04-ESTABILIDADE DE ENCOSTAS E TALUDES

Prévia do material em texto

1 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
ESTABILIDADE DE ENCOSTAS E TALUDES 
 
1. MOVIMENTOS GRAVITACIONAIS DE MASSA 
 
1.1. Introdução 
Em todo o planeta, vales em regiões montanhosas têm experimentado um acelerado 
processo de ocupação como resultado do crescimento populacional, e consequentemente uma 
crescente demanda de áreas para ocupação urbana, agricultura e mineração (TURNER e 
JAYAPRAKASH, 1996). Essas áreas, no entanto, são frequentemente palco de instabilidades 
de encosta. Assim, movimentos gravitacionais de massa vêm sendo ao longo do tempo objeto 
de extensos estudos por parte de muitas áreas da ciência, tais como geologia, geografia e 
geotecnia, visto a necessidade cada vez maior de um entendimento acerca das causas e 
mecanismos destes processos. Na literatura internacional é habitual a utilização do termo 
landslide para descrever movimentações de solo e/ou rocha que ocorrem na superfície do 
planeta. 
Landslides podem ser definidos como movimentos de solo ou rocha que envolvem 
deformações cisalhantes ao longo de uma ou várias superfícies de ruptura, que podem ser 
visíveis ou podem ser razoavelmente inferidas (VARNES, 1978). Já Bromhead (1995) define 
landslides como sendo movimentos de solos e rochas sob influência da gravidade. 
O termo landslides pode ser traduzido como “movimentos gravitacionais de massa” 
para descrever esses processos. 
Movimentos gravitacionais de massa tem sido objeto de amplos estudos em todo o 
planeta, não apenas por sua importância como agentes atuantes na evolução das formas de 
relevo, mas também em função de suas implicações práticas e de sua importância do ponto de 
vista econômico (GUIDICINI e NIEBLE, 1984). 
De acordo com Schuster (1996), movimentos gravitacionais de massa constituem o 
maior elemento de movimentação de massa nos continentes. Ao longo do tempo, estes 
processos contribuem na estabilização de terrenos, formando áreas propícias à prática agrícola 
e habitação. No entanto, em curto prazo torna-se difícil enxergar os benefícios advindos dos 
movimentos gravitacionais de massa, sendo mais frequentemente tratados como desastres 
naturais. 
Conforme ressaltado por Turner e Jayaprakash (1996), em muitas regiões grandes 
movimentos gravitacionais de massa são pouco frequentes, e seu tempo de recorrência é 
longo, se comparado ao tempo de vida humana, o que acaba por gerar uma falsa sensação de 
segurança em relação aos perigos desses movimentos. 
No entanto, os movimentos gravitacionais de massa vêm se tornando cada vez mais 
comuns e de maior magnitude. Segundo Schuster (1996), os fatores causadores desta elevação 
no número e gravidade destes episódios são: 
2 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
 Urbanização crescente e necessidade de ocupação de áreas suscetíveis a 
instabilidades; 
 Contínuo desmatamento de áreas propensas a instabilidades; 
 Aumento dos volumes precipitados em algumas regiões, em função de 
mudanças climáticas. 
Os passivos ambientais, como antigas áreas de extração de madeira e estradas 
abandonadas, também são fatores que contribuem para o aumento de casos de instabilidade. 
Além dos riscos à vida humana, os prejuízos causados por movimentos 
gravitacionais de massa podem ser desastrosos. Além dos custos diretos, como reconstrução e 
reparo dos danos causados Schuster (1996) lista custos indiretos que podem inclusive exceder 
os custos diretos, mas que muitas vezes não são levados em conta, como: 
 Perdas de produtividade agrícola e industrial e nas atividades turísticas como resultado 
dos danos às terras e fábricas, ou interrupção dos sistemas de transporte; 
 Redução do valor imobiliário das terras ameaçadas por movimentos gravitacionais de 
massa e perdas nos impostos, por desvalorização das propriedades em áreas de risco; 
 Necessidade de adoção de medidas para prevenir ou mitigar danos por outras 
instabilidades; 
 Danos na qualidade da água em córregos e sistemas de irrigação; 
 Perda de produtividade humana e animal, por ferimentos, mortes ou traumas 
psicológicos; 
 Ocorrência de desastres naturais decorrentes de movimentos gravitacionais de massa, 
tais como inundações, por exemplo. 
 
No Brasil as atividades de engenharia geotécnica associadas à estabilidade de 
encostas são normatizadas pela ABNT NBR 11682/2009. Além desta, diversas outras normas 
são úteis à solução de problemas de estabilidade de encostas, como por exemplo: ABNT NBR 
8044/1983 - Projeto geotécnico; ABNT NBR 6502/1995 - Rochas e solos; ABNT NBR 
9061/1985 - Segurança de escavação a céu aberto, entre tantas outras. 
 
1.2. Nomenclatura e metodologias de classificação dos movimentos gravitacionais de 
massa. 
Inicialmente é possível fazer uma distinção entre taludes e encostas. As encostas são 
os taludes ditos naturais, onde a ruptura se dá principalmente dentro de uma 
topografia/geologia predominantemente natural. Os taludes são as conformações topográficas 
geradas por cortes ou aterros executados pelo homem (BRESSANI, 2007). Naturalmente 
existem situações intermediárias entre estas duas que devem ser abordadas de forma coerente. 
3 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
A terminologia para designação dos elementos de caracterização de um 
escorregamento está indicada na Figura 1. 
 
 
Figura 1. Nomenclatura empregada em estabilidade de encostas. 
 
A classificação dos movimentos gravitacionais de massa é importante, 
primeiramente, para a definição e estruturação deste campo de estudos, e em segundo lugar, 
no sentido de facilitar o intercâmbio de ideias, desenvolvendo, na medida do possível, uma 
terminologia clara e consensual (HUTCHINSON, 1988). 
Os movimentos gravitacionais de massa são processos complexos. Esta condição 
resultou no surgimento de muitos critérios de classificação baseados nas diversas variáveis 
que atuam no fenômeno. 
Entre muitas classificações desenvolvidas, com aplicabilidade geral ou de cunho 
regional, a metodologia proposta por Cruden e Varnes (1996) baseada em Varnes (1978), se 
tornou uma das mais difundidas e utilizadas. Segundo esta proposta, qualquer movimento 
gravitacional de massa pode ser classificado e descrito por dois termos, onde o primeiro 
indica o material envolvido (solo, rocha, ou detritos) e o segundo o tipo de movimento 
(queda, tombamento, deslizamento, escoamento, fluxo). No caso de múltiplos movimentos 
estes termos são repetidos quantas vezes forem necessárias. 
Os autores sugerem ainda uma complementação a esta classificação, que a torna mais 
elaborada, através da adição de outros termos à descrição do movimento. Assim, antecedendo 
os dois termos (material e tipo de movimento) pode-se ter uma caracterização da atividade do 
movimento em termos de estado, distribuição e estilo, seguido por descrição do movimento 
em si, em termos de velocidade e teor de umidade, e aí então incluir o material envolvido e o 
4 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
tipo do movimento. A Tabela 1 apresenta os termos utilizados nesta nomenclatura, conforme 
a seqüência recomendada por Cruden e Varnes (1996. 
 
