Equação 22 – Complemento da Equação 21
7.3 ANÁLISES DE ESTABILIDADE
Os fatores de segurança, segundo a NBR 11682/2009, são demonstrados nas tabelas (11,12,13).
Tabela 11 – Nível de segurança desejado contra perda de vida humana.
Fonte: NBR-11682 (2009)
Tabela 12 – Nível de segurança desejado contra Danos ambientais e materiais.
Fonte: NBR-11682 (2009)
Tabela 13 – Fatores de Segurança.
As análises determinísticas foram realizadas com auxílio do software Slide, pelo método do equilíbrio limite de Bishop, utilizando-se os parâmetros obtidos.
O estudo de estabilidade determinístico foi feito para trinta e seis simulações, sendo doze simulações utilizando os dados das amostras 1 e 2, utilizando os parâmetros encontrados na Tabela 14, demonstrando os resultados obtidos das amostras 1 e 2.
Tabela 14 – Resultados Obtidos das Amostras 1 e 2.
Após a definição dos parâmetros geotécnicos, foi realizada a modelagem do talude, no software Slide.
As figuras a seguir demonstram os resultados obtidos. A figura 86 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 1/2 indeformada.
Figura 86 – Fator de Segurança Obtido para Amostra Indeformada 1/2 Corpo de Prova 1.
Fonte: Autor (2018).
A figura 87 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 1/2 indeformada.
Figura 87 – Fator de Segurança Obtido para Amostra Indeformada 1/2 Corpo de Prova 2.
A figura 88 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 1/2 indeformada.
Figura 88 – Fator de Segurança Obtido para Amostra Indeformada 1/2 Corpo de Prova 3.
Fonte: Autor (2018).
A figura 89 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 1/2 deformada para emáx.
Figura 89 – Fator de Segurança Obtido para Amostra deformada 1/2 para emáx.
Fonte: Autor (2018).
A figura 90 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 1/2 deformada para eméd.
Figura 90 – Fator de Segurança Obtido para Amostra deformada 1/2 para eméd.
Fonte: Autor (2018).
A figura 91 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 1/2 deformada para emín, corpo de prova 1.
Figura 91 – Fator de Segurança Obtido para Amostra deformada 1/2 para emín, Corpo de Prova 1.
Fonte: Autor (2018).
A figura 92 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 1/2 deformada para emín, corpo de prova 2.
Figura 92 – Fator de Segurança Obtido para Amostra deformada 1/2 para emín, Corpo de Prova 2.
Fonte: Autor (2018).
A figura 93 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 1/2 deformada para emín, corpo de prova 3.
Figura 93 – Fator de Segurança Obtido para Amostra deformada 1/2 para emín, Corpo de Prova 3.
Fonte: Autor (2018).
A diferença entre os modelos de mesma amostra, diferentes corpos de prova, se referem apenas à mudança de peso específico, e que mostraram pouca sensibilidade na alteração do Fator de Segurança.
A tabela 15 demonstra os resultados obtidos das simulações. O fator de segurança para o corpos de prova 1, 2 e 3 da amostra ½ indeformada, resultaram em um Fator de
Segurança baixo para o nivel de segurança contra danos a vidas humanas e um Fator de Segurança médio para o nivel de segurança ambiental.
O fator de segurança para o corpos de prova 1, 2 e 3 da amostra ½ deformada para emín, assim como a amostra deformada para eméd e máx, resultaram em um Fator de Segurança alto para o nivel de segurança contra danos a vidas humanas e um Fator de Segurança alto para o nivel de segurança contra danos materiais e ambientais.
Tabela 15 – Resultados Obtidos das Amostras 1 e 2.
Fonte: NBR-11682 (2009)
O estudo do método de estabilidade determinístico, foi feito para trinta e seis simulações, sendo doze simulações, aplicando os dados das amostras 3 e 4, encontra-se os parâmetros obtidos na Tabela 16, demonstrando os resultados obtidos das amostras 3 e 4.
Tabela 16 – Resultados Obtidos das Amostras 3 e 4.
A figura 94 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 3/4 indeformada, corpo de prova 1.
Figura 94 – Fator de Segurança Obtido para Amostra indeformada ¾, Corpo de Prova 1.
Fonte: Autor (2018).
