TCC - Retroanálise de um Escorregamento na Rodovia dos Tamoios

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Trabalho de Conclusão de Curso – Engenharia Civil 
 
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RETROANÁLISE DE UM ESCORREGAMENTO NA RODOVIA 
DOS TAMOIOS-SP 
 
Igor Cristian de Abreu Luiz1, Karina Cristina Santos Ramos2, Profª Drª Mariana Ferreira 
Benessiuti Motta3 
 
 
 
 _______________________________ 
Profº Me. Hélio Rodrigues Bassanelli 
 
 
 
_______________________________ 
Profª Esp. Patrícia Pereira 
 
 
 
_______________________________ 
Eng.ª Thainá Leite e Carvalho da Silva 
 
 
Este trabalho foi aprovado: 
( ) Maioria simples 
( ) Unanimidade 
 
 
 
 
1 Aluno de Graduação do 5º ano de Engenharia Civil, email: igorcristian.abreu@hotmail.com 
2 Aluno de Graduação do 5º ano de Engenharia Civil, email: karina_etec@hotmail.com 
3Prof ª Orientador do Trabalho de Conclusão de Curso, email: mariana.motta@unisal.br 
 
Trabalho de Conclusão de Curso – Engenharia Civil 
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RESUMO 
É muito comum observar a ocorrência de desastres ambientais em todo o território 
brasileiro, trazendo grandes preocupações e prejuízos à população e aos órgãos 
públicos. Durante o período de 1991 a 2012, o movimento de massa foi o desastre que 
mais cresceu e o segundo maior responsável pelo número de vítimas fatais, ficando atrás 
apenas das enxurradas. No Vale do Paraíba, está localizada a Rodovia dos Tamoios, que 
interliga as cidades de São José dos Campos e Caraguatatuba – SP. Atualmente, a 
mesma passa por obras de duplicação e por vários momentos de interrupção das vias, 
devido aos deslizamentos de terra. No final de 2018 e início de 2019 ocorreram muitos 
escorregamentos translacionais. Neste âmbito, a proposta deste artigo é de identificar os 
mecanismos que geram essas instabilidades através de ensaios de laboratório e 
retroanálise de um escorregamento ocorrido no dia 07 de novembro de 2018, localizado 
no km 73+280, lado Norte, trecho de subida da Rodovia sentido São José dos Campos. 
Em laboratório foram realizados ensaios de caracterização do solo e ensaios de 
cisalhamento direto, para determinação dos parâmetros de resistência. A retroanálise do 
escorregamento foi desenvolvida através do software SLOPE/W, da GeoSlope, que 
permite um estudo de diferentes métodos e realiza análises bidimensionais, embasando-
se na geometria do talude e nas propriedades físicas no solo. Nesta análise, foi estudada 
a hipótese mais crítica, com o solo saturado, utilizando o método Morgenstern & Price, 
onde verificou-se o fator de segurança. Através dos resultados obtidos identificou-se 
que se trata de um solo do tipo residual jovem, que possui pouca coesão e fator de 
segurança abaixo de 1 para os perfis 1, 2, e 3, caracterizando a ruptura do talude. 
 
Palavras-chave: Escorregamento translacional; Análise de estabilidade; Fator de 
segurança; Rodovia dos Tamoios. 
 
1. INTRODUÇÃO 
O Brasil é considerado muito suscetível aos movimentos de massa devido às 
condições climáticas marcadas por verões de chuvas intensas em regiões de grandes 
maciços montanhosos (GUIMARÃES, 2008). 
Os fatores que influenciam nesse processo, no entanto, são inúmeros. Os mais 
comumente mencionados são o tipo de solos, a declividade, a precipitação, o uso e 
cobertura do solo e o substrato geológico, entre outros (TOMINAGA et al., 2005; 
YALCIN, 2008; DAS et al., 2011; FEIZIZADEH et al., 2013 apud SILVEIRA et al., 
2014). 
 