Tabela 1. Glossário para nomenclatura dos movimentos gravitacionais 
de massa (modificado de CRUDEN e VARNES, 1996). 
Atividade 
Estado Distribuição Estilo 
Ativo Em avanço Complexo 
Reativado Retrogressivo Composto 
Suspenso Com alargamento Múltiplo 
Inativo Com ampliação Sucessivo 
Dormente Confinado Simples 
Abandonado Com diminuição 
Estabilizado Em movimento 
Reliquiar 
Descrição do movimento 
Velocidade Teor de umidade Material Tipo 
Extremamente rápido Seco Rocha Queda 
Muito rápido Úmido Solo Tombamento 
Rápido Encharcado Terra Deslizamento 
Moderado Muito encharcado Detritos Escoamento 
Lento Fluxo/corrida 
Muito lento 
Extremamente lento 
 
O tipo de movimento é um dos principais critérios para classificação dos 
movimentos gravitacionaisde massa. As descrições destes tipos, feitas a seguir, baseadas em 
Cruden e Varnes (1996), são igualmente válidas para outras metodologias, já que se referem, 
de forma geral, às mesmas cinemáticas de movimento. 
As quedas ocorrem quando uma porção de solo ou rocha se desprende do maciço 
(Figura 2-a). Durante a queda o material viaja pelo ar e o movimento é muito rápido ou 
extremamente rápido. 
O tombamento caracteriza-se pela rotação de um bloco de solo ou rocha sobre um 
eixo localizado abaixo de seu ponto de gravidade, atingindo desde velocidades extremamente 
lentas a extremamente rápidas (Figura 2-b). Este movimento é causado pela elevação dos 
níveis de poropressão em fraturas e descontinuidades ou pelo peso do material anteriormente 
localizado acima da massa movimentada. 
Os deslizamentos são movimentos descendentes de solo ou rocha, relativamente 
rápidos, que ocorrem predominantemente em superfícies de ruptura ou em zonas pouco 
espessas, onde se concentram intensas deformações cisalhantes. Os deslizamentos podem ser 
translacionais ou rotacionais, basicamente. 
5 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
 
 
Figura 2. Principais tipos de movimento gravitacionais de massa. a) 
queda; b) tombamento; c) deslizamento rotacional; d) deslizamento 
translacional; e) escoamento; f) fluxo ou corrida (modificado de 
HIGHLAND e BOBROWSKY, 2008). 
 
Os deslizamentos rotacionais ocorrem através de uma superfície de deslizamento 
curva e côncava, sendo predominantes em materiais homogêneos (Figura 2-c). 
Por outro lado, nos deslizamentos translacionais (Figura 2-d) o material se desloca 
por sobre uma superfície de ruptura planar ou ondulada, sendo geralmente movimentos mais 
rasos que os rotacionais. Esta superfície de ruptura normalmente se localiza em 
descontinuidades do maciço ou na interface entre solo e rocha. 
Escoamentos são movimentos complexos. Quando uma massa de solo coesivo ou 
rocha está localizada sobre um material mais frágil, esta se torna bastante fraturada. O solo ou 
rocha fraturada pode então sofrer movimentos de subsidência, rotação e translação sobre o 
material menos resistente, até que se desintegre, ao passo que o material subjacente flui de 
6 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
forma ascendente através das fraturas (Figura 2-e). Estes movimentos são extremamente 
lentos e podem se desenvolver por muitos quilômetros. 
O fluxo ou corrida é caracterizado como um movimento espacialmente contínuo sem 
uma superfície de cisalhamento bem preservada. O material se desloca de forma semelhante a 
um líquido viscoso, estando a velocidade do movimento ligada diretamente à quantidade de 
água contida na massa. Estes movimentos normalmente incidem sobre detritos (debris), que 
quando em contato com muita água e situados em taludes mais íngremes, evoluem para 
corridas rápidas ou avalanches, podendo ser atingidas velocidades da ordem de 100 m/s em 
casos extremos. 
O nível de danos causados por movimentos gravitacionais de massa está intimamente 
ligado à velocidade com que ocorrem. Movimentos envolvendo grandes volumes de solo, mas 
com baixa velocidade, possibilitam a retirada das pessoas ou até a execução de obras de 
remediação que permitem o convívio da população com o processo. Por outro lado, 
movimentos envolvendo pequenos volumes de massa, mas que ocorrem em alta velocidade 
podem ser destruidores. Além da elevada energia desenvolvida durante o movimento, não há 
tempo para fuga da população ou adoção de qualquer medida emergencial. 
Em relação à velocidade do movimento, Cruden e Varnes (1996) apresentam sete 
classes de velocidade, conforme proposta de Varnes (1978). A Figura 3 apresenta esta divisão 
feita em função da velocidade dos movimentos e dos danos associadas às classes de 
velocidade. 
 
 
Figura 3. Escala de velocidade de movimentos gravitacionais de 
massa (modificado de CRUDEN e VARNES, 1996). 
7 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
 
Baseado nas ocorrências de movimentos gravitacionais de massa existentes no País, 
Augusto Filho (1992) propôs uma classificação com aplicabilidade nacional, na qual divide as 
instabilidades de encostas em quatro grupos fenomenológicos, em função das características 
do movimento, dos materiais envolvidos e da sua geometria, de acordo com a Tabela 2. 
 
Tabela 2. Classificação de movimentos gravitacionais de massa 
(AUGUSTO FILHO, 1992). 
Processos Características do movimento/material/geometria 
Rastejo 
(Creep) 
- vários planos de deslocamento (internos); 
- velocidades muito baixas a baixas (cm/ano) e decrescentes com a 
profundidade; 
- movimentos constantes, sazonais ou intermitentes; 
- envolvem solos, depósitos, rochas alterada ou fraturada; 
- geometria indefinida. 
Deslizamentos 
(Slides) 
- poucos planos de deslocamento (externos); 
- velocidade média (m/h) a alta (m/s); 
- pequenos e grandes volumes de material; 
- geometria e materiais variáveis. 
Planares: 
Solos pouco espessos, solos e rochas com um plano de fraqueza. 
Circulares: 
Solos espessos homogêneos e rochas muito fraturadas. 
Em cunha: 
Solos e rochas com dois planos de fraqueza. 
Quedas 
(Falls) 
- sem planos de deslocamento; 
- movimento em queda livre ou em plano inclinado; 
- velocidades muito altas (vários m/s); 
- envolve materiais rochosos em pequenos a médios volumes; 
- geometria variável (lascas, placas, blocos). 
Corridas 
(Flows) 
- muitas superfícies de deslocamento (internas e externas); 
- movimento semelhante a um líquido viscoso; 
- desenvolvimento ao longo das drenagens; 
- velocidades médias a altas; 
- envolve solos, rochas, detritos e água em grandes volumes; 
- extenso raio de alcance, mesmo em áreas planas. 
 
