rocha como material
componente da crosta, é o conhecimento das suas “propriedades
tecnológicas” e do comportamento do maciço rochoso “in situ”,
com suas “separações geológicas” que podem ser diaclases, falhas,
superfícies de estratificação ou descontinuidades de maneira geral.
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Obras de terra e contenções na engenharia
• Maciço rochoso
• O conceito de maciço rochoso confunde-se com o conceito de
rocha: “rocha é o material sólido constituinte da crosta”.
• Assim o maciço rochoso ou massa rochosa inclui também, além do
tipo litológico, todas as suas descontinuidades, tais como sistemas
de diáclases, plano de acamamento, xistosidade e falhas.
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Obras de terra e contenções na engenharia
• Material rochoso.
• E o material constituinte dos blocos de rochas, delimitados pelas
descontinuidades dos maciços rochosos.
• Desprende-se daí, que o material rochoso inclui como
propriedades físicas e mecânicas a densidade, porosidade, coesão,
dureza, resistência mecânica, modulo de ruptura e forma de
ruptura
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Obras de terra e contenções na engenharia
• Rocha intacta. Porção da massa rochosa livre de
descontinuidades, sobre a qual se verificam as
propriedades de resistência mecânica do material
rochoso.
• Não confundir com a definição de rocha sã que é o oposto
de rocha alterada.
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Obras de 
terra e 
contenções 
na 
Engenharia
EMPUXO DO SOLO.
Empuxo de terra, deve ser entendido como a ação produzida
pelo maciço terroso sobre as obras com ele em contato.
Conceito fundamental na análise e projeto de obras como
muros de arrimo, obras de contenções, cortinas em estacas
pranchas, cortinas atirantadas, escoramentos de escavações
em geral, construções em subsolos, encontros de pontes, e
outras situações similares.
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Obras de terra e contenções na engenharia
 Talude
 Denomina-se de talude qualquer terreno inclinado que
esteja limitando um maciço de terra, de rocha ou de terra e
rocha. Os taludes podem ser naturais ou artificiais e
também são conhecidos como barranco, morro e encosta.
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Obras de terra e contenções na engenharia
 Taludes naturais são os formados pela natureza, seja pela ação geológica ou
pela ação da intempérie (chuva, sol, vento, etc.). Sua estrutura está
intimamente ligada ao histórico de tensões sofridas, erosão, tectonismo,
intemperismo, etc.
 Taludes são considerados artificiais quando construídos pela ação humana. As
Figuras 1 e 2 ilustram estes conceitos. E a Figura 3 apresenta as formas
existentes de taludes.
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Obras de terra e contenções na engenharia
Figura 1. Taludes naturais. Figura 2. Taludes artificiais.
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Obras de terra 
e contenções 
na engenharia
Figura 3. Formas de taludes 
(Chorley, 1984).
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Obras de terra e contenções 
na engenharia
 O talude consta de:
crista (parte mais
alta), pé (a mais
baixa).
 A altura do talude
(H) é a diferença de
cota entre a crista e
o pé.
 Figura 4.
Denominação das
partes de um talude
e caminho da água
no solo.
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Obras de terra e contenções na engenharia
Figura 5. Esquema que apresenta as partes do talude
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Obras de terra e contenções na engenharia
NBR-11682 ESTABILIDADE DE TALUDES: PROCEDIMENTOS PRELIMINARES 
OBRIGATÓRIOS DE PROJETOS DE ESTABILIZAÇÃO DE ENCOSTAS E/OU OBRAS DE 
ENGENHARIA EM REGIÕES DE ENCOSTAS.
Levantamento de informações disponíveis
Dados relativos à topografia, geologia, camadas do solo (sondagem) e
informações sobre ocupações, cursos de água, ocorrência de deslizamentos e
demais características que possam auxiliar na elaboração do projeto. Assim
como, consultas de mapas de riscos junto aos órgãos públicos e estudos
disponíveis.
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Obras de terra e contenções na engenharia
NBR-11682 ESTABILIDADE DE TALUDES (Continuação)
Verificação das restrições legais e ambientais e interferências com edificações
presentes, inclusive presença de cabos ou dutos ou outros elementos
enterrados.
Vistoria da área por engenheiro geotécnico ou geólogo. Emissão de Laudo de
Vistoria (Anexo A) com informações sobre o local, tipo de vegetação,
drenagem, relevo, grau de risco, etc. Sendo obrigatório o registro fotográfico e
indicações de pontos importantes em um croqui do local.
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Obras de terra e contenções na engenharia
NBR-11682 ESTABILIDADE DE TALUDES (Continuação)
Avaliação da implantação de medidas emergenciais.
O Laudo de Vistoria servirá de base para esta avaliação, sendo possível a
execução de drenagem, escoramentos, remoção de sobrecarga, revestimento
superficial com lona, evacuação, etc.
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Obras de terra e contenções na engenharia
Movimento de terra
a) Terraplenagem
Terraplenagem é o termo usado para um conjunto de operações que
envolve escavação, carga, transporte, descarga, compactação e
acabamentos executados a fim de transformar um terreno em seu
estado natural para uma nova conformação topográfica desejada.