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De acordo com o Atlas Brasileiro de Desastres Naturais (2013), no período de 
1991 a 2012, ocorreram mais de 3400 mortes, sendo o movimento de massa, o tipo de 
desastre que mais cresceu e o segundo que mais matou, com 15,60% do total, ficando 
atrás apenas das enxurradas, com 58,15% do total. 
A análise de estabilidade deve ser feita em qualquer obra onde há a presença de 
taludes, como por exemplo, em barragens de contenção de rejeitos, barragens de usinas 
hidrelétricas, cortes de estradas ou rodovias. 
Os estudos dos solos e os outros tipos de contenções tornam-se cada vez mais 
essenciais, em razão dos grandes prejuízos financeiros e danos à vidas humanas. 
Recentemente, pode-se citar desastres como nas cidades de Brumadinho-MG, em 2019, 
Mariana-MG, em 2015, dentre outros, que poderiam ser evitados por meio de um 
sistema de alerta. 
Conhecer as causas que possam induzir a instabilidade da encosta é de grande 
importância para evitar novos episódios geotécnicos, pois através dos estudos é 
realizada a escolha correta para a garantia da estabilidade do talude. 
Neste sentido, essa pesquisa analisou um escorregamento ocorrido na Rodovia 
dos Tamoios, no verão de 2018/2019. Segundo o site da Concessionária, a Rodovia 
passou por várias interrupções das vias em consequência dos deslizamentos de terras, 
comprometendo a segurança do tráfego e, possivelmente, levando a prejuízos 
econômicos à região. 
Para realizar essa retroanálise foram coletadas amostras deformadas e 
indeformadas do solo estudado para ensaios de laboratórios, com o objetivo de 
identificar as causas de instabilidade do talude, determinado suas características físicas e 
mecânicas, possibilitando a análise do fator de segurança de pré-ruptura e uma 
avaliação da superfície de ruptura do talude a partir do software SLOPE/W. 
 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
2.1 MOVIMENTOS DE MASSAS 
Os movimentos de massa são definidos como qualquer deslocamento de um 
determinado material, como solos, rochas ou sedimentos, que são provocados pelas 
 
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forças da gravidade e por um conjunto de fatores que dependem das ações naturais 
(formação geológica do solo, condições climáticas, nível do lençol freático) e das ações 
do homem (FABRÍCIO, 2017). 
Estes movimentos estão associados a um conjunto de fatores compostos pela 
contribuição da alta declividade das encostas, elevados índices pluviométricos, e 
características geológicas, devendo somar-se a isto a ação do homem sobre o meio 
físico (SANTOS, 2004). 
Quanto ao plano de ruptura, os escorregamentos são subdivididos em rotacionais 
e translacionais (DIAS; HERRMANN, 2002). 
 
2.1.1 Escorregamento Translacional 
Os escorregamentos translacionais são o tipo de movimento de massa mais 
comum nas encostas cobertas por solos. Apresentam superfície de ruptura com forma 
planar, que geralmente acompanha descontinuidades mecânicas e/ou hidrológicas do 
material (DIAS; HERRMANN, 2002). 
Normalmente esse tipo de escorregamento ocorre durante períodos de chuvas 
intensas, sendo comum que a superfície de ruptura coincida com a interface do solo-
rocha, que representa uma importante descontinuidade mecânica e hidrológica 
(VIANNA, 2014). 
Enquanto escorregamentos rotacionais ocorrem geralmente em taludes mais 
íngremes e possuem extensão relativamente limitada, escorregamentos translacionais 
podem ocorrer em taludes mais abatidos e são geralmente extensos, podendo atingir 
centenas ou milhares de metros (GUIDICIN; NIEBLE, 1984). 
 
2.2 FATORES QUE INFLUENCIAM NA ESTABILIDADE DE TALUDES 
Conforme mencionado anteriormente, a chuva é um dos fatores mais 
deflagradores na estabilidade de taludes. A presença da água em taludes pode ter 
influência na mudança nas poropressões, alterando as tensões efetivas e a resistência do 
solo. Além disso, esta pode aumentar as erosões internas e externas, o que contribui no 
processo de intemperismo, solicitando alterações nos minerais ao longo do tempo. 
 
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Os fatores que mais influenciam para a estabilidade de taludes segundo Rico & 
Castilho (1978) são: fatores geomorfológicos, fatores internos e fatores climáticos. 
Estes fatores estão associados à topografia local, geometria dos taludes, propriedades 
mecânicas e hidráulicas dos solos, e as variações do clima. 
Além desses fatores, pode-se citar a importância da cobertura vegetal presente 
naestabilidade dos taludes. Segundo Gray & Leiser (1982) apud Vasconcellos (2015) 
atribuem, como efeitos favoráveis: (a) a redistribuição da água proveniente das chuvas 
pelas copas das árvores, retardando e diminuindo a quantidade efetiva de água que se 
infiltra no solo; (b) a evapotranspiração retirando água do solo; (c) acréscimo da 
resistência do solo devido às raízes pelo reforço mecânico e pelo escoramento (raízes 
pivotantes e profundas). Como efeitos desfavoráveis, esses autores relacionaram: o 
efeito alavanca, força cisalhante transmitida pelos troncos das árvores ao terreno, 
quando suas copas são atingidas por ventos; o efeito cunha, pressão lateral causada 
pelas raízes ao penetrar em fendas, fissuras e canais do solo ou rocha; a sobrecarga 
vertical causada pelo peso das árvores, que pode ter um efeito benéfico, ou não, na 
estabilidade, em vista à inclinação das encostas e às características do solo. 
A pluviometria é outro fator deflagrador que deve ser analisado, devido à 
duração e a intensidade das chuvas que podem resultar em diferentes movimentos de 
massa. 
Para Lumb (1975), os deslizamentos estão associados às chuvas com duração de 
24 horas do dia do colapso e com a chuva acumulada nos 15 dias anteriores a sua 
ocorrência. 
Castro (2006) afirma que os processos de instabilização dos solos visivelmente 
têm uma vinculação com os valores pluviométricos que se acumulam nos dias 
anteriores à ruptura. Portanto, esses fatores interferem no aumento da umidade do solo e 
no aumento da saturação, causando a ocorrência dos movimentos de terra. 
Wolle (1988) afirma que a água das chuvas que se infiltram nos solos e percola 
pelo maciço das encostas é o principal agente deflagrador dos movimentos de 
instabilização de encostas e taludes não saturados. 
Guidicini e Nieble (1983) afirmam que a movimentação de massa modifica as 
características morfológicas, mecânicas ou casuais onde um mesmo agente consegue 
 