1.3. Causas e condicionantes dos movimentos gravitacionais de massa 
Os movimentos gravitacionais de massa são processos complexos que envolvem 
muitas variáveis. Cruden e Varnes (1996) apresentam um checklist das possíveis causas de 
movimentos gravitacionais de massa. Estas causas podem ser de origem geológica, 
morfológica, física ou por ação antrópica, conforme apresentado na Tabela 3. 
8 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
Terzaghi (1950) separou os fatores causadores de movimentos gravitacionais de 
massa em duas categorias: internos e externos, como mostra a Tabela 4. 
Sob qualquer uma destas classificações de fatores causadores de movimentos 
gravitacionais de massa, verifica-se basicamente que estes processos estão associados 
diretamente à redução da resistência ao cisalhamento ou a um acréscimo das tensões atuantes 
no material. 
 
Tabela 3. Causas de movimentos gravitacionais de massa (modificado 
de CRUDEN e VARNES, 1996). 
Geológicas Morfológicas Físicas Antrópicas 
Materiais frágeis Soerguimento 
tectônico ou 
vulcânico 
Chuvas intensas Escavação de encostas 
ou modificações 
geométricas complexas 
Materiais sensíveis Alívio de tensões por 
degelo 
Rápido 
descongelamento da 
neve 
Carregamento de 
encostas ou de sua 
crista 
Materiais 
intemperizados 
Erosão fluvial do pé 
da encosta 
Precipitações 
excepcionais 
prolongadas 
Esvaziamento rápido de 
reservatórios 
Materiais cisalhados Erosão do pé da 
encosta por ação das 
ondas do mar 
Rápido rebaixamento 
do nível das águas 
(marés, enchentes) 
Desmatamento 
Materiais com juntas 
ou fissuras 
Erosão glacial do pé 
da encosta 
Terremotos Irrigação 
Descontinuidade da 
massa adversamente 
orientada 
Erosão das margens 
laterais 
Erupção vulcânica Mineração 
Descontinuidade 
estrutural 
adversamente 
orientada 
Erosão subterrânea 
(piping) 
Degelo Vibrações artificiais 
Contraste em 
permeabilidade 
Carregamento da 
crista da encosta por 
deposição 
Intemperismo por 
ciclos de gelo e 
degelo 
Vazamento em redes de 
abastecimento de água 
Contraste em rigidez Remoção da 
vegetação 
Intemperismo porciclos de expansão e 
contração 
Infiltração de esgotos 
 
 
 
 
9 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
Tabela 4. Fatores causadores de movimentos gravitacionais de massa 
(TERZAGHI, 1950). 
Fatores externos 
Mudanças geométricas: cortes ou erosão do pé da encosta, mudança na 
altura ou inclinação. 
Carregamento: adição de materiais ou construções na encosta. 
Descarregamento: erosão ou mudanças na geometria. 
Choque e vibrações: explosões ou terremotos. 
Rebaixamento do lençol freático: mudanças nos níveis de lagos e 
reservatórios. 
Mudanças no regime de chuvas ou infiltração: desmatamento, mudanças 
climáticas, uso do solo. 
Fatores internos 
Ruptura progressiva 
Intemperismo 
Erosão interna 
Mudança no fluxo de água subterrânea 
 
No entanto, os movimentos gravitacionais de massa podem ter muitas causas, mas 
somente um deflagrador (VARNES, 1978 apud CRUDEN e VARNES, 1996). Os 
mecanismos deflagradores, ou gatilhos, como são citados na literatura, são por definição um 
estímulo externo, como chuvas intensas, terremotos, erupções vulcânicas, ondas violentas ou 
fluxos erosivos intensos, que têm como resultado um quase imediato aumento das tensões ou 
redução da resistência do material envolvido (CRUDEN e VARNES, 1996). 
Assim, a associação de predisposições da encosta à ruptura com um mecanismo 
deflagrador gera a condição necessária para a ocorrência do processo. Logo, qualquer esforço 
no sentido de se compreender esses processos passa necessariamente pela identificação das 
características da encosta, que a tornam susceptível à ruptura, e dos fatores que podem levar à 
deflagração do movimento. 
Da mesma forma, Guidicini e Nieble (1984), ao estruturarem as causas de 
movimentos gravitacionais de massa, fazem uma distinção entre: agentes predisponentes, que 
seriam a associação dos fatores motivadores, preparatórios, e agentes efetivos, que seriam os 
responsáveis por desencadear o fenômeno. 
 
1.4. Resistência ao cisalhamento operacional 
 A resistência ao cisalhamento dos solos pode variar ao longo do tempo por conta de 
diversos fatores e como a resistência não é algo imutável, adotou-se o conceito de resistência 
ao cisalhamento operacional dos solos. 
10 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
 Cabe ao projetista escolher criteriosamente qual é a resistência que terá maior 
influência no problema a ser estudado. Assim, a resistência operacional não depende apenas 
do tipo de solo e da profundidade da superfície de ruptura, que são sem dúvida os parâmetros 
básicos, mas depende também do nível de deformação que a massa de solo já sofreu, da 
velocidade do carregamento imposto e do tipo de clima que o talude estará submetido durante 
sua vida útil. 
 A seguir serão abordadas algumas das situações mais importantes relacionadas à 
instabilidade de encostas. 
 
1.4.1. Resistência não-drenada (Su) 
 Em problemas que envolvem materiais de baixa permeabilidade solicitados em 
velocidades altas em relação à drenagem esta é a resistência operacional. São conhecidos 
como problemas de curto prazo já que esta condição geralmente só ocorre durante os 
primeiros dias/semanas após a construção 
 O exemplo típico desta situação são aterros construídos sobre solos moles (argilas 
normalmente adensadas saturadas). O comportamento da argila mole em termos de resistência 
ao longo da construção do aterro pode ser expresso através da Figura 4. 
 
 
Figura 4. Variação do FS e u durante a execução de aterros sobre solos 
moles sob condição não-drenada. 
11 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
 
 Ao final do período de construção a poropressão na fundação do aterro terá se elevado 
ao seu valor mais alto como resultado do carregamento não-drenado imposto (em caso de 
saturação completa do solo). A partir daí haverá uma dissipação da poropressão no processo 
usual de adensamento. Á medida que esta pressão de água diminui, ocorre um aumento da 
tensão efetiva e um aumento da resistência do solo. 
 Desta forma observa-se que o ponto crítico de estabilidade ocorre quando o aterro tem 
sua maior altura e a resistência ao cisalhamento do solo ainda não aumentou (caso final da 
construção). A partir deste ponto haverá aumento do FS do aterro contra ruptura geral e para 
maiores tempos haverá maior resistência. Nesta situação a resistência operacional do solo é 
Su (o solo opera com parâmetros de resistência não-drenada). 
 
1.4.2. Resistência ao cisalhamento drenada de pico (c’p e φ’p) 
 A resistência de pico ocorre em situações em que os solos sofreram tensões e 
deformações associadas menores do que máxmas possíveis (solos indeformados) ou solos que 
ainda não alcançaram a condição de ruptura. 
 Como exemplos desta situação citam-se os cortes recentes em solos saprolíticos. Neste 
caso o material terá uma resistência ao cisalhamento ainda relativamente alta e as 
deformações associadas são pequenas, desde que não ultrapassado certo nível médio de 
tensões cisalhantes que corresponda a pequenas deformações. Isto é alcançado com a adoção 
de um FS adequado (FS>1,3). 
 