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Obras de terra e contenções na engenharia
O movimento de terra deve ser precedido pela preparação do terreno. As etapas da 
preparação do terreno são as seguintes:
Desmatamento – retirada da vegetação de grande porte.
Destocamento – retirada dos tocos ou restos de árvores. (Figura 6)
Limpeza – retirada da vegetação rasteira.
Remoção da camada vegetal – camada com presença significativa de matéria 
orgânica, não serve para reaterro. Esta camada é uma camada que será descartada, 
por isto este volume de material não pode ser considerado no reaproveitamento do 
material de corte.
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Obras de terra e contenções na engenharia
Figura 6. Destocamento com auxilio de máquina. 45
Obras de terra e contenções na engenharia
 O movimento de terra básico quando se trata de edificações, refere-
se a operações de corte, aterro ou mista. Conforme ilustrado nas 
Figuras de 7 a 9.
 Em alguns casos são necessárias outras operações, tais como a troca 
de solo e a execução de valas e trincheiras (dimensão maior).
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Obras de terra e contenções na engenharia
Figura 7. Corte. Onde há retirada de material.
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Obras de terra e contenções na engenharia
Figura 8. Aterro. 
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Obras de terra e contenções na engenharia
 Aterro é a área que se enche, com material de boa
qualidade. Pode-se usar material retirado do corte ou buscar
em área de empréstimo. Utiliza-se para realizar o
nivelamento do terreno ou elevar determinadas áreas
conforme o projeto de implantação.
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Obras de terra e contenções na engenharia
 Figura 9. Seção Mista.
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Obras de terra e contenções na engenharia
Os aterros devem ser
realizados acompanhados
dos serviços de
compactação. Para
pequenas áreas a
compactação é feita com
auxílio de equipamentos.
Exemplo na Figura 10.
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Figura 10 - Sapo mecânico para
compactação do solo.
Obras de terra e contenções na engenharia
Serviços que deverão preceder a escavação,caso haja necessidade de
contenção de edificações vizinhas (com perfis metálicos ou paredes
diafragmas):
 Sondagem do terreno – fornece informações sobre a camada do solo, nível
de água.
 Cota de fundo da escavação – definição da cota final da escavação.
 Níveis da vizinhança – verificação de estruturas de contenção na vizinhança,
para determinação da cota de partida para início dos taludes periféricos.
 Projeto do canteiro – compatibilização com os serviços de movimento de
terra a serem realizados no canteiro.
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Obras de terra e contenções na engenharia
Tipos de movimentação do solo.
Segundo a Associação Brasileira de Geologia de Engenharia (ABGE, 1998), a
execução de cortes nos maciços pode condicionar movimentos de massa ou,
mais especificamente, escorregamento de taludes, desde que as tensões
cisalhantes ultrapassem a resistência ao cisalhamento dos materiais, ao longo
de determinadas superfícies de ruptura. Os taludes provenientes da má
execução de aterros podem também levar ao movimento de massas de solos. A
Tabela 1 apresenta os principais tipos de movimentos de massa em encostas.
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Obras de 
terra e 
contenções 
na 
engenharia
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Obras de terra e contenções na engenharia
 Rastejo - é caracterizado por escorregamentos lentos onde a causa
está relacionada a efeitos causados pela variação de temperatura e
umidade. Pode ser observado na superfície, devido à inclinação de
árvores, postes, fraturamento da superfície do solo e de pavimentos,
além do estufamento de porções do solo (Figuras 11 e 12). Os
rastejos são bons indicadores da ocorrência eminente de
escorregamentos.
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Obras de terra e contenções na engenharia
 Figura 11. Movimento de massa por rastejo.
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Obras de terra e contenções na engenharia
Figura 12. Solo em perfil e foto mostrando a inclinação das árvores,
postes, etc. (Rastejo) 22/02/2019
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Obras de terra e contenções na engenharia
 Escorregamentos
 Dentre os processos de movimentos de massa, os mais
frequentes na região sudeste do Brasil e principalmente na
Serra do Mar, são os escorregamentos. O termo
escorregamento tem diversos sinônimos de uso mais
generalizado na linguagem popular como deslizamento, queda
de barreira, desbarrancamento, os quais equivalem ao
“landslide” da língua inglesa.
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Obras de terra e contenções na engenharia
 Escorregamentos são movimentos rápidos, de porções de terrenos
(solos e rochas), com volumes definidos, deslocando-se sob ação da
gravidade, para baixo e para fora do talude ou da vertente (Figura 13).
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Figura 13. 1. Desenho esquemático de um escorregamento, com a indicação dos elementos 
que o constituem. Fonte: ABNT. 2. Corrida de lama, com a indicação dos elementos que o 
constituem. Fonte: Skinner & Porter (2003).