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causar diferentes danos. Na Tabela 01, pode-se identificar as principais causas e agentes 
decorrentes em escorregamentos. 
 
Tabela 01- Agentes e causas de escorregamentos 
 
Fonte: Guidicini; Nieble (1983). 
 
2.3 RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO 
A Engenharia Geotécnica frequentemente apresenta problemas que envolvem as 
propriedades de resistência ao cisalhamento dos solos, como estabilidades de taludes, 
empuxos de terra e capacidade de carga. Portanto, é muito importante o estudo da 
resistência ao cisalhamento do solo, para determinar o equilíbrio dos parâmetros de 
resistência. 
Resistência ao cisalhamento do solo pode ser definida como a tensão cisalhante 
que ocorre no plano de ruptura no instante da ruptura. 
De acordo com Vargas (1977), a resistência do solo ao cisalhamento tem relação 
com a máxima tensão interna que um maciço de solo consegue suportar sem que haja 
rupturas ou deslizamentos em qualquer plano no seu interior. 
 
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Segundo Machado (2013), no momento em que se atinge a tensão cisalhante, o 
solo irá se romper. E se a ruptura se estender ao longo de uma região contínua com 
início e fim na superfície do terreno, ocasionará um escorregamento do solo. 
Para Gerscovich (2010), a ruptura é caracterizada pela formação de uma 
superfície de cisalhamento contínua na massa de solo, onde existe uma camada de solo 
em torno da superfície de cisalhamento que perde suas características durante o 
processo de ruptura, formando assim a zona cisalhada. A Figura 01 mostra a formação 
da zona cisalhada e a superfície de cisalhamento. 
 
Figura 01 – Superfície de cisalhamento 
 
Fonte: Leroueil (2001). 
 
Os principais fenômenos relacionados à resistência ao cisalhamento são o atrito 
e a coesão. 
 
2.1.2 Atrito 
Segundo Vicieli (2003), a resistência por atrito entre as partículas descreve uma 
força tangencial necessária para que ocorra o deslizamento de um plano em relação a 
outro plano paralelo a este. O ângulo de atrito (𝜑) é o ângulo formado entre a força 
normal e a resultante da força normal e tangencial. 
Para a relação entre as forças tangenciais e normais pode ser definida de acordo 
com a Equação 01. 
𝑇 = 𝑁.𝑡𝑎𝑛 𝑡𝑎𝑛 𝜑 (Eq. 01) 
 
 
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2.1.3 Coesão 
A NBR 6502 (1995) define coesão como a resistência ao cisalhamento de um 
solo, que independe da tensão efetiva normal atuante, provocada pela atração físico-
química entre partículas ou pela cimentação destas. 
Para Viecili (2003) a coesão além de ser independente da força normal, ocorre 
somente em solos argilosos, e atração entre partículas provoca uma quantidade de 
resistência nesses solos. 
Segundo Caputo (1988), a coesão pode ser classificada em coesão verdadeira e 
coesão aparente. A coesão verdadeira é devida a força eletroquímica de atração e à 
cimentação que ocorrem entre as partículas. Já a coesão aparente, é resultante da tensão 
capilar da água que preenche os vazios contidos nos solos, agindo como uma pressão 
externa. 
Vargas (1977) diz que a presença da água em contato com o solo forma 
meniscos. Nesse contato dos meniscos com as partículas de água, ocorrem pressões de 
contato, fazendo comprimir as partículas. Essas pressões de contato, que são as pressões 
neutras, somam-se as tensões normais. Com isso, a tensão efetiva atuante se torna maior 
que a tensão total. Quando as forças capilares são eliminadas, com a saturação do solo, a 
coesão aparente tende a zero. 
 