1.4.3. Resistência ao cisalhamento drenada de grandes deformações (c’cv e φ’cv) 
 Esta resistência é definida para uma condição de deformação além do pico, em que há 
uma pronunciada redução da resistência, e posterior estabilização da mesma sob deformações 
elevadas (caso típico de materiais arenosos densos), ou em materiais depositados com baixa 
densidade, como solos fofos. Assim, no caso de taludes em que já tenha ocorrido grandes 
deslocamentos (caracterizando ou não uma ruptura), esta é a resistência ao cisalhamento a ser 
adotada. 
 Exemplos que podem ser citados incluem: (i) cortes em colúvios com comportamento 
granular (siltosos ou arenosos) e (ii) taludes que sofreram deslocamentos, ou rupturas, 
anteriores. Devido ao seu histórico de formação, os depósitos coluvionares geralmente estão 
com sua resistência operacional relacionada diretamente a esta condição. 
É importante realçar que estas rupturas anteriores, que podem ser muito antigas, 
podem passar despercebidas pela investigação do subsolo ou o solo coluvionar pode ser 
confundido com o solo saprolítico, 
 
12 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
1.4.4. Resistência ao cisalhamento residual (φ’r,; c=0) 
Este é um caso especial muito importante que ocorre em materiais que tem um elevado 
conteúdo de argila plástica, ou muita mica. A presença destes minerais proporciona o 
surgimento de uma resistência ao cisalhamento bastante baixa quando existem grandes 
deslocamentos, a qual é definida pelo ângulo de atrito residual (φ’r). O mecanismo de redução 
da resistência envolve a orientação de partículas argilosas ou de mica em um arranjo que é 
denominado deslizante, numa condição drenada. Este fenômeno ocorre em certas em que 
deslocamentos de taludes (ou outras situações) induzem ao surgimento de grandes 
deformações cisalhantes localizadas. 
 Este mecanismo é muito importante no caso de taludes coluvionares argilosos das 
encostas de basalto do RS. 
 
1.4.5. Resistência ao cisalhamento de solos não saturados (φ; c) 
 A resistência ao cisalhamento não-saturada tem importância nos casos em que os solos 
permanecem não-saturados durante a vida útil do projeto. Isto pode acontecer tanto em 
virtude do clima com em função de condições especiais de fluxo de água. São casos em que 
uma parte substancial da resistência disponível é dada pela sucção (poropressão negativa de 
água). A influência da sucção é muito grande nos solos não-saturados de textura argilosa, 
qualquer que seja sua origem, podendo ser importante nos solos saprolíticos com grau de 
saturação 0,3<Sr<0,85. Para graus de saturação maior, a sucção cai fortemente tendo pouca 
interferência na resistência operacional do talude. 
 
1.5. Solução de problemas de estabilidade de taludes 
 Embora muitos problemas encontrados emobras relacionados com instabilidade de 
taludes sejam bastante simples, e por isso têm sua solução expedita diariamente elaborada e 
executada em campo, em muitos casos os fenômenos podem ser bastante complexos. Nesse 
caso são requeridos procedimentos de investigação e solução que são bem mais elaborados e 
que demandam mais recursos e tempo. 
 As etapas aqui apresentadas referem-se à solução de problemas de maior porte. Em 
problemas de menor vulto muitas das etapas descritas podem ser resumidas, realizadas 
simultaneamente, sem que haja uma estrita sequência pré-definida. O sistema não é rígido, 
mas ao contrário, deve ser adaptado às condições de cada obra e necessita retro-alimentação 
(feed-back) de informações para torná-lo mais adequado a cada problema em particular. 
 De forma geral, para a solução de um problema em taludes precisam-se obter 
informações sobre a topografia da área, o perfil de subsolo, níveis de água, as resistências dos 
materiais e seus pesos específicos e formas de ruptura existentes ou potenciais. Em todas as 
etapas, mas em especial durante a concepção da investigação do subsolo, é preciso tentar 
responder à pergunta: “o que ainda preciso conhecer?” O objetivo final é a obtenção de um 
13 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
modelo geomecânico que seja o mais fiel possível ao problema em estudo. É a partir do 
modelo geomecânico que as soluções poderão ser definidas e verificadas quanto a sua 
eficiência. 
 
1ª Fase: Estudo inicial de escritório e levantamento de campo 
Nessa fase são coletadas todas as informações disponíveis sobre o problema: topografia, 
obras que foram ou estavam sendo feitas, tipos de materiais presentes (dados de projetos, 
mapas geológicos, informações do pessoal da obra), ocorrência de chuvas, fotografias aéreas, 
etc. No caso de haver inspeção de campo recomenda-se o uso de máquina fotográfica e 
caderneta de campo, para que essas informações possam auxiliar na posterior análise de 
dados. 
 Como em quase todos os problemas geotécnicos, há poucas atividades que sejam mais 
importantes que uma inspeção a pé do local. Neste caso procura-se obter informações sobre: 
a) Extensão do movimento 
b) Tipo de material presente 
c) Geomorfologia do local 
d) Trincas de deformações já existentes 
 
2ª Fase: Estudo preliminar de campo (investigações diretas – esboço do modelo 
geomecânico) 
 Algumas vezes é possível obter em campo informações suficientes para que se esboce 
um modelo geomecânico preliminar do problema. Certamente que isso dependerá do nível de 
complexidade do caso estudado e da facilidade na obtenção de informações do subsolo. Por 
exemplo, nos casos de obras rodoviárias, em que existe uma empresa de terraplanagem com 
equipamento ainda no local, muitas vezes é possível proceder-se imediatamente ao chamado 
estudo de campo preliminar: topografia de seções relevantes, sondagens a trado ou trincheiras 
de investigação executadas com escavadeiras, determinação dos níveis de água por 
observação ou instalação de medidores de nível de água. 
 Com essas informações deve-se tentar responder a pergunta: “é possível determinar o 
modo e a extensão do escorregamento que ocorreu?“ ou “é possível definir os limites 
máximos que uma ruptura poderia abranger?” Se a resposta for afirmativa pode-se iniciar a 
análise da solução ou do projeto, se for negativa será necessário continuar as investigações e 
trabalhos como descrito. Em problemas mais simples, uma solução correta pode ser originada 
de trabalhos de campo bastante expeditos, desde que bem conduzidos e analisados. 
 
3ª fase: Projeto de investigação de campo e análise de dados. 
14 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
 Se a interpretação dos dados obtidos na fase inicial não conduz a resultados 
satisfatórios, isto é, muitas perguntas continuam sem respostas adequadas, torna-se necessário 
fazer uma investigação mais aprofundada. Exemplos: não se tem certeza sobre todos os 
materiais envolvidos; a profundidade da ruptura não está estabelecida de forma definitiva, se 
desconhece as poropressões existentes ou quais os mecanismos envolvidos. 
 É necessário definir quais são as novas questões que devem ser respondidas e quais os 
dados necessários para respondê-las. Note que esta etapa e a etapa anterior servem para 
definir melhor o problema em relação à etapa inicial. O projeto de investigação de campo é 
então delineado em termos de topografia de detalhe (escala tal que se possa traçar curvas de 
nível de 1m em 1m), furos de sondagem (posições geométricas e profundidades previstas) e 
emprego de equipamentos de investigação (SPT, sondagens elétricas, sísimicas, cones, vane, 
piezômetros, etc. 
 Nesta fase também se faz um planejamento de coleta de amostras para ensaios de 
laboratório com trincheiras (coleta de blocos) ou com amostradores tipo shelby. 
 