Obras de terra e contenções na engenharia
Em termos gerais, o escorregamento ocorre quando a relação entre a resistência ao
cisalhamento do material e a tensão de cisalhamento na superfície potencial de
movimentação decresce até atingir uma unidade, no momento do escorregamento
(Guidicini & Nieble, 1984). Ou seja, no momento em que a força gravitacional vence o
atrito interno das partículas, responsável pela estabilidade, a massa de solo
movimenta-se encosta abaixo. Normalmente, a infiltração de água no maciço de solo
provoca a diminuição ou perda total do atrito entre as partículas. Quando o solo atinge
o estado de saturação com perda total do atrito entre as partículas, em processo
conhecido como solifluxão, passa a se mobilizar encosta abaixo, formando os
movimentos de escoamento do tipo corridas.
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Obras de terra e contenções na engenharia
 Evolução de escorregamento para corrida:
Uma das causas mais importantes que levam à perda de coesão e
consequente ruptura de um material de encosta é a presença de água. E é
fácil entender a razão disso. Quem já construiu um castelo de areia na praia
sabe que, quando seca, a areia é instável e difícil de moldar. Quando
umedecida, no entanto, a força de atração capilar entre os grãos e os poros
cheios de água torna a areia passível de ser moldada. Se, no entanto, for
acrescentado excesso de água, a areia fica saturada e perde a coesão. Torna-
se fluida.
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Obras de terra e contenções na engenharia
 Tipos de superfície de ruptura:
 De acordo com Guidicine e Nieble (1983) a ruptura de um
talude pode ocorrer de muitas formas, sendo determinada, na
maioria das vezes, pela presença de descontinuidades pré-
existentes.
 A Figura 14 mostra a forma de ruptura em taludes rochosos
segundo Hoek & Londe (1974).
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Obras de terra e contenções na engenharia
 Figura 14
 Mostra a forma 
de ruptura em 
taludes 
rochosos
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Obras de terra e contenções na engenharia
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Obras de terra e contenções na engenharia
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Obras de terra e contenções na engenharia
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Obras de terra e contenções na engenharia
 Corridas
 Corridas são formas rápidas de escoamento de caráter
essencialmente hidrodinâmico, ocasionadas pela perda de atrito
interno das partículas de solo, em virtude da destruição de sua
estrutura interna, na presença de excesso de água. Estes movimentos
são gerados a partir de grande aporte de materiais como solo, rocha e
árvores que, ao atingirem as drenagens, formam uma massa de
elevada densidade e viscosidade. A massa deslocada pode atingir
grandes distâncias com extrema rapidez, mesmo em áreas pouco
inclinadas, com consequências destrutivas muito maiores que os
escorregamentos (Figura 18).
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Obras de terra e contenções na engenharia
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Obras de terra e contenções na engenharia
 Quedas
A queda de blocos é outro tipo de movimento gravitacional de massa comum nas
escarpas da Serra do Mar. Define-se uma queda de blocos como uma ação de
queda livre a partir de uma elevação, com ausência de superfície de
movimentação.
Nos penhascos ou taludes íngremes, blocos e/ou lascas dos maciços rochosos
deslocados pelo intemperismo, caem pela ação da gravidade (Figura 19). A queda
pode estar associada a outros movimentos como saltação, rolamento dos blocos
e fragmentação no impacto com o substrato. As causas das quedas de blocos são
diversas: variação térmica do maciço rochoso, perda de sustentação dos blocos
por ação erosiva da água, alívio de tensões de origem tectônica, vibrações e
outras.
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Obras de terra e contenções na engenharia
Figura 19. Queda de blocos rochosos em Santos, 1992 e 2009. Fonte: Acervo IG.
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Obras de terra e contenções na engenharia
Tabela 2 - Classificação dos movimentos de encosta segundo Varnes (1978).
71Mais utilizada internacionalmente.
Obras de terra e contenções na engenharia
 Figura 20. Escala 
de velocidades 
de movimentos 
(Segundo 
Varnes, 1978)
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Obras de terra e contenções na engenharia
 Tipos de movimento de terra, seguindo a classificação de Varnes:
 Rotacional 
 Apresenta como característica mais comum, a geração de uma 
superfície curva com a concavidade voltada para cima, sendo que as 
fissuras expostas após movimentação são concêntricas em planta e 
côncavas na direção do movimento (Figura 21).
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Obras de 
terra e 
contenções 
na 
engenharia
Fig. 21 
Escorregamentos 
rotacionais em 
diferentes tipos 
materiais. Adap. 
De Varnes, 1958
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Obras de terra e contenções na engenharia
Os escorregamentos rotacionais podem ser múltiplos conforme mostra a 
Figura 22 e, na realidade, ocorrem sob a forma tridimensional (Figura 23).
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Fig. 22 Escorregamento rotacional múltiplo. Fig. 23 Escorregamento tridimensional
Obras de terra e contenções na engenharia
➢Translacional 
 Os escorregamentos translacionais se caracterizam pela
presença de descontinuidadesou planos de fraqueza (Figura
24). São escorregamentos onde o material em movimento
apresenta grande deformação, sendo que a massa se rompe
por cisalhamento.
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Obras de terra e contenções na engenharia
 Fig. 24 Alguns tipos de escorregamento translacionais, em detrito e 
em rocha. 01/03/2019
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