2.1.4 Critérios de Ruptura 
O critério de ruptura analisa o estado de tensões que provocam a ruptura. São 
utilizados os critérios de Mohr e de Coulomb, fundamentados na análise do “equilíbrio 
limite”. 
Na Figura 02, a ilustração (a) representa a envoltória de Coulomb através de 
uma reta, onde a ruptura ocorre quando a tensão de cisalhamento atinge o valor dado 
pela expressão 𝜏 = 𝑐′ +𝑡𝑎𝑛 𝑡𝑎𝑛𝜑′. 𝜎′, onde c’ é a coesão e 𝜑′é o ângulo de atrito. A 
ilustração (b) da Figura 02, define que a ruptura ocorre quando o círculo das tensões 
tangencia uma curva, que é a envoltória de resistência. 
 
 
 
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Figura 02 - Representação dos parâmetros do material e envoltória de Mohr-Coulomb. 
 
Fonte: Pinto (2006). 
 
A resistência ao cisalhamento é dada pela Equação 02 de envoltória de Morh-
Coulmb, quando o solo se encontra em condição saturada 
 
𝜏 = 𝑐′ + 𝜎′.𝑡𝑎𝑛 𝑡𝑎𝑛𝜑′ (Eq. 02) 
Onde: 
𝜏 = Tensão de ruptura; 
𝜑′ = Ângulo de atrito efetivo; 
𝜎′ = Tensão normal efetiva; 
𝑐′ = Coesão efetiva; 
 
2.4 FATOR DE SEGURANÇA 
Um escorregamento do solo ocorre quando as tensões solicitadas excedem a 
resistência ao cisalhamento do solo. A estabilidade do solo é definida através do Fator 
de Segurança, que se obtêm através dos esforços estabilizantes (resistentes) e os 
esforços instabilizantes (atuantes). 
Guidicini e Nieble (1983) afirmam que para acontecer um escorregamento é 
preciso que a relação entre a resistência média ao cisalhamento do solo e as tensões 
médias no plano potencial de movimentação diminuam, encontrando-se inferiores a 1, 
de forma que as tensões na superfície sejam superiores que a resistência ao 
cisalhamento. 
Com isso, define-se um Fator de Segurança dado pela Equação 03. 
𝐹𝑆 =
𝜏𝑓
𝜏𝑚𝑜𝑏
 (Eq. 03) 
 
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Onde: FS > 1,0 = Obra estável; FS = 1,0 = Ocorre a ruptura por escorregamento; 
FS < 1,0 = Não tem significado físico. 
 
2.5 ANÁLISE DE ESTABILIDADE 
As análises de estabilidades têm como objetivo averiguar as ocorrências de 
escorregamento de massa de solo presente em talude natural ou construído. 
Segundo Machado(2013), ter uma boa estabilidade depende da seleção dos 
parâmetros corretos, que são escolhidos de acordo com o tipo de análise estudada, que 
pode ser em função de tensões totais ou das tensões efetivas. 
Estas análises são baseadas no método do equilíbrio limite, em que o fator de 
segurança é definido da razão entre a resultante das forças solicitantes e resistentes ao 
cisalhamento (GUIDICINI; NIEBLE, 1983). 
O método do equilíbrio limite assume que a ruptura se dá ao longo de uma 
superfície e que todos os elementos ao longo dessa superfície atingem simultaneamente 
a mesma condição de fator de segurança igual a 1 (GERSCOVICH, 2012). 
Para Nogueira (2016), a análise de estabilidade deve prever o aumento de 
solicitação que o solo é capaz de suportar até que ocorra a instabilidade. 
São diversos métodos para análise de estabilidade, dentre eles tem-se o método 
de Fellenius, método de Bishop Simplificado e método de Morgenstern-Price. 
O método Fellenius admite uma superfície de ruptura circular e analisa o volume 
de material acima dessa superfície por meio da divisão em fatias verticais (MACHADO, 
2013). 
Esse procedimento é realizado para todas as posições de ruptura e o fator de 
segurança crítico será o menor valor encontrado. Este método é muito simples, porém 
muito conservador, o que ocasiona erros de até 50% principalmente em taludes com 
poropressões elevadas e círculos profundos (CARMINATI, 2018). 
O método de Bishop é uma modificação do método de Fellenius, onde admite 
uma superfície de ruptura circular e utiliza o equilíbrio das forças e momentos entre as 
fatias, com a resultante das forças verticais entre as fatias nulas (CARMINATI, 2018). 
 