4ª fase: Reavaliação do modo e extensão do escorregamento 
 Com os dados de topografia e mapeamento de trincas, avalia-se se a extensão do 
problema é aquela inicialmente estimada. Geralmente em problemas de menor magnitude não 
há muita diferença, mas em problemas maiores, a escala do problema inicialmente observado 
pode ser, na realidade, muito maior. 
 
5ª fase: Investigação de campo e laboratório 
É fundamental que as equipes de sondagem (investigação de subsolo) estejam bem 
treinadas e plenamente informadas do que se está procurando, o que se espera encontrar e o 
que é importante relatar. 
Se a equipe de sondagem entender o problema e as perguntas que se procura 
responder, seus membros estarão mais aptos a tomar decisões corretas quando for necessário 
(aprofundar furo, amostrar material, colocar piezômetro em determinadas profundidades, etc). 
É importante notar que muitas vezes as decisões têm que ser tomadas em campo, sem 
comunicação com o projetista. Além disto, as informações que estes operadores têm potencial 
de transmitir ao projetista podem ser muito importantes (perda de água nas sondagens, 
variações sutis de resistência, pequenas camadas de argila ou areia, etc) e estas observações 
devem ser incentivadas e consideradas. 
Com as amostras de campo é possível realizar ensaios geotécnicos em laboratório, 
compreendendo desde os mais simples (limites de Atterberg, umidade, peso específico), até 
ensaios de resistência em amostras indeformadas, tanto no ensaio triaxial, como no 
cisalhamento direto ou ring shear. A escolha do ensaio dependerá muito do material e 
15 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
deformações envolvidos, mas de modo geral o cisalhamento direto é o ensaio mais utilizado 
tanto por custo como por adequação aos problemas. 
 
6ª fase: Determinação do Modelo Geomecânico 
 Uma análise de um problema de taludes é tão boa quanto a qualidade do Modelo 
Geomecânico montado com as informações de campo. Ele consubstancia o perfil do terreno 
(topografia e variações), os estratos do subsolo (com pesos específicos e resistências ao 
cisalhamento), redes de fluxo e decorrentes poropressões e, no caso de materiais como solos 
residuais saprolíticos, a orientação de diaclases. O modelo deve ser criticamente montado 
utilizando os dados de campo e laboratório, analisando-se sempre se os dados são compatíveis 
com a ruptura observada. 
 
7ª fase: Análises de estabilidade e avaliação de risco – Fatores de Segurança 
Com base no Modelo Geomecânico são realizadas as análises de estabilidade por 
equilíbrio limite e é possível avaliar a probabilidade de ruptura possível em áreas similares. 
Quando se estuda um talude já rompido, nesta fase é possível comprovar a qualidade do 
modelo geomecânico através de retro-análise da ruptura observada. Experiência em taludes 
bem estudados dá margens de um erro da ordem de ±5%, sendo que em geral o maior 
problema está em estabelecer a poropressão atuante no momento da ruptura. Quando os níveis 
de água variammuito rápido estes percentuais são raramente atingíveis com os dados de 
campo (exceto com instrumentação contínua). 
Nos casos em que o FS resulta em valores muito diferentes da realidade para a retro-
análise, tem-se que reavaliar o Modelo Geomecânico ou com uma revisão crítica dos dados de 
campo ou com investigações adicionais de campo. É necessário rever todo o processo. 
 
8ª fase: Projeto de estabilização 
 Se o Modelo Geomecânico é satisfatório, pode-se utilizá-lo para projetar obras de 
estabilização. Em geral, um diagnóstico bem feito induz à escolha da solução mais adequada. 
O processo de escolha da melhor solução segue alguns passos básicos: 
a) Redução da(s) causa(s) mais importantes do problema (uso de drenagem se este for 
excesso de poropressão, com retaludamento se o problema refere-se a excesso de 
inclinação, com bermas ou estruturas de arrimo se o problema refere-se a resistência 
ou tensões cisalhantes muito altas). 
b) Observação de restrições geométricas (presença de estruturas próximas ou 
alinhamento da rodovia). 
c) Critérios de disponibilidade de materiais, máquinas e custo total. 
16 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
O modelo geomecânico permite verificar se o projeto vai estabilizar satisfatóriamente 
o talude, uma vez que as obras estejam implantadas. O estudo do modelo e a avaliação das 
condições de estabilidade permitem também uma comprovação das condições assumidas 
(hipóteses). Nesta fase sempre é possível fazer uma reavaliação dos modelos utilizados e das 
analises realizadas. 
 
9ª fase: Construção 
 Em geral no Brasil o projetista tem envolvimento com a fase de implantação de 
projetos geotécnicos, mas isso não é a regra. Isto é um procedimento que deve ser modificado 
tendo em vista que dificilmente se consegue na fase de investigação obter todos os dados 
geotécnicos que se desejaria, por problemas de tempo e custo. Portanto, é durante a fase de 
construção que são feitas muitas observações importantes sobre o projeto e há vários casos em 
que os projetos foram modificados nesta fase para adequá-los a uma realidade diferente da 
prevista, e que só foi percebida durante a construção. 
 Como recomendação geral, deve-se aproveitar todas as informações que podem ser 
obtidas na fase de implantação, para reavaliar ou confirmar hipóteses de trabalho adotadas nas 
etapas anteriores. Isto pode significar alterar certos parâmetros de projeto tornando-os mais 
ajustados às condições encontradas no campo, no caso de hipóteses que provarem 
excessivamente arrojadas ou conservadoras, conforme o caso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
2. ANÁLISE DE ESTABILIDADE DE ENCOSTAS E TALUDES 
 
2.1. Introdução 
 Neste capítulo serão apresentados alguns métodos para análise de estabilidade de 
encostas e taludes, baseados no princípio do equilíbrio limite e que são empregados 
principalmente para verificação dos Fatores de Segurança que regem a estabilidade dos 
maciços. Atualmente existem diversos métodos para análise de estabilidade de taludes e 
muitos deles sob a forma de programas de computador que permitem análises automáticas, 
mas a qualidade dos resultados passa pela sensibilidade do projetista ao determinar o método 
mais adequado ao seu problema e pela qualidade do modelo geomecânico empregado. 
 Os métodos de análise de estabilidade diferem inicialmente na forma da superfície de 
ruptura analisada e isso depende sobremaneira da geomorfologia e da investigação de campo 
realizada anteriormente. 
 
