Aula12EstabilidadedeTaludes_20191114165840

Prévia do material em texto

Aula 12 –
Análise da Estabilidade de 
Taludes
Fundações e Obras 
de Terra
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 14
INTRODUÇÃO
❑ Talude é 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).
14/11/2019
❑ 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.
INTRODUÇÃO
Fundações e Obras de Terra - Aula 13
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
❑ O movimento de massa é descrito como qualquer
deslocamento de um determinado volume do solo. Em geral,
os autores descrevem o movimento de massa com
processos associados a problemas de instabilidade de
encostas. Isto resultou em diversas classificações , sendo a
de Varnes,1978 a mais utilizada internacionalmente.”.
MOVIMENTOS DE MASSA
14/11/2019
❑ Rastejos (creep).
Fundações e Obras de Terra - Aula 13
TIPOS DE MOVIMENTOS DE MASSA
14/11/2019Mecânica dos Solos
❑ Escorregamentos.
TIPOS DE MOVIMENTOS DE MASSA
Mecânica dos Solos
❑ Quedas e tombamentos de rochas.
TIPOS DE MOVIMENTOS DE MASSA
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
ANÁLISE DA ESTABILIDADE DE TALUDES
❑ Os métodos para a análise da estabilidade de taludes, fazem
uma abordagem estática dos problemas de estabilidade e
baseiam-se na hipótese de haver equilíbrio numa massa de
solo, tomada como corpo rígido-plástico, na iminência de
entrar em um processo de escorregamento.
❑ Denominação geral de “Métodos de equilíbrio-limite”.
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
❑ Comparação entre a resistência ao cisalhamento do solo e as
solicitações atuantes
❖ Forças atuantes – peso da massa de solo e sobrecargas
❖ Determinação das tensões de cisalhamento induzidas –
resistência ao cisalhamento do solo
MÉTODO DO EQUILÍBRIO LIMITE
ANÁLISE DA ESTABILIDADE DE TALUDES
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
❑ Para avaliar a estabilidade de um determinado talude, é
necessário definir / estimar:
❖ Geometria do talude
❖ Parâmetros de resistência ao cisalhamento do solos
envolvidos (c’, ϕ’, Su)
ANÁLISE DA ESTABILIDADE DE TALUDES
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
❑ Hipóteses de geometria da superfície de ruptura
❖ Planar
▪ Taludes íngrimes
▪ Talude infinito / escorregamento de massas
❑ Circular
❖ Observações mostram tendência de superfícies de ruptura
com forma conchoidal / circular
❑ Outras geometrias mais complexas
ANÁLISE DA ESTABILIDADE DE TALUDES
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
❑ Fator de Segurança (FS): estima em quanto a resistência
ao cisalhamento do solo ao longo da superfície de ruptura
supera os esforços solicitantes = margem de segurança →
depende do tipo e do contexto da obra, separando fase
construtiva daquela operacional.
❖ Equilíbrio de forças
❖ Equilíbrio de momentos
Em Normas Técnicas e a Boa Prática impõe que FS ≥ 1,5
ANÁLISE DA ESTABILIDADE DE TALUDES
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
QUAL A SUPERFÍCIE GEOMÉTRICA NA QUAL SE 
DESENVOLVE A CONDIÇÃO DE RUPTURA MAIS 
CRÍTICA?
❑ Processo tentativo – busca da superfície de menor
fator de segurança
ANÁLISE DA ESTABILIDADE DE TALUDES
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
SUPERFÍCIES DE RUPTURA - TIPOS
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
MÉTODOS DE CÁLCULO DE ESTABILIDADE DE TALUDES
❑ Métodos de equilíbrio limite
❖ Método Sueco (das “fatias” ou lamelas)
▪ Método de Fellenius
▪ Método de Bishop / Bishop simplificado
▪ Método de Janbu / Janbu simplificado
▪ Método de Morgenstern-Price
▪ Método de Spencer
▪ Método de Sarma
❖ Método das cunhas
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
MÉTODOS DE CÁLCULO DE ESTABILIDADE DE TALUDES
❑ Os métodos se distinguem entre si pelas hipóteses
simplificadoras que cada um adota, geralmente associadas à
consideração da distribuição interna de esforços interlamelas.
❑ Alguns métodos são mais conservadores do que outros em
função do nível de simplificação
❑ Métodos mais atuais consideram o caráter estatístico dos
problemas
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
PRESSUPOSTOS DOS MÉTODOS DE EQUILÍBRIO LIMITE
❑ Comportamento do solo assumido como rígido plástico
perfeito.
❑ Equações de equilíbrio estático até a eminência de ruptura
(na realidade o processo é evolutivo/dinâmico).
❑ O FS é constante ao longo da superfície de ruptura (na
realidade o processo pode ser progressivo).
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
EQUILÍBRIO LIMITE
❑ Estática
❑ Equilíbrio dos esforços na horizontal, na
vertical e somatório de momentos é nulo.
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 14
EQUILÍBRIO LIMITE
BISHOP E FELLENIUS:
❑ Superfície de ruptura –
arco de circunferência.
❑ Massa de solo
subdividida em lamelas.