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De acordo com Da Silva (2011) o método de Bishop foi desenvolvido para 
análise de superfícies circulares, mas pode ser aplicado também em superfícies não 
circulares. 
O método de Morgensten & Price, é considerado o mais rigoroso, pois é 
aplicado em qualquer forma de superfície de ruptura e as suas diferentes condições de 
estabilidade satisfazem todas as equações de equilíbrio de forças e momentos. O fator 
de segurança é calculado por iterações e auxílio de ferramentas computacionais 
(CARMINATI, 2018). 
Para Machado (2013) o método de Morgensten & Price, considera que as 
inclinações das forças laterais da fatia seguem um padrão preestabelecido e estas 
inclinações podem ou não variar de fatia para fatia. Para obtenção do fator de segurança 
é preciso das ferramentas computacionais. Softwares como Slope/W e Slide são 
utilizados para realizar essas análises. Com os dados fornecidos pelo usuário, o 
programa fornece o fator de segurança da superfície de ruptura mais crítica. 
 
2.6 RETROANÁLISE DE TALUDES 
A retroanálise é um método rápido e de baixo custo, e consiste na observação e 
na análise de casos de colapso já ocorridos. É muito utilizado para avaliação da 
estabilidade de massas terrosas e rochosas. O estudo desses casos permitirá obter dados 
de resistência ao cisalhamento, que poderão ser usados em outros projetos futuros 
(GUIDICINI; NIEBLE, 1998). 
“Essa técnica consiste na reconstituição das condições do talude pré-ruptura 
(geometria e principais forças atuantes), para que assim as características de resistências 
sejam avaliadas. Para o colapso dos taludes, será adotado o fator de segurança igual a 1, 
quando o talude atinge sua condição de equilíbrio limite” (BENESSIUTI, 2001). 
Atualmente existem programas que auxiliam no desenvolvimento dos métodos 
de análise de estabilidades de taludes. O programa utilizado neste trabalho é SLOPE/W 
(GEOSLOPE). Além de analisar a estabilidade de encostas naturais e artificiais, o 
programa também é utilizado para fins de observação de distribuição de tensões lineares 
no solo e de infiltrações de zonas confinadas e não confinadas. 
 
 
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3. MATERIAIS E MÉTODOS 
3.1 LOCAL DE ESTUDO 
A Rodovia dos Tamoios está localizada na região do Vale do Paraíba, estado de 
São Paulo, que liga as cidades de São José dos Campos e Caraguatatuba – SP e possui 
intersecções com a Via Dutra (BR-116), Rodovia Carvalho Pinto (SP-70). O trecho 
analisado foi o km 73-280, lado Norte, trecho de subida da Rodovia sentido São José 
dos Campos. 
Essa Rodovia é de suma importância para a região, pois atende as necessidades 
locais da área, colaborando com o fluxo dos usuários, desviando da área urbana o 
tráfego de passagem, sobretudo de caminhões, e o trânsito de veículos pesados que 
seguem para o Porto de São Sebastião. 
Esta região foi escolhida para estudo, pois além ser uma rodovia importante para 
os municípios de São José dos Campos e Litoral Norte, passou por várias ocorrências de 
deslizamentos. Segundo o site da Concessionária e notícias do G1 - Vale do Paraíba e 
Região, foram várias ocorrências no verão de 2018/2019, deixando a rodovia interditada 
por mais de 90 horas. 
Segundo a Concessionária responsável pela rodovia, o protocolo de segurança 
da via exige que a Tamoios seja interditada caso os pluviômetros registrem cem 
milímetros em 72 horas. Na Figura 03 é possível notar alguns dos deslizamentos que 
ocorreram na rodovia. 
 
Figura 03 – Registros de escorregamentos na Rodovia.
 
Fonte: Vanessa Vantine/ TV Vanguarda (2018). 
 
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3.1.1 Índice Pluviométrico 
O Trecho analisado foi o km 73+280, lado Norte, onde o deslizamento ocorreu 
no dia 07 de novembro de 2018. Dados pluviométricos de monitoramento foram 
cedidos pela Concessionária dos Tamoios, empresa que é responsável pela Rodovia. 
Dentre os dados analisados, observou-se o alto índice de precipitação no período 
em que ocorreu o deslizamento, com mais de 100 mm de precipitação, em 24 horas. 
A partir da Figura 04 é possível destacar o elevado índice pluviométrico no dia 
07 de novembro de 2018, justificando a ocorrência do escorregamento. 
 
Figura 04 – Índice Pluviométrico Rodovia dos Tamoios – km 73+280 
 
Fonte: Concessionária Tamoios (2018). 
 
3.2 ENSAIOS DE LABORATÓRIO 
Os ensaios de caracterização do solo foram realizados no laboratório de 
Materiais de Construção Civil do Centro Universitário Salesiano de São Paulo, o 
UNISAL. Para estes ensaios foram utilizadas amostras deformadas do solo, conforme 
Figura 06 (a). Já o ensaio de cisalhamento direto foi realizado no laboratório de 
geotecnia da Universidade Estadual Paulista – Unesp – Campus Guaratinguetá – SP, 
utilizando amostra indeformada do solo, conforme Figura 06 (b). 
As amostras foram coletadas no canto inferior do escorregamento, ilustrado na 
Figura 05. 
 