2.2. Rupturas com superfície planar (taludes infinitos) 
Algumas rupturas em solo, rocha, ou na interface entre ambos se desenvolvem sob 
forma plana, e neste caso as análises, em nível de estudo inicial ou pré-projeto, ou para 
projetos em condições bastante simples, podem ser realizadas supondo taludes infinitos. 
Embora sejam análises mais simples, os métodos apresentados a seguir tendem a 
oferecer bons resultados, dentro de suas limitações. Para isso, no entanto, é crucial que os 
parâmetros de entrada sejam representativos da situação analisada. 
 
 
 
 
 
2.2.1. Taludes em solos não-coesivos e secos 
18 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
 


sin
'tancos



W
W
FS
 [Eq. 1] 


tan
'tan
FS [Eq. 2] 
 
 
 
2.2.2. Taludes em solo não coesivos e completamente submersos 
 


tan
'tan
FS 
 
Idêntico ao caso dos solos não coesivos 
secos. 
 
2.2.3. Taludes em solos não coesivos com presença de nível d’água. 
Neste caso os efeitos da poropressão são levados em conta e a expressão para solos 
secos é modificada, ficando: 
 


sin
'tancos



W
uW
FS [Eq. 3] 
 
2.2.4. Taludes em solo coesivo e com fluxo de água paralelo à superfície 
Este caso é bastante importante para a análise de rupturas translacionais em solos 
tropicais. Em muitos casos a ruptura se dá em uma interface solo-rocha e os parâmetros de 
resistência são os da interface. É importante conhecer a posição do nível d’água para análises 
mais acuradas. 
19 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
 
 


cossin
'tancos' 2



z
zmc
FS w 
[Eq. 4] 
 
 Esta expressão pode ser empregada também para casos em que o solo é friccional e 
coesivo, mas não há presença de água, fazendo com que m=0. 
 
2.2.5. Taludes em solo coesivo e com fluxo de água horizontal 
Um exemplo típico de aplicação desta forma de análise é a ocorrência de rebaixamento 
rápido do nível d’água em barragens, em que a água presente no maciço então saturado tende 
a escoar de forma horizontal. 
 
 


cossin
'tancos' 2



z
zc
FS w [Eq. 5] 
 
2.2.6. Taludes com ruptura não drenada 
Ocorre em solos argilosos com ruptura rápida, não-drenada, sendo a resistência ao 
cisalhamento expressa por Su. O Fator de Segurança é dado por: 
 sincos 

z
S
FS u [Eq. 6] 
 
 
20 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
 
2.3. Rupturas com superfície circular 
2.3.1. Método de Hoek e Bray 
Este método é baseado no método de círculo de atrito, introduzindo hipóteses 
simplificadoras sobre a distribuição de tensões normais Hoek e Bray (1981) apresentaram 
ábacos de estabilidade para taludes de geometria simples, podendo existir trincas de tração e 
para determinadas condições de fluxo no talude. Os requisitos e simplificações necessárias 
para aplicação do método são: 
- o material é homogêneo e isotrópico; 
- resistência ao cisalhamento é dada por:   nc 
 - a superfície de ruptura circular passa pelo pé do talude (em geral esta é a superfície 
mais crítica desde que φ>5º; 
- existência de trinca de tração; 
- a localização das trincas de tração e da superfície de ruptura são tais que o fator de 
segurança fornecido pelos ábacos para geometria considerada, é mínimo; 
- podem ser consideradas diferentes condições de fluxo no talude. 
 O procedimento para aplicação do método é o seguinte: 
1) Decide-se sobre as condições de água no talude (para cada condição existe um ábaco 
específico 
2) Calcula-se o valor adimensional: 
 tanH
c
 
Onde: c é a coesão, γ é o peso específico aparente, H é a altura do talude e φ é o ângulo de 
atrito. 
3) Pelo ábaco selecionado encontra-se o valor correspondente de tan φ/FS ou c/γH para o 
valor adimensional calculado no passo 2. 
4) Calcula-se o fator de segurança 
A seguir são apresentados os ábacos empregados no método de Hoek e Bray. As 
condições de drenagem são definidas com base na relação entre altura do talude (H) e 
distância entre o pé do talude e o ponto onde o NA atinge a superfície. 
 
 
 
 
 
21 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
Caso 1: Solo seco 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
22 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
 
Caso 2: Lw=8H 
 
 
 
 
 
 
 
 
23Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
 
 
Caso 3: Lw=4H 
 
 
 
 
 
 
 
24 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
 
 
 
Caso 4: Lw=2H 
 
 
 
 
 
25 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
 
 
 
 
Caso 5: Nível d’água na superfície 
 
Figura 5. Ábacos de Hoek e Bray 
 
2.3.2. Ábacos de Taylor 
Os primeiros ábacos de estabilidade foram preparados por Taylor (1948) e apresentam 
aplicação bastante restrita, sendo baseado no método de Culmann para rupturas em cunha. 
26 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
Ao empregar o método de Taylor as análises são feitas em termos de tensões totais, 
assumindo o solo homogêneo, e se restringindo a problemas de geometria simples. 
Quando as análises são feitas em termos de Su, assume-se a resistência não drenada 
constante com a profundidade, embora dificilmente esta hipótese seja verificada em campo. 
Taylor pesquisou o circulo crítico (FS=1) considerando o problema de um talude 
simples e superfície de ruptura circular. Com base nesta geometria Taylor sugere o cálculo do 
fator de estabilidade (N) correspondente à ruptura. 
O roteiro a seguir permite a aplicação do método de Taylor. 
i) Assumir um valor de FS=FS1 
ii) Calcular o valor de φmob→tan φmob=tanφ/FS1 
iii) A partir de φmob, β, γ e H → determinar cmob 
iv) Calcular FS2=c/cmob 
v) Caso FS1≠FS2 retornar para o primeiro passo. 
Onde: H – altura do talude; β – inclinação do talude; γ – peso específico do solo; DH – 
profundidade da superfície de ruptura. D=DH/H 
 
 
Figura 6. Ábaco de Taylor 
27 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
 
2.3.3. Métodos de Equilíbrio-Limite 
Os métodos de equilíbrio limite partem dos seguintes pressupostos: 
- o solo se comporta como material rígido-plástico, ou seja, rompe bruscamente sem se 
deformar. 
- as equações de equilíbrio estático são válidas até a iminência da ruptura, quando na 
realidade o processo é dinâmico. 
- o Fator de Segurança é constante ao longo da linha de ruptura, isto é, ignoram-se eventuais 
fenômenos de ruptura progressiva. 
 
 Existem diversas métodos para análises de estabilidade de encostas por equilíbrio-
limite. Alguns dos métodos mais difundidos são: Fellenius, Bishop, Bishop Simplificado, 
Spencer e Morgenstern-Price. 
 Dentre os supracitados, o de Morgenstern-Price é o que efetua análises mais rigorosas, 
requerendo cálculos mais ostensivos. Os demais métodos podem ser aplicados manualmente 
de forma relativamente simples, bem como implementados na forma de programas de 
computador. 
 Por seu valor histórico, simplicidade e por apresentar bons resultados, o método de 
Bishop Simplificado será apresentado mais detalhadamente. Posteriormente será apresentado 
brevemente o método de Fellenius. 
 
a) Método de Bishop Simplificado 
 Para esse método admite-se que a linha de ruptura seja um arco de circunferência e a 
massa de solo é subdividida em lamelas ou fatias como mostra a Figura 7. Considera-se o 
equilíbrio de forças verticais da fatia e o equilíbrio de momentos de todas as fatias. 
 
