ANÁLISE GLOBAL DO TALUDE

Analisar taludes é um processo complexo e de grande responsabilidade, uma

vez que se trata de um procedimento envolvendo grandes massas, as quais podem

gerar muitas vítimas. Corroborando com tal afirmativa, costuma-se ser necessário

vários ensaios para caracterizar os solos de maneira apropriada e a sua

heterogeneidade dificulta obtenção de modelos apropriados.

Deve-se ressaltar que uma série de fatores podem deflagrar o rompimento de

taludes, sendo os principais: alteração da geometria do talude, variação do nível

freático, agentes erosivos deteriorando as características do solo, ocupação urbana

e sismos. Tais fatores podem conduzir a casos de instabilidade e,

consequentemente, deslizamentos devido ao aumento das solicitações e diminuição

da resistência do solo.

Ao implementar um projeto, o fator de segurança deve ser 1,5 para ser

classificado como estável. Sendo a análise dos fatores de segurança feitas por

métodos de equilíbrio limite ou por métodos de elementos finitos. A partir do conceito

do equilíbrio limite, desenvolveram-se diversos métodos de analises, dentre os quais

citam-se: Fellenius, Bishop simplificado. Jambu simplificado, Spencer,

Morgenstein-Price e Jambu Simplificado.

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Segundo Krahn (2003), a diferença em tais métodos baseia-se nas equações

estáticas satisfeitas, nas forças entre fatias consideradas para o cálculo (normais e

de corte), e na distribuição das forças de interação.

Abaixo, mostra-se as forças existentes em uma fatia e as obedecidas pelos

métodos:

FIG.4.38 - Forças normais e de corte em uma fatia (FERRÁS, 2012)

TAB.4.9 - Características dos métodos (Adaptado de FERRÁS, 2012)

A classificação de rigoroso é dada para os métodos que obedecem todas as

equações da estática. Portanto, dos métodos acima, apenas Morgenstern-Price e

Janbu Rigoroso podem ter essa classificação.

Inicialmente, analisou-se a estabilidade local dos tirantes através da utilização

do método brasileiro. Agora, analisa-se a global através do Janbu Simplificado e o

Rigoroso, tais métodos foram selecionados por se adequarem a uma superfície

qualquer e possibilitarem a comparação entre os fatores de segurança obtido por um

método não rigoroso e um rigoroso.

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O software Slide da RocScience foi utilizado para determinar o fator de

segurança pelos métodos mencionados anteriormente. A partir dos desenhos feitos

no AutoCAD, obteve-se as coordenadas de todos os pontos e aplicou-se ao Slide.

FIG.4.39 - Perfil do talude no SLIDE

Para o solo coluvionar indicado em amarelo, adotaram-se as seguintes

características:

 Peso específico natural (γ

nat

) = 18,5 kN/m³;

 Peso específico saturado (γ

sat

) = 19 kN/m³;

 Coesão (c) = 5 kN/m²; e

 Ângulo de atrito ( ) = 30°.

A rocha foi indicada em marrom e adotou-se as seguintes características:

 Peso específico natural (γ

nat

) = 26 kN/m³;

 Coesão (c) = 340 kN/m²; e

 Ângulo de atrito ( ) = 0°.

A sobrecarga de 10KN/m

²

foi inserida para simular os efeitos de lixos ou

outros resíduos que possam ser acumulados no decorrem do tempo. Enquanto que

as cargas de 15KN/m

²

representam as edificações acima do talude. A partir da figura

FIG.4.39, determinou-se a malha automaticamente através do programa com uma

malha de 200x200 e obteve-se o fator de segurança para o rompimento circular.

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FIG.4.40 - Pefil sem Tirante com Grid Automático para Janbu Simplificado

FIG.4.41 - Perfil sem Tirante com Grid Automático para Janbu Rigoroso

Como o esperado o FS de segurança apresentado foi abaixo de 1 e, portanto,

o talude já estaria rompido caso fosse executado um aterro vertical sem cortina.

Porém, tal situação era esperada, devido à existência de um trecho vertical no talude

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na região onde entrarão os tirantes. O solo não apresenta coesão e ângulo de atrito

para sustentar um trecho a 90°.

Verificou-se que o fator de segurança ficava menor conforme descia o

desenho do grid. Portanto, mostrou-se a necessidade de verificar através de grids

manuais o resultado obtido através do grid automático.

Com a implementação de um tirante de 390KN, verificou-se, inicialmente, o

fator de segurança para uma ruptura circular.

FIG.4.42 - Grid Automático com Ruptura Circular e Janbu Simplificado

FIG.4.43 - Grid automático com ruptura circular e Janbu Corrigido

Além do grid gerado automaticamente, também se verificou o comportamento

para o grid manual. Porém, tal procedimento foi feito apenas para o Janbu

Simplificado, pois o comportamento do FS no Janbu Corrigido já ficou claro através

do grid automático.

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FIG.4.44 - Grid manual e Janbu Simplificado

Constatou-se que não ocorreu variação no FS encontrado anteriormente.

Porém, deve-se analisar a possibilidade de uma superfície não circular, além

disso, é importante analisar a possível ruptura na interface entre o solo coluvionar e

a rocha.

Na etapa anterior, verifica-se a ruptura com uma superfície circular, porém,

torna-se necessário averiguar a ruptura na interface entre solo coluvionar e rocha.

Tal possibilidade existe devido aos escorregamentos por translação ocorrerem,

geralmente, em situações em que existe pouca profundidade e um paralelismo a um

estrato mais resistente. A superfície de deslizamento desenvolvida terá a forma

plana ou poligonal. Baseado nisso, redefiniu-se a ruptura para a interface do solo e

rocha como pode-se observar na figura FIG.4.49

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FIG.4.45 - Ruptura entre o solo e rocha com Janbu Simplificado

FIG.4.46 - Ruptura entre o solo e rocha com Janbu Corrigido

Verifica-se que a ruptura entre o solo e rocha fornece um FS maior.

Entretanto, ainda resta verificar a possibilidade da ruptura não circular no solo

coluvionar. Tal resultado pode-se ser gerado através da otimização com o limite

definido acima.

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FIG.4.47 - Ruptura entre o solo e rocha com Janbu Simplificado Otimizado

FIG.4.48 - Ruptura entre o solo e rocha com Janbu Corrigido Otimizado

Portanto, gerou-se FS menores que a superfície de ruptura circular e em

locais bem próximos. Além disso, com os resultados obtidos, pode-se falar que o

Janbu Simplificado apresentou valores mais conservadores quando comparado ao

corrigido.

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No documento ESTABILIZAÇÃO DE TALUDES COM CORTINA ATIRANTADA (páginas 146-154)