 
 
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Figura 05 – Local do escorregamento e coleta das amostras 
 
Fonte: Autores (2019). 
 
Figura 06 - a) Amostra do solo deformado; b) Amostras do solo indeformado 
 
Fonte: Autores (2019). 
 
3.2.1 Ensaio de Caracterização 
Os ensaios de caracterização foram realizados de acordo com as Normas 
Brasileiras vigentes: 
NBR 6457/86 Preparação de amostras: compactação e caracterização; 
NBR 7181/84 Análise granulométrica; 
NBR 6508/84 Massa específica dos grãos; 
NBR 6459/84 Limite de liquidez; e 
NBR7180/84 Limite de plasticidade. 
 
Estes conjuntos de ensaios proporcionaram a obtenção de parâmetros que 
identificaram não só a natureza do solo, bem como puderam ser correlacionados com as 
suas propriedades mecânicas. Os ensaios identificaram as características físicas e 
Local da coleta das 
amostras 
 
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mecânicas do solo e foi classificado de acordo com a ABNT (Associação Brasileira de 
Normas Técnicas) e SUCS (Sistema Unificado de Classificação dos Solos). 
 
3.2.2 Ensaio de Cisalhamento direto 
O ensaio de cisalhamento direto relaciona diretamente tensãonormal e 
cisalhante, que são aplicadas a um corpo de prova em uma caixa bipartida. A partir 
deste, é possível obter a tensão cisalhante relacionada à ruptura do solo, para uma 
determinada tensão normal. 
O ensaio foi realizado na prensa do tipo Casagrande, de fabricação da 
ETI/PROETI. Primeiramente, foram moldados 3 corpos de prova com dimensões de 
10x10x2,5cm retirados da amostra indeformada (Figura 06 b). O primeiro corpo de 
prova foi introduzido na caixa bipartida e foi aplicada uma tensão de confinamento de 
50kPa, simulando a tensão normal, com a inundação da caixa (condição de solo 
saturado). Após uma hora de adensamento, é aplicada uma carga horizontal (cisalhante), 
que aumenta em uma velocidade constante. Durante o ensaio, foram registrados os 
valores de deslocamento vertical e deslocamento horizontal, por meio dos 
extensômetros, e os valores de carga, através do anel de carga. 
O procedimento foi repetido mais duas vezes, alterando somente a tensão de 
confinamento para 100 e 200kPa. 
Com os dados dos três ensaios, foi identificada a tensão de ruptura de cada 
amostra e por meio de um gráfico “tensão cisalhante versus tensão normal”, obtendo-se 
então a envoltória de resistência do solo. 
É importante ressaltar que no ensaio de cisalhamento direto não se tem um 
controle da saturação da amostra, pois o corpo de prova é ensaiado em uma condição 
inundada. 
 
3.3 RETROANÁLISE 
O estudo de estabilidade do talude foi realizado através do programa GeoSlope, 
utilizando o módulo SLOPE/W. Este software permite analisar diferentes superfícies de 
 
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ruptura, e diferentes condições de poropressão, de propriedades do solo, de 
carregamentos e de métodos de análise. 
Para este trabalho, a situação do solo considerada, foi de solo totalmente 
saturado, com objetivo de analisar a situação mais crítica para a estabilidade do talude e 
determinar o fator de segurança mínimo que levaria à ruptura crítica em cada caso 
estudado. O método utilizado foi o de Morgenstern & Price, que se encontra disponível 
no programa. 
Para determinar o fator de segurança por esse método foi preciso introduzir o 
perfil do talude e os dados do solo em estudo: o peso específico e os parâmetros de 
resistência - a coesão e o ângulo de atrito entre os grãos. 
 
4. RESULTADOS OBTIDOS E DISCUSSÃO 
4.1 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO 
A classificação deste solo conforme a ABNT é de Areia com finos e pela tabela 
SUCS é SM (areia siltosa, mistura mal graduada de areia e silte), onde o resultado da 
análise granulométrica é apresentado na Tabela 02 e Figura 07. Através de uma análise 
visual do solo estudado, observou-se uma aparência brilhosa, característica de mica, 
material que apresenta baixa resistência. 
O Limite de Plasticidade, obtido através do ensaio do cilindro padrão, 
caracterizou solo não plástico, pois não foi possível moldar o cilindro. E a massa 
específica desse solo, obtido através do método do picnômetro é de 2,65 g/cm³, 
característico de um material com presença de quartzo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 07 - Curva granulométrica do solo. 
 
Fonte: Autores (2019). 
 
Tabela 02 – Composição granulométrica do solo, conforme ABNT. 
Pedregulho 
(%) 
Areia (%) 
Silte (%) Argila (%) 
Grossa Média Fina 
4 20 22 16 18 20 
Fonte: Autores (2019). 
 