28 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
 
Figura 7. Análise de estabilidade de um talude frente à ruptura circular 
 
 A Figura 8 mostra uma lamela genérica, com a indicação das forças e dos parâmetros 
desconhecidos. O equilíbrio das forças ainda envolve o peso da lamela (P), as forças 
resultantes de poropressões na base (U) e nas faces da lamela, e as forças E e X, atuantes na 
face da lamela. 
 
 
Figura 8. Forças atuantes em uma lamela 
 
 No entanto as forças entre lamelas (E e X) não geram momento, pelo princípio da ação 
e reação (como em duas lamelas adjacentes), e os efeitos se anulam. O método de Bishop 
original incluía estas forças E e X, no entanto, a não consideração das mesmas conduzia a um 
O 
R 
W
i 
Ni 
Si/F
S 
αi 
ℓi 
Ni 
Xi 
Ei 
Xi-
1 Ei-1 
29 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
erro de aproximadamente 1% no valor de FS, Daí Bishop ter recomendado o não emprego das 
mesmas, razão pela qual o foi agregado ao nome do método o termo “simplificado”. 
No método de Bishop Simplificado o equilíbrio de forças é feito na direção vertical 
conforme mostrado na Figura 8. 
 A expressão final que permite calcular o fator de segurança para uma superfície de 
ruptura arbitrada é a seguinte: 
 
   







n
i ii
n
i iiiiiii
W
kbuWc
FS
1
1
sin
'tan'


 [Eq. 7] 
iii
i
i
m
FS
k


 1
'tantan
1
sec



 [Eq. 8] 
 
 
Como se pode observar, a incógnita FS aparece nos dois lados da igualdade, o que resulta na 
necessidade de um processo interativo para determinação do FS. 
 O cálculo iterativo do Fator de Segurança (FS) é feito da seguinte forma: adota-se um 
valor inicial FS1, entra-se na Equação 7, extrai-se um novo valor de Fator de segurança FS2, 
que é comparado ao inicial FS1. Para os problemas correntes, basta obter precisão decimal no 
valor de FS. Se a precisão escolhida não for atingida, repete-se o procedimento. Obtendo-se 
FS1=FS2 repete-se o cálculo para outro círculo de ruptura potencial com diferentes centros de 
circunferência e raios. 
 Entre as dificuldades existentes na aplicação do método duas merecem atenção: 
- Na região do pé do talude, α pode ser negativo. Quando 2,0
1

ik
sugere-se o 
emprego de outro método. 
- Se FS<1,0 e se a poropressão for suficientemente grande, então o denominador de k 
pode se tornar negativo. 
 
Frequentemente FSBishop Simplificado ~ 1,15 FSFellenius 
 
b) Método de Fellenius 
O método de Fellenius também supõe uma superfície circular e é baseado na divisão da 
massa de solo em lamelas. O Fator de Segurança pode ser obtido através da seguinte 
expressão: 
30 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
  
 






n
i ii
n
i iiiiiiii
W
buWc
FS
1
1
sin
'tanseccos'


 [Eq. 9] 
 
 O método de Fellenius pode levar a graves erros, pelo tratamento que dá às 
poropressões. A rigor, as forças resultantes das poropressões atuam também nas faces entre 
lamelas. Como são forças horizontais, elas têm componentes na direção da normal à base das 
lamelas, que é a direção de equilíbrio das forças. 
 Na prática, poropressões elevadas implicam em valores de N’ negativos 
 
iiiii
buWN  seccos  , quando então são tomados como nulos, na sequência dos 
cálculos. 
 Excetuando este fato, o método de Fellenius continua usado pela sua simplicidade, 
sendo mais conservativo que outros métodos mais rigorosos, como Bishop Simplificado, por 
exemplo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
31 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
3. FATORES DE SEGURANÇA SEGUNDO A NBR 11682:2009 
 
3.1. Conceito 
A ABNT NBR 11682:2009 considera que as análises usuais de segurança desprezam 
as deformações que ocorrem naturalmente no talude ou na encosta e que o valor do fator de 
segurança (FS) tem relação direta com a resistência ao cisalhamento do material do talude. 
Admite-se, portanto, que um maior valor de FS corresponde a uma segurança maior contra a 
ruptura. Entretanto, no caso de encostas, a variabilidade dos materiais naturais pode reduzir 
significativamente a segurança, aumentando a probabilidade de ocorrência de uma ruptura da 
encosta. 
Na metodologia recomendada pela referida norma, admite-se que o valor de FS pode 
variar em função da situação potencial de ruptura do talude, no que diz respeito ao perigo de 
perda de vidas humanas e à possibilidade de danos materiais e de danos ao meio ambiente. 
Devem ser consideradas as situações atuais e futuras, previstas ao longo da vida útil do talude 
estudado. A NBR 11682:2009 indica alguns valores de FS para todos os casos de 
carregamento definidos pelo engenheiro civil geotécnico responsável pelo projeto, incluindo 
hipóteses sobrea situação do nível de água, sobrecargas, alterações previstas na geometria, 
ação de sismos e outros. 
 
3.2. Metodologia 
Os fatores de segurança (FS) considerados na Norma têm a finalidade de cobrir as 
incertezas naturais das diversas etapas de projeto e construção. Dependendo dos riscos 
envolvidos, deve-se inicialmente enquadrar o projeto em uma das seguintes classificações de 
nível de segurança, definidas a partir da possibilidade de perdas de vidas humanas, conforme 
a Tabela 5 e de danos materiais e ambientais, conforme Tabela 6. 
 
Tabela 5. Nível de segurança desejado contra a perda de vidas 
humanas. 
Nível de segurança Critérios 
Alto Áreas com intensa movimentação e permanência de pessoas, como 
edificações públicas, residenciais ou industriais, estádios, praças e 
demais locais, urbanos ou não, com possibilidade de elevada 
concentração de pessoas. 
Ferrovias e rodovias de tráfego intenso. 
Médio Áreas e edificações com movimentação e permanência restrita de 
pessoas 
Ferrovias e rodovias de tráfego moderado 
Baixo Áreas e edificações com movimentação e permanência eventual de 
pessoas 
Ferrovias e rodovias de tráfego reduzido 
32 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
 
Tabela 6. Nível de segurança desejado contra danos materiais e 
ambientais. 
Nível de segurança Critérios 
Alto Danos materiais: Locais próximos a propriedades de alto valor 
histórico, social ou patrimonial, obras de grande porte e áreas que 
afetem serviços essenciais. 
Danos ambientais: Locais sujeitos a acidentes ambientais graves, tais 
como nas proximidades de oleodutos, barragens de rejeito e fábricas 
de produtos tóxicos. 
Médio Danos materiais: Locais próximos a propriedades de valor moderado 
Danos ambientais: Locais sujeitos a acidentes ambientais moderados 
Baixo Danos materiais: Locais próximos a propriedades de valor reduzido 
Danos ambientais: Locais sujeitos a acidentes ambientais reduzidos 
 
O enquadramento nos casos previstos na Tabela 5 e na Tabela 6 deve ser justificado 
pelo engenheiro civil geotécnico, sempre em comum acordo com o contratante do projeto e 
atendendo às exigências dos órgãos públicos competentes. O fator de segurança mínimo a ser 
adotado no projeto, levando-se em conta os níveis de segurança preconizados na Tabela 5 e 
Tabela 6, deve ser estipulado de acordo com a Tabela 7. 
 