A figura 95 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 3/4 indeformada, corpo de prova 2.
Figura 95 – Fator de Segurança Obtido para Amostra indeformada ¾, Corpo de Prova 2.
A figura 96 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 3/4 indeformada, corpo de prova 3.
Figura 96 – Fator de Segurança Obtido para Amostra indeformada ¾, Corpo de Prova 3.
Fonte: Autor (2018).
A figura 97 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 3/4 deformada, para emáx.
Figura 97 – Fator de Segurança Obtido para Amostra deformada ¾, para emáx.
A figura 98 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 3/4 deformada, para eméd.
Figura 98 – Fator de Segurança Obtido para Amostra deformada ¾, para eméd.
Fonte: Autor (2018).
A figura 99 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 3/4 deformada, para emín, Corpo de Prova 1.
Figura 99 – Fator de Segurança Obtido para Amostra deformada ¾, para emín, corpo de prova1.
Fonte: Autor (2018).
A figura 100 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 3/4 deformada, para emín, Corpo de Prova 2.
Figura 100 – Fator de Segurança Obtido para Amostra deformada ¾, para emín, corpo de prova 2.
Fonte: Autor (2018).
A figura 101 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 3/4 deformada, para emín, Corpo de Prova 3.
Figura 101 – Fator de Segurança Obtido para Amostra deformada ¾, para emín, corpo de prova 3.
Fonte: Autor (2018).
O fator de segurança para o corpos de prova 1, 2 e 3 da amostra ¾, indeformada e deformada para emáx, assim como a amostra deformada para eméd e mín, resultaram em um Fator de Segurança alto para o nivel de segurança contra danos a vidas humanas e um Fator de Segurança alto para o nivel de segurança contra danos materiais e ambientais.
A tabela 17 demonstra os Fatores de Segurança Obtidos.
Tabela 17 – Resultados Obtidos das Amostras 3 e 4.
Fonte: Autor (2018).
O estudo do método de estabilidade determinístico, foi feito para trinta e seis simulações, sendo doze simulações, aplicando os dados das amostras 5 e 6, encontra-se os parâmetros obtidos na Tabela 18, demonstrando os resultados obtidos das amostras 5 e 6.
Tabela 18 – Resultados Obtidos das Amostras 5 e 6.
A figura 102 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 5/6 indeformada, corpo de prova 1.
Figura 102 – Fator de Segurança Obtido para Amostra indeformada 5/6, Corpo de Prova 1.
Fonte: Autor (2018).
A figura 103 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 5/6 indeformada, corpo de prova 2.
Figura 103 – Fator de Segurança Obtido para Amostra indeformada 5/6, Corpo de Prova 2.
Fonte: Autor (2018).
A figura 104 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 5/6 indeformada, corpo de prova 3.
Figura 104 – Fator de Segurança Obtido para Amostra indeformada 5/6, Corpo de Prova 3 .
Fonte: Autor (2018).
A figura 105 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 5/6 deformada para emáx.
Figura 105 – Fator de Segurança Obtido para Amostra deformada 5/6, para emáx.
Fonte: Autor (2018).
A figura 106 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 5/6 deformada para eméd.
Figura 106 – Fator de Segurança Obtido para Amostra deformada 5/6, para eméd.
Fonte: Autor (2018).
A figura 107 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 5/6 deformada para emín, corpo de prova 1.
Figura 107 – Fator de Segurança Obtido para Amostra deformada 5/6, para emín, corpo de prova 1.
Fonte: Autor (2018).
A figura 108 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 5/6 deformada para emín, corpo de prova 2.
Figura 108 – Fator de Segurança Obtido para Amostra deformada 5/6, para emín, corpo de prova 2.
Fonte: Autor (2018).
A figura 109 demonstra o Fator de Segurança Obtido para a amostra 5/6 deformada para emín, corpo de prova 3.
Figura 109 – Fator de Segurança Obtido para Amostra deformada 5/6, para emín, corpo de prova 3.
Fonte: Autor (2018).
O fator de segurança para o corpos de prova 1, 2 e 3 da amostra ¾, indeformada e deformada para emín, assim como a amostra deformada emáx, resultaram em um Fator de Segurança alto para o nível de segurança contra danos a vidas humanas e um Fator de Segurança alto para o nivel de segurança contra danos materiais e ambientais.