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
FATOR DE SEGURANÇA – Dedução da fórmula com 
base no equilíbrio de momentos
❑ Momento das forças
atuantes:
❑ Momento das forças
resistentes:
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
FATOR DE SEGURANÇA
❑ No equilíbrio – eminência da ruptura
❑ Fator de segurança – relação entre o esforço resistente
disponível e o esforço solicitante.
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
MÉTODO DE FELLENIUS
❑ Método conservativo : tende a
fornecer valores baixos de FS
❑ Equilíbrio de forças na
direção normal às bases das
lamelas
❑ Para pressões neutras
elevadas o método pode
induzir ao erro
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
MÉTODO DE FELLENIUS
14/11/2019
PARÂMETROS DE RESISTÊNCIA
❑ Resistência ao cisalhamento depende:
➢ Nível de tensões (vertical efetiva)
➢ Condições de drenagem
➢ Trajetória e história de tensões
➢ Estrutura dos solos
❑ Parâmetros de resistência
➢ Coesão efetiva (c´)
➢ Coesão não drenada (Su)
➢ Ângulo de atrito interno (f´)
14/11/2019
PARÂMETROS DE RESISTÊNCIA
❑ Análise de estabilidade de barragem de terra:
➢ Final de construção
❑ Talude de jusante
❑ Não há tempo para dissipação da pressão neutra (parâmetros rápidos,
sem dissipação). Ensaios UU (Não adensando, não drenado)
➢ Barragem em operação
❑ Talude de jusante
❑ NA máximo
❑ Ensaios rápidos ou lentos, adensados (CU ou CD)
➢ Rebaixamento rápido
❑ Talude de montante
❑ Ensaios rápidos, adensados não drenados
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
TIPOS DE CONTENÇÃO
❑ Muros de gravidade são estruturas cuja estabilidade é
função apenas do seu peso próprio.
➢ Concreto;
➢ Alvenaria de pedras (secas ou argamassadas);
➢ Gabiões;
➢ ‘Crib Wall’;
➢ Sacos de solo – cimento;
➢ Pneus, etc
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
TIPOS DE CONTENÇÃO – MUROS 
Muros de Gravidade: resiste aos empuxos horizontais pelo
peso próprio. Para conter pequenos desníveis (até 5 metros).
TIPOS DE CONTENÇÃO – MUROS 
➢ Muros de gabiões:
➢ Muros tipo ‘Crib Wall’:
Fundações e Obras de Terra - Aula 13
TIPOS DE CONTENÇÃO – MUROS 
➢ Outras variantes de muros de gravidade: muros de sacos de
solo – cimento e muro de pneus
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
➢ Muros de Flexão: seção transversal em forma de L ou T
invertido, que resistem aos empuxos por flexão, utilizando
parte do peso próprio do maciço que se apoia sobre a base
do L ou T. Em geral são antieconômicos para alturas acima
de 5 a 7 metros.
TIPOS DE CONTENÇÃO – MUROS 
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
➢ Muros de Contrafortes: são estruturas em concreto armado
dotadas de contrafortes para aumentar a rigidez do muro.
TIPOS DE CONTENÇÃO – MUROS 
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
❑ Aterros Reforçados:
➢ Terra Armada;
➢ Geossintéticos.
TIPOS DE CONTENÇÃO – ATERROS REFORÇADOS
14/11/2019Fundaçõese Obras de Terra - Aula 13
TIPOS DE CONTENÇÃO – CORTINAS
❑ Cortinas de estacas – pranchas:
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
❑ Solo Grampeado (‘Soil Nailing’): é um sistema de
contenção, aplicado a cortes, que emprega chumbadores,
concreto projetado e drenagem (superficial e profunda). A
partir do corte executado ou existente, inicia-se a execução da
primeira linha de chumbadores, aplicação do revestimento de
concreto projetado e execução da drenagem, e assim
sucessivamente, até o fundo da escavação. Para um talude já
cortado, pode-se trabalhar de forma ascendente ou
descendente, de acordo com a conveniência da obra.
TIPOS DE CONTENÇÃO – SOLO GRAMPEADO
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
TIPOS DE CONTENÇÃO – SOLO GRAMPEADO
1 - Escavação
2 – Instalação dos grampos
3 – Jateamento do concreto 
4 - Escavação
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
TIPOS DE CONTENÇÃO – SOLO GRAMPEADO
Concreto Projetado
Drenos Horizontais 
Profundos (DHP’s)
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
❑ Cortinas Atirantadas: são estruturas constituídas por placas
de concreto que são ancoradas no terreno por tirantes,
elementos que permitem transferir, por tração, esforços para o
interior do maciço. Os tirantes podem ser de barra, de fios e
de cordoalha e sua instalação ocorre de cima para baixo, de
acordo com o avanço da escavação (comumente com um
sistema de drenagem associado).
TIPOS DE CONTENÇÃO – CORTINA ATIRANTADA
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
TIPOS DE CONTENÇÃO – CORTINA ATIRANTADA
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
TIPOS DE CONTENÇÃO – CORTINA ATIRANTADA
14/11/2019Fundações e Obras de Terra - Aula 13
TIPOS DE CONTENÇÃO – CORTINA ATIRANTADA
Tirante
Drenos