UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ

DEPARTAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS E GEOLOGIA AMBIENTAL

DISCIPLINA: MECÂNICA DOS SOLOS II

PROFª.: LUCIANA BARBOSA, MESTRE EM GEOTECNIA

Relatório Técnico – Estabilidade de Taludes

28 de maio de 2014

TERESINA, PIAUÍ

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ

DEPARTAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS E GEOLOGIA AMBIENTAL

DISCIPLINA: MECÂNICA DOS SOLOS II

PROFª.: LUCIANA BARBOSA, MESTRE EM GEOTECNIA

Relatório Técnico – Estabilidade de Taludes

COMPONENTES:

IVONGLEIKON BATISTA

RUI DE JESUS ARAÚJO

28 de maio de 2014

TERESINA, PIAUÍ

INTRODUÇÃO

Para se poder projetar adequadamente um talude que seja estável, deve-se levar em consideração dos dados de investigação de campo, ensaios de laboratório, análises de estabilidade efetuadas, a forma de execução da obra e sua manutenção. E, principalmente, o engenheiro deve utilizar seu bom senso.

Devemos então fazer a análise de estabilidade de taludes onde é feita a verificação da segurança de taludes naturais, taludes de escavações e aterros compactados. Essa verificação envolve a determinação da tensão de cisalhamento desenvolvida ao longo da superfície de ruptura mais provável e a comparação dela com a resistência do solo ao cisalhamento. E para uma melhor análise deve-se ser determinado o fator de segurança do talude.A tarefa do engenheiro encarregado da análise da estabilidade do talude é determinar o fator de segura (Fs= 1,5).

São utilizadas várias formas para análise da estabilidade de taludes, abordaremos dois métodos:Fellenius e Bishop simplificado. Onde o solo é divido em varias fatias para efeito de estudo.

Método comum das fatias (Fellenius)

A análise de estabilidade usando o método das fatias pode ser explicada com o uso da figura abaixo, na qual AC é um arco de circulo representando a superfície tentativa de ruptura. O solo acima da superfície de ruptura é dividido em varias fatias verticais. A largura das fatias não precisa ser igual. Considerando um comprimento unitário perpendicular à seção transversal mostrada, as forças que atuam em uma fatia típica (n-ésima fatia). Wn é o peso da fatia. As forças Nr e Tr são, respectivamente, as componentes normal e tangencial da reação R, Pn e Pn + 1 são as forças normais que atuam nas faces da fatia, similarmente, as forças de cisalhamento que atuam nas faces da fatia são Tn e Tn + 1. Para simplificar, assume-se que a poropresao é zero. As forças Pn e Pn+1, Tn e Tn+1 são difíceis de determinar. Entretanto, podemos assumir a aproximação d que as resultantes de Pn e Tn são iguais as resultantes Pn+1 e Tn+1 e que suas linhas de ação são coincidentes.

O valor de ᾳn pode ser positivo ou negativo, será positivo quando a inclinação do arco estiver no mesmo quadrante que a inclinação do talude. Para encontrar o fator de segurança mínimo – ou seja, o fator de segurança para o circulo critico – devem-se fazer varias tentativas, mudando o centro do circulo de ensaio.

Método das fatias de Bishop Simplificada

Bishop propôs uma solução mais refinada para o método comum das fatias. Nesse método, o efeito das forças nas faces de cada fatia é levado em conta ate certo ponto. Podemos estudar esse método fazendo referencia a analise de talude apresentada no método anterior. As forças que atuam na n-ésima fatia foram redesenhadas, temos agora Pn

– Pn+1 = ∆P e Tn – Tn+1 = ∆T.

O termo Fs esta presente nos dois lados da equação, portanto, devemos adotar um procedimento de tentativa e erro para encontrar o valor de Fs. Como no método comum das fatias, varias superfícies de ruptura devem ser investigadas, de modo a podermos encontrar a superfície critica que fornece o fator de segurança mínimo. O método de Bishop é o mais utilizado, pois apresenta resultados mais satisfatórios.

INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA

O reconhecimento das condições do subsolo constitui pré-requisito para projetos geotécnicos seguros e econômicos, os quais são normalmente executados com base em ensaios de laboratório e/ou campo. As investigações devem permitir uma definição da estratigrafia do subsolo e uma estimativa das propriedades geomecânicas dos materiais envolvidos. Os ensaios têm grande importância para obtenção dos parâmetros que representem as características de tensão x deformação x resistência, além de indicar os fatores que influenciam o comportamento do material. Além da realização de ensaios de laboratório e/ou campo, é relevante a utilização de instrumentação de campo, que permite a observação do comportamento do solo “in situ”. Esta estabelece uma ligação entre as hipóteses de projeto e os mecanismos de comportamento da obra. Particularmente, no caso de projetos de estabilização de taludes, o desempenho deve ser aferido por meio de instrumentação e interpretação adequadas (Lacerda, 2000). Segundo Fonseca (1986), na execução de uma contenção de encosta é indispensável que as obras sejam acompanhadas, observadas e avaliadas em suas condições de projeto e execuções iniciais. Sem esses cuidados, pode haver gastos adicionais relevantes, em reparos e manutenções.

METODOLOGIA

O ponto a ser trabalhado foi sorteado pela professora, assim identificamos nosso ponto e traçamos um arco no talude em estudo com Raio = 83,548

Primeiramente com o auxilio do Autocad é feito o traçado das fatias no talude, optamos por traçar 25 (vinte e cinco) fatias, em seguida são identificadas as fatias e calculamos as áreas das mesmas e seus respectivos comprimentos, para podermos calcularmos o Fator de segurança segundo os dois métodos.E para calcularmos as mesmas utilizaremos planilhas do Excel.

Com o valor das áreas de cada fatia podemos calcular o peso (W). E em seguida é medido o ângulo (ᾳn) de cada fatia.

DADOSPESO ESPECIFICO 1 (ɣ1) 19 KN/m²PESO ESPECIFICO 2 (ɣ2) 18 KN/m²

Ø1 30°Ø2 25°C'1 3 KpaC'2 2 Kpa

Espessura (e1) 45 mEspessura (e2) 35 m

Os demais fatores estão nas tabelas dos resultados.

CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÕES

Pelo método de Fellenius encontramos o fator de segurança igual a 1,1515 e pelo método de Bishop simplificado igual a 1,309. Pelo método de Fellenius o fator de segurança fica no intervalo de 1 < FS=1,1515 < 1,5, portanto solo instável mais com possibilidade de ruptura. Já pelo método de Bishop o fator de segurança fica no intervalo de 1,25 < FS=1,309 < 1,5, portanto solo marginalmente instável.

Os métodos de Fellenius e Bishop Simplificado não apresentaram muita diferença nos resultados. Isso se deve porque os princípios de cálculo têm pequenas diferenças que só poderiam ser percebidas, por exemplo, com a aplicação de uma força de percolação de água. Nos cálculos foram usadas vinte e cinco fatias, com isso os resultados se distanciaram se fossem utilizadas mais fatias os valores seriam mais próximos.

Deve-se ser feito um estudo mais aprofundado para a verificação das condições do solo.

REFEÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS

DAS, BRAJA M., Fundamentos de Engenharia Geotécnica, Thomson Learning, São Paulo, 2007.