Já a amostra deformada eméd, resultaram em um Fator de Segurança baixo para o nivel de segurança contra danos a vidas humanas e um Fator de Segurança baixo para o nivel de segurança contra danos materiais e ambientais.
A tabela 19 demonstra os Fatores de Segurança Obtidos.
Tabela 19 – Resultados Obtidos das Amostras 5 e 6.
Fonte: Autor (2018).
Os valores médios das amostras e por indice de vazios dos mesmos pode ser visualizado na tabelas 20.
Tabela 20 – Valores médios por amostra e índices de vazios.
Fonte: Autor (2018).
O indice de vazios máximo “ estado mais solto”, foi realizado no estado mais seco, sem qualquer adensamento e ou compactação.
Considerando a NBR 11682/2009, em relação a quantidade de ensaios para análise de estabilidade de taludes, demonstra que o número de amostras interfere de forma direta em uma análise para a estabilidade.
Pois quanto maior o número de amostras coletadas, mais dados comparativos se tem sobre o local a ser analisado, portanto as decisões de como prosseguir perante o talude serão mais concisas.
Ao se basear todo o talude em uma única amostra, de um determinado local, além de estar contra a normativa NBR 11682/2009, fundamenta-se todo o talude em apenas uma amostra.
Aonde, se a mesma resultar em um fator de segurança baixo, apenas aquele local pode encontrar-se com o “FS” baixo, dessa forma todo o talude sera dimensionado para aquele valor de FS.
Ao fazer uma investigação mais completa, com mais corpos de prova, pode-se descobrir que, apenas aquele local continha um “FS” baixo e os demais valores são considerados altos.
O êxito das análises dos ensaios de laboratório começa no campo, lembrando que a amostra, não deve apresentar somente cuidados físicos, mas também a representatividade da amostra colhida, ocorrendo uma conexão entre a investigação e a identificação das características a serem avaliadas.
Nas analises indicadas abaixo, comparou-se os fatores de segurança obtidos com o fator de segurança de “1,5”, classificado na NBR 11.682/2009, como risco alto a danos materiais e a danos a perda de vidas humanas e danos ambientais (conforme Tabela 13), apenas para fins didáticos, não necessariamente, representando a realidade.
Considerando a Amostra “1 e 2”, na condição indeformada, (apenas três corpos de prova), obteve-se um fator de segurança crítico de “1,41” (inferior ao preconizado na NBR 11.682/2009).
Entretanto, ao seguir o número mínimo de corpos de prova preconizado pela norma, ocorreu grande dispersão dos valores nas demais condições (índice de vazios máximo, mínimo e médio), com variação de “1,69” a “2,70”.
Obteve-se, nas amostras “3 e 4”, fatores de segurança criticos, na condição indeformada de “2,08”, ( superior ao preconizado em norma), ocorreu uma pequena dispersão dos valores nas demais condições deformadas (índice de vazios máximo, mínimo e médio), com variação de “2,24” a “2,75”.
Constatou-se, ao verificar as amostras “5 e 6”, fatores de segurança criticos, na condição indeformada de “1,71”, ( superior ao preconizado em norma), ocorreu uma grande dispersão dos valores nas demais condições deformadas (índice de vazios máximo, mínimo e médio), com variação de “1,4” a “1,79”.
8 CONCLUSÃO
Considera-se que, para análise de estabilidade de taludes, o valor exato de investigações a serem realizadas, variam de acordo com critérios específicos de projeto, empresa ou país, não existindo de forma clara o valor correto de amostras ou sondagens a ser realizada. Entretanto, para edificações, existe uma tabela que demonstra os valores corretos a serem adotados.
Tendo em vista as incertezas inerentes aos métodos de cálculo, heterogeneidade, anisotropia, considera-se que o engenheiro projetista deve sempre realizar o máximo de investigações possíveis, de forma a minimizar os riscos associados às rupturas de taludes.
Ao respeito de obras de pequeno e grande porte, a NBR 11682/2009 em relação a quantidade de ensaios para estudo de estabilidade de taludes, é de ampla importância para análises de estabilidade, para impossibilitar calamidades como deslizamentos de terra.
