5 - Estabilidade de Taludes

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Estabilidade de Taludes
Mecânica dos Solos II
Prof. Petrucio A. Martins, DSc.
Estabilidade de Taludes
Introdução:
o Talude:
Superfície inclinada que delimita um maciço de terra,
rocha ou terra e rocha.
o Tipos de Taludes:
• naturais encostas
•construídos pelo homem cortes; aterros; barragem
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Estabilidade de Taludes
Objetivo da análise da estabilidade de talude:
o estudar a estabilidade de taludes
o avaliar a necessidade de medidas de
estabilização
o definir seção do talude mais econômica
o retro-análise permiti avaliar parâmetros de
projeto
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Estabilidade de Taludes
o retro-análise
- definir os parâmetros do solo;
- verificar as possíveis causas da ruptura.
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Estabilidade de Taludes
Tipos de Movimento:
o Desprendimento de terra ou rocha (fall):
- movimento vertical >> movimento horizontal
- extremamente rápido
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Estabilidade de Taludes
Tipos de Movimento:
o Desprendimento de terra ou rocha (fall)
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Estabilidade de Taludes
Tipos de Movimento:
o Desprendimento de terra ou rocha (fall)
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Estabilidade de Taludes
Tipos de Movimento:
o Escorregamento (slide)
oRotacional:
- superfície de ruptura circular/curva
- movimento da massa de solo de moderado a rápido
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Ruptura de pé Ruptura de talude Ruptura de base
Estabilidade de Taludes
Tipos de Movimento:
o Escorregamento (slide)
oRotacional:
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Estabilidade de Taludes
Tipos de Movimento:
o Escorregamento (slide)
oTranslacional:
- superfície de ruptura planar
- movimento da massa de solo de moderado a rápido
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Estabilidade de Taludes
Tipos de Movimento:
o Rastejo (Creep)
- movimento da massa de solo extremamente lento
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Estabilidade de Taludes
Tipos de Movimento:
o Erosão
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Estabilidade de Taludes
Agentes causadores de escorregamentos:
CAUSAS EXTERNAS:
o mudança de geometria do talude >> cortes, aterros, erosão...
o aumento da carga atuante >> ex. sobrecarga na superfície,
peso da água das chuvas, acúmulo natural de material ...
o atividades sísmicas, tráfego, explosões ...
o Pressões laterais >> água em trincas, congelamento ...
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Estabilidade de Taludes
Agentes causadores de escorregamentos:
CAUSAS INTERNAS:
o variação do nível da água pode gerar:
o aumento do peso específico da água
o aumento da poro-pressão redução de ’
o perda da coesão aparente com a saturação
o diminuição da resistência do solo >> intemperismo gera
redução na coesão e no ângulo de atrito
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Análise de Estabilidade
o Objetiva avaliar a possibilidade de ocorrência de
escorregamento de massa de solo presente em talude natural
ou construído.
o Análise Determinística realizada em função do
coeficiente de segurança (FS). No geral, comparando tensões
cisalhantes mobilizadas com a resistência ao cisalhamento.
o FS [1] fator que minora os parâmetros de resistência ao
cisalhamento (em termos de ’)
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Fatores de Segurança de Projeto:
Análise de Estabilidade
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Análise de Estabilidade
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Tipos de Análise
o Análise de Tensões
 Baseado em análise tensão-deformação, com o auxílio
de métodos numéricos, baseado no MEF e no MDF
 Possibilita a incorporação da:
• não linearidade da curva x
• anisotropia
• não homogeneidade
• etapas construtivas
• estabelecer áreas rompidas (plastificadas)
• magnitude das deformações
o Teoria de Equilíbrio Limite
 consiste na determinação do equilíbrio de uma massa
de solo, delimitada por uma superfície potencial de
ruptura
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Tipos de Análise
o Teoria de Equilíbrio Limite
 Hipóteses básicas:
(i) Assume-se a existência de uma superfície de
ruptura bem definida;
(ii) A massa de solo ou rocha encontra-se em
condições de ruptura generalizada iminente
estado de equilíbrio limite;
(iii) Assume-se um critério de ruptura, ao longo de
toda superfícies de ruptura;
(iv) Assume-se um coeficiente de segurança (FS),
constante e único ao longo da superfície
potencial de ruptura;
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Tipos de Análise
o Teoria de Equilíbrio Limite
 Vantagens:
(i) Simplicidade;
(ii) Acurácia nos resultados*;
Desvantagens:
(i) Admite-se que o material tenha um modelo
constitutivo rígido plástico não se tem
informação sobre deformações;
(ii) O FS está relacionado com os parâmetros de
resistência e não à resistência ao cisalhamento;
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Teoria de Equilíbrio Limite
o Alguns Métodos de Análise de Estabilidade
Método de Culmann
Método Sueco
Método de Fellenius
Método de Bishop
Método de Bishop Simplificado
Método de Janbu
Método de Morgenstern & Price
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Teoria de Equilíbrio Limite
o Talude Infinito
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Teoria de Equilíbrio Limite
o Talude Infinito
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L
W
R
Nr
Tr
Ta
NaF
F
B
A
H
a
d
c
b tg
tg
tgH
c
FS
'
cos
'
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Teoria de Equilíbrio Limite
o Talude Infinito com Percolação
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L
W
R
Nr
Tr
Ta
NaF
F
B
A
H
a
d
c
b tg
tg
tgH
c
FS
sat
sub
sat
'
cos
'
2
Teoria de Equilíbrio Limite
o Talude Finito: Método das Fatias
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o Metodologia:
 A massa de solo é dividida em
fatias verticais;
 Assumir a base da fatia linear;
 Equações de equilíbrio em cada
fatia no conjunto de todas as
fatias.
Teoria de Equilíbrio Limite
o Talude Finito: Método de BISHOP
26Esforços na Fatia n.
Esforços e polígono de 
forças.
Teoria de Equilíbrio Limite
o Talude Finito: Método de BISHOP
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o Metodologia:
 Considera as forças atuantes entre fatias
 Equilíbrio de forças em cada fatia segundo as
direções horizontal e vertical
 Equilíbrio de momentos de todas as fatias em
relação ao centro da superfície de deslizamento
 FS relação entre resistência máxima ao longo da
superfície e tensão mobilizada média E relação entre
momento resistente e momento mobilizado
o Talude Finito: Método de BISHOP
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o Talude Finito: Método de BISHOP
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Estabilização de Taludes
o Considerações de Projeto
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Estabilização de Taludes
o Métodos de estabilização
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o Tratamento Superficial
o Solo Reforçado
o Solo Grampeado (ou pregado)
o Muros de Arrimo
o Cortina Atirantada
o Drenagem
FS
Estabilização de Taludes
o Tratamento Superficial
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Estabilização de Taludes
o Tratamento Superficial
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Estabilização de Taludes
o Tratamento Superficial
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Estabilização de Taludes
o Tratamento Superficial
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Estabilização de Taludes
o Solo reforçado
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Estabilização de Taludes
o Solo reforçado
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o Solo Grampeado
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Estabilização de Taludes
o Muros de Arrimo
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Estabilização de Taludes
o Muros de Arrimo
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Estabilização de Taludes
o Muros de Arrimo
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Estabilização de Taludes
o Cortina Atirantada
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Estabilização de Taludes
o Cortina Atirantada
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Estabilização de Taludes
o Drenagem
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Estabilização de Taludes
o Drenagem
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Estabilização de Taludes
o Drenagem
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Estabilização de Taludes
o Drenagem
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