4.2 ENSAIOS DE RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO DIRETO 
A Tabela 03 apresenta as principais características físicas dos corpos de prova, 
utilizados nos ensaios de resistência ao cisalhamento. As amostras 1, 2 e 3 apresentam 
as características dos corpos de prova após a moldagem, para as tensões de 50, 100 e 
200 kPa, respectivamente. O peso específico do solo saturado utilizado no software 
(18,01 kN/m3) foi obtido a partir da média dos índices físicos das três amostras 
moldadas. 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso – Engenharia Civil 
 
 
17 
 
Tabela 03 – Características físicas do solo após a moldagem 
Amostra 
nº 
massa 
(g) 
volume 
(cm³) 
Massa 
específica 
total 
t 
(g/cm³) 
Teor de 
umidade 
w (%) 
Massa 
específica 
seca 
d (g/cm³) 
Massa 
específica 
dos grãos 
s(g/cm³) 
Índice 
de 
vazios 
(e) 
Porosidade 
() 
1 419,21 250 1,68 23,55 1,36 2,65 0,95 0,49 
2 415,14 250 1,66 19,85 1,39 2,65 0,91 0,48 
3 403,88 250 1,61 24,22 1,30 2,65 1,04 0,51 
Fonte: Autores (2019). 
 
Os resultados obtidos neste ensaio são apresentados em curvas “Tensão 
Cisalhante versus Tensão Normal”, conforme a Figura 09. De acordo com o gráfico da 
Figura 09, pode-se observar que o aumento da tensão normal interfere no aumento da 
tensão cisalhante. A Tabela 04 apresenta os pontos de ruptura para cada carga aplicada 
no ensaio de cisalhamento direto. 
 
Tabela 04 – Pontos de ruptura dos ensaios de cisalhamento direto. 
Pontos de Ruptura - τ x σ - Saturado 
50 kPa 100 kPa 200 kPa 
σ τ σ τ σ τ 
50, 302 25, 000 100, 604 22, 887 201, 207 49, 296 
Fonte: Autores (2019). 
 
Figura 09 – Gráfico: Tensão Cisalhante versus Tensão Normal. 
 
Fonte: Autores (2019). 
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 50 100 150 200 250
τ 
(k
P
a)
σ (kPa)
50
kPa
100
kPa
200
kPa
 
Trabalho de Conclusão de Curso – Engenharia Civil 
 
 
18 
 
A envoltória de resistência foi obtida pelo critério de Mohr-Coulomb, que 
lineariza a envoltória de Mohr, definida por uma reta, conforme Figura 10. Tal 
envoltória apresentou os parâmetros do solo intercepto coesivo c’ = 5 kPa e inclinação 
da reta φ’ = 13º. 
 
Figura 10 – Envoltória de resistência. 
 
Fonte: Autores (2019). 
 
4.3 RETROANÁLISE DO TALUDE ESTUDADO 
Com seus respectivos dados, foram analisados três perfis para o mesmo talude, 
conforme a Figura 11. 
 
Figura 11 – Perfis do talude analisado 
 
 
Fonte: Concessionária Tamoios (2018). 
y = 0,2224x + 4,7183
R² = 0,8993
0
10
20
30
40
50
60
0 50 100 150 200 250
τ 
(k
P
a)
σ (kPa)
 
Trabalho de Conclusão de Curso – Engenharia Civil 
 
 
19 
 
O fator de segurança, encontrado pelo método de Morgenstern & Price, para os 
perfis 1, 2, e 3, foram respectivamente de 0,36, 0,35 e 0,31, para a condição totalmente 
saturada, indicando a ruptura. De acordo com o software, a superfície de ruptura 
prevista nos três perfis foi do tipo rotacional, conforme ilustra a Figura 12, porém, 
diferente da superfície observada em campo, com características de um escorregamento 
translacional. 
 
Figura 12 – Superfície de ruptura crítica dos perfis. 
 
Fonte: Autores (2019). 
 
Para o fator de segurança igual a 1, ou seja, o fator deflagrador da ruptura, foi 
observado um escorregamento translacional, conforme Figura 13, demonstrando o que 
de fato ocorreu no local. 
 
Figura 13 – Fator de segurança igual a 1 nos perfis 
 
Fonte: Autores (2019). 
 
Trabalho de Conclusão de Curso – Engenharia Civil 
 
 
20 
 
Vale ressaltar, que durante a visita foram observados rochas e tipos de solos com 
características diferentes, que pode alterar o fator de segurança. O método de análise 
adotado foi simplificado, considerando apenas um tipo de solo. 
 