Ao analisar a normativa NBR 11682/2009, conclui-se que ao utilizar um número inferior de amostras, ao que foi preconizado em norma, se deturpa o fator de segurança de um talude, pois analisa-se o talude inteiro sobre uma condição de amostra.
Ao checar as demais condições, pode-se encontrar valores abaixo e acima do valores de segurança critico.
Entao, quanto mais corpos de provas forem feitos, maior sera a compreensão sobre o talude analisado.
Ao se deparar com a divergência de “ FS”, deve-se levar em consideração a experiencia do projetista e o fator que se quer adotar, adotando o menor fator, esta sendo mais conservador, levando em consideração a pior hipótese.
Ao se adota o maior “ FS”, esta se considerando a melhor hipótese, podendo ser uma escolha irrefletida.
Ao se utilizar o método probabilístico, se aproxima mais dos valores reais, já que o o mesmo, utiliza a média do “ FS”, “ ângulo de atrito” e “coesão”.
Diferente da normativa NBR 8036/1983, voltada a área da construção civil, que padroniza o número de sondagens por metro quadrado de área construida.
A NBR 11682/2009, diz que o número mínimo de corpos de prova são doze, distribuidos em três amostras com quatro corpos de prova cada, ou quatro amostras com três corpos de prova cada.
Sobre a normativa NBR 11682/2009, a mesma deixa o leitor aberto a varias interpretações. Quando se trata da distribuição dos pontos de sondagens, pois esta não
determina a distância minima entre os pontos de coleta de corpos de prova, deixando a entender que ao realizar o número minimo de amostras, independentemente da largura do talude, o mesmo sana o requisito da norma.
Avaliando a NBR 11682/2009, referente ao cisalhamento direto. Durante o estudo do mesmo, pesquisas bibliograficas e discussões com individuos da área de engenharia civil, observou-se que está secção do cisalhamento direto é ignorado, devido a falta de compreensão ao que esta escrito e como proceder com os cálculos que constam na mesma.
O método usualmente aplicado é a metodologia deterministica. Ela recorre a utilização de parâmetros de solo afim de obter-se um Fator de Segurança, usualmente por um método de equilibrio de forças, ira dizer se o fator é instavel ou não.
Os valores foram obtidos através da análise pela metodologia de equilibrio limite de bishop, utilizando os parâmetros dos materias que constituem o solo.
Os parâmetros encontrados são examinados como variáveis de extrema importância, tendo influência direta nos resultados obtidos.
O solo é tido como um elemento de constante variação, fica a critério do engenheiro a forma como analisar os dados, nem sempre consistentes e ou abundantes.
Explorando a caracterização do solo coletado das amostras , afirma-se que a amostra um e dois apresenta comportamento não liquido e não plástico, sendo um silte-arenoso de coloração cinza escuro com caracteristica drenante.
A amostra três e quatro e apresenta um comportamento não liquido e não plástico, caracterizando-a como um silte-arenoso, tendo uma coloração cinza-claro com caracteristica drenante.
No entanto, a amostra cinco e seis, apresenta comportamento liquido e plástico, se caracterizando como um solo arenoso de coloração bege e ou marrom alaranjado, tendo caracteristica drenante.
O comportamento não plástico e não drenante de ambas as amostra se da pela sua origem, já que as mesmas são rejeitos, originarios da Usina Térmoeletrica Jorge Lacerda, sendo caracterizadas como cinzas e os testes empreendidos nestas são voltados para solos.
A amostra um e dois, já apresentava raízes em sua composição, proveniente da flora local, comprovando a escala temporal e evolutiva de um rejeiro, que ao ser inserido no meio ambiente tende a se tornar um solo.
Portanto, como solução para o problema, deve-se retificar a normativa NBR 11682/2009, para que a mesma não seja subcompreendida, tornando a compreensão da mesma mais clara, além de projetos de estabilidade de taludes mais exigentes.
Fiscalizar se a quantidade de amostras mínimas foi atendida, e com isto, a análise dos parâmetros obtidos, proporcionando uma maior compreensão sobre a área analisada e como proceder em cada segmento do talude.
Buscando, um Fator de Segurança alto, com uma menor chance de falha, seguindo os critérios convencionados como aceitaveis, assegurando o talude em todas as condições, evitando futuras casualidades.