Tabela 7. Fatores de segurança mínimos para deslizamentos. 
 Nível de segurança contra danos a vidas humanas 
Alto Médio Baixo 
N
ív
el
 d
e 
se
g
u
ra
n
ça
 
co
n
tr
a 
d
an
o
s 
m
at
er
ia
is
 e
 
am
b
ie
n
ta
is
 Alto 1,5 1,5 1,4 
Médio 1,5 1,4 1,3 
Baixo 1,4 1,3 1,2 
NOTA 1: No caso de grande variabilidade dos resultados dos ensaios geotécnicos, os fatores de segurança da 
tabela acima devem ser majorados em 10 %. 
NOTA 2: No caso de estabilidade de lascas/blocos rochosos, podem ser utilizados fatores de segurança parciais, 
incidindo sobre os parâmetros γ, ϕ’ e c’ em função das incertezas sobre estes parâmetros. O método de cálculo 
deve ainda considerar um fator de segurança mínimo de 1,1. Este caso deve ser justificado pelo engenheiro civil 
geotécnico. 
NOTA 3: Esta tabela não se aplica aos casos de rastejo, voçorocas, ravinas e queda ou rolamento de blocos. 
 
 
Os fatores de segurança indicados na Tabela 7 referem-se às análises de estabilidade 
interna e externa do maciço, sendo independentes de outros fatores de segurança 
recomendados por normas de dimensionamento dos elementos estruturais de obras de 
contenção, como, por exemplo, do concreto armado e de tirantes injetados no terreno. 
33 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
Entende-se por estabilidade interna aquela que envolve superfícies potenciais de 
escorregamento localizadas, a serem estabilizadas pela estrutura de contenção, como no caso 
de uma cunha de empuxo ativo. Por outro lado, a estabilidade externa é aquela que envolve 
superfícies de escorregamento globais. No caso de estruturas de arrimo reforçadas por 
tirantes, tiras, grampos ou geossintéticos, por exemplo, as superfícies localizadas interceptam 
os elementos de reforço (estabilidade interna), enquanto que as superfícies globais não 
interceptam estes elementos (estabilidade externa). 
Nos casos de estabilidade de muros de gravidade e de muros de flexão, devem ser 
atendidos os fatores da Tabela 8. 
 
Tabela 8. Requisitos para estabilidade de muros de contenção. 
Verificação de Segurança Fator de Segurança Mínimo 
Tombamento 2,0 
Deslizamento 1,5 
Fundações 3,0 
NOTA: Na verificação da capacidade de carga da fundação, podem o ser alternativamente utilizados os critérios 
e fatores de segurança preconizados pela ABNT NBR 6122/2009. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
34 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
Este material foi elaborado com base nas seguintes obras: 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMA TÉCNICAS, NBR 11682 – Estabilidade de 
encostas. ABNT, Rio de Janeiro, 2009. 
BRESSANI, L.A. Estabilidade de taludes – Notas de Aula. Universidade Federal do Rio 
Grande do Sul, Porto Alegre, 2009. 
GUIDICINI, G. e NIEBLE, C.M. Estabilidade de Taludes Naturais e de Escavação. 
Edgard Blücher, São Paulo, 1984. 
HEIDEMANN, M. Caracterização Geotécnica de um Solo Residual de Granulito 
Envolvido em uma Ruptura de Talude em Gaspar – SC. Dissertação de Mestrado. 
Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil – UFRGS. Porto Alegre, 2011. 
MASSAD, F. Obras de Terra – Curso Básico de Geotecnia. 2ª Ed. Oficina de Textos, São 
Paulo, 2010. 
 
As referências de autores citados ao longo do texto e não constantes nesse capítulo podem ser 
consultadas em HEIDEMANN (2011). 
 
 
 
 
4. EXERCÍCIOS 
 
1. Pesquise casos de movimentos gravitacionais de massa recentemente ocorridos e 
busque classificar o movimento e descrever as causas da ocorrência do mesmo e 
fatores que contribuíram para tal. 
2. Uma encosta tem sua estabilidade regida por parâmetros de resistência que não são 
constantes, e resultam em FS variáveis. Como se dá a variação do FS em relação à 
chuva em uma encosta cujo solo encontra-se normalmente em condição não-saturada. 
3. O que é a resistência residual? Em que condições ela é importante? 
4. Qual o FS mínimo dado pela Norma de Estabilidade de Taludes aplicável a um corte 
em solo, às margens de uma rodovia de baixo tráfego, mas que possui ao longo de seu 
traçado uma tubulação para transporte de gás? 
5. Um projeto prevê a execução de um talude em um solo puramente friccional, 
conforme mostrado. Assumindo-se o solo seco, este talude será estável após a 
35 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
execução frente a uma ruptura plana? Caso não, qual a inclinação máxima para que o 
talude encontre-se, minimamente estável? E em segurança? 
 
6. Qual o fator de segurança para o talude mostrado abaixo? Supõe-se a ocorrência de 
ruptura plana a uma profundidade de 4m por conta de uma camada de material mais 
frágil com φ’= 23° e c’=35 kPa. O solo movimentado apresenta γnat= 18 kN/m³. 
 
7. Com a ocorrência de chuvas o nível da água subiu até 0,6 metros abaixo da superfície 
do talude da questão 6, mantendo-se paralelo ao talude? Qual o FS nessas condições? 
8. Faça uma análise paramétrica com base no problema da questão 6 e verifique quais as 
variáveis exercem maior influência na estabilidade do talude (c’, γ, φ’,β, altura do 
NA). 
 
9. Calcule o fator de segurança, para o caso de ruptura plana, para uma barragem de 
enrrocamento conforme mostrado abaixo, quando esta sofre rebaixamento rápido. 
Qual o FS quando a barragem esta cheia? 
 
10. Determine o FS do talude mostrado, empregando o método de Taylor e Hoek e Bray. 
β= 37° 
β 
φ'=31° 
 
30m 
21m 
NA 
15,0 m 
10,0 m 
φ'=47° 
γ=21 kN/m³ 
36 
 
 
Mecânica dos Solos II – Prof. Marcelo Heidemann 
 
11. Determine o FS para o taludea seguir pelo método de Hoek e Bray, supondo 
diferentes condições de drenagem. A variação do FS se mostra linear com a mudança 
na posição do N.A.? 
 
 
 
γ= 19 kN/m³ 
φ=30° 
c=15 kPa 
 
12,0 m 
5,5 m 
γ= 18 kN/m³ 
φ=33° 
c=25 kPa 
 7,8m 
4 m