4.4 DISCUSSÃO 
No dia do escorregamento foi registrada uma precipitação da chuva de 
aproximadamente 125 mm no local (Figura 05). As chuvas neste dia e nos dias 
anteriores foram um dos principais fatores que contribuiu para a ruptura do solo. 
Uma das alternativas para minimizar a carga do solo sobre o talude é através da 
drenagem da água, por meio de Drenos Horizontais Profundos (DHP’s). As obras de 
drenagem podem ser utilizadas como um único recurso ou como complemento a outros 
métodos de estabilidade, porém, apesar da água ser o principal problema nesse 
escorregamento, outros fatores possivelmente contribuíram para a instabilidade. 
Segundo Carvalho (1991), a gravidade como um fator instabilizante de um 
talude está associada nãosó à sua inclinação, mas também à sua altura. Uma das 
medidas corretivas e preventivas é a adoção de retaludamento com inclinação de acordo 
com o material. As médias de inclinação encontrada para o perfil 1, 2 e 3, foram de 
53,6º, 50,21º e 56,39º, para alturas de aproximadamente de 17, 31 e 30 metros, 
respectivamente. 
Segundo Ministério dos Transportes (1973), no Art. 39, a inclinação máxima em 
relação ao plano horizontal permitidas nos taludes dos cortes para terrenos com 
possibilidade de escorregamento ou desmoronamento é de 1:1, ou seja, significa que a 
cada 1 metro de avanço no plano horizontal representa 1 metro no plano vertical, 
atingindo uma inclinação de 45º. 
Em uma simulação de corte no software GeoSlope, a fim de reduzir a inclinação 
do talude para aproximadamente 45º, foi observado um pequeno aumento no fator de 
segurança no perfil 1, devido a sua altura ser inferior aos outros perfis, conforme a 
Figura 14, comprovando a relação entre a inclinação e a altura ter favorecido ainda mais 
para a instabilidade do talude. 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso – Engenharia Civil 
 
 
21 
 
Figura 14 – Fator de segurança com mudança na inclinação do talude 
 
 
Fonte: Autores (2019). 
 
A Rodovia dos Tamoios adotou um sistema de segurança que consiste em 
bloquear a via quando a precipitação atingir 100mm em 72 horas. Analisando pelo 
ponto de vista social e econômico, tal parâmetro é bastante conservador, pois nem 
sempre os 100mm é possível gerar a instabilidade. Uma das possíveis formas de 
acompanhar a saturação do solo é através de equipamentos conhecidos como PCDs 
Geotécnicas (Plataformas de Coleta de Dados Geotécnicas). Esse equipamento é 
composto de pluviômetro, sensores de umidade do solo, com subsistema de energia 
fotovoltaica e unidade de aquisição/processamento e transmissão de dados. Entendendo 
o comportamento do solo de cada área de risco, pode-se então emitir alertas de risco 
com maior precisão. 
Através da análise de estabilidade de taludes é possível gerar medidas de 
monitoramento, aplicar obras de contenção, a fim de evitar escorregamentos. Essa 
análise também pode ser feita de forma regional por meio de softwares que realiza o 
mapeamento das áreas mais susceptíveis à ocorrência de escorregamentos, levando em 
consideração a topografia e os parâmetros do solo. Dois exemplos de softwares 
existentes para tal fim são o SHALSTAB e TRIGRS. 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso – Engenharia Civil 
 
 
22 
 
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Esta pesquisa teve o intuito de apresentar a metodologia utilizada para 
identificar o fator de segurança que levou ao movimento de massa de um talude na 
Rodovia dos Tamoios. 
A identificação dos parâmetros de resistência do solo foi obtida a partir de 
ensaios de cisalhamento direto, na condição mais crítica, cujo resultado identificou 
pouca coesão e um baixo ângulo de atrito entre os grãos, facilitando o movimento de 
massa. 
A retroanálise do escorregamento mostrou que o desenvolvimento de um 
escorregamento translacional na região está relacionado às chuvas de grande e pequena 
intensidade com pouca ou longa duração, principalmente na estação do verão, onde é 
possível elevar a saturação do solo e reduzir os parâmetros de resistência. 
Através de uma simulação no software GeoSlope, a fim de identificar o efeito da 
inclinação e altura na estabilidade do solo, foi possível observar um pequeno aumento 
no fator de segurança no perfil de menor altura, ao reduzir a inclinação para 45º, 
indicando ainda uma instabilidade local. 
Sendo assim, para uma previsão de áreas susceptíveis a deslizamentos, 
recomendam-se estudos relacionados à obtenção dos parâmetros de resistência do solo e 
a análise de estabilidade na extensão da Rodovia, por meio de software de mapeamento 
das áreas de risco. Desta maneira, podem-se identificar as áreas que necessitam de mais 
atenção, sendo possível aplicar soluções disponíveis na engenharia a fim de evitar novos 
escorregamentos e prejuízos econômicos. 
 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
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1984a. 
 
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