ESTABILIDADE DO TALUDE INTERIOR POR EQUILÍBRIOS LIMITES

EQUILÍBRIOS LIMITES

Para se tentar determinar a massa potencialmente instável, bem como a situação mais desfavorável, optou-se por utilizar, de entre os vários métodos de equilíbrios limites, o de Morgenstern e Price, já que é considerado um dos mais fiáveis.

Aplicou-se o programa SLOPEW da GeoSlope, na versão disponível no IPTM IP, no perfil esquemático elaborado no ponto 4.5, tendo-se em atenção os seguintes pressupostos:

 O mecanismo que despoleta a instabilização será a fluência do tipo arrepiamento;

 Iniciando-se, este mecanismo provoca a fratura dos estratos dos arenitos carbonatados, por superfícies sensivelmente paralelas à superfície do talude;

 A instabilização que se poderá potencialmente dar na encosta, para além de escorregamentos de blocos e pequenas massas muito superficiais, será aproximadamente do tipo planar;

 Interessa determinar a que profundidade se situará esse potencial plano de escorregamento, bem como o seu ponto inicial de maior cota;

Não havendo ensaios que permitam conhecer o ângulo de atrito das descontinuidades do arenito carbonatado, optou-se por pesquisar a bibliografia. Considerando-se uma análise probabilística, e simulou-se com um número adequado ao caso presente, 2000 cálculos pelo método de Monte Carlo, tendo-se iniciado assim a verificação de estabilidade do talude. A pesquisa bibliográfica permitiu igualmente arbitrar, para além do valor médio da distribuição, um razoável desvio padrão. Em todas as simulações de Monte Carlo, nas características geotécnicas dos vários materiais, foi sempre considerada uma lei de distribuição normal.

Os cálculos realizados seguiram os seguintes princípios:

 Existe uma superfície freática a cerca de 2m de profundidade;

 Foi considerada uma superfície potencial de rotura planar, ligeiramente abaixo da superfície freática, tendo sido determinado o coeficiente de segurança associado;

 A superfície potencial de escorregamento planar foi descida em seguida aproximadamente 0,5m, e o cálculo do fator de segurança recalculado;

 No total, efetuaram-se sete verificações de estabilidade em que a superfície potencial de rotura se situa a profundidades crescentes;

 Para a respetiva superfície planar calculada, o SLOPEW fez em seguida uma otimização que determinasse a nova superfície que, por troços retos, e mantendo-se próxima da superfície definida anteriormente, apresentasse então o menor coeficiente de segurança associado. Incluiu-se na pesquisa e perto do topo do talude, a abertura de uma fenda com o máximo de 1m de profundidade.

Na Figura 4.85, a coluna da esquerda mostra a geometria considerada para cada situação analisada, a coluna central fornece o coeficiente de segurança (Quadro 4.13) calculado para a exata superfície planar definida na coluna da esquerda, e a coluna da direita exibe a otimização da referida superfície.

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Figura 4.85- Sete situações de cálculo: (a) Geometria do talude interno (esquerda); (b) Área instabilizada para uma superfície de rutura puramente planar em (centro); (c) Superfície de rutura

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Figura 4.85 – Continuação

Quadro 4.13 – Coeficientes de segurança obtidos para sete situações na verificação de estabilidade do talude interior, considerando uma superfície de rutura puramente planar e a

sua otimização

Coeficiente de segurança Cálculo

(n.º) Rutura puramente planar

Rutura otimizada 1 2 1,9 2 1,6 1,5 3 1,4 1,3 4 1,3 1,2 5 1,3 1,1 6 1,3 1,1 7 1,4 1,1

Simulando a situação do escorregamento puramente planar indicado na coluna central (Figura 4.85), nota-se que o coeficiente de segurança diminuiu até ao quinto cálculo, o qual corresponde grosseiramente à cota da base do muro de suporte, e aumentou nas duas últimas situações, as quais no entanto, respeitam a uma superfície já muito profunda.

Pelo contrário, na coluna da direita, como é pesquisada automaticamente a superfície de rutura mais desfavorável dentro da massa estipulada, as três últimas verificações de estabilidade, apresentam o mesmo coeficiente de segurança, pelo que se depreende que a superfície potencial de rutura determinada foi sensivelmente a mesma.

De seguida na Figura 4.86, analisou-se detalhadamente o fator de segurança, do cálculo n.º7 apresentado na Figura 4.85.

Com esta superfície de rutura, o volume potencialmente instabilizado por metro de comprimento do talude, é 374 m3_.

Como se pode observar, o coeficiente de segurança calculado é 1.054, referente a uma análise probabilística que apresenta uma probabilidade de rotura nula com um índice de fiabilidade de 26.

O valor do coeficiente de segurança obtido é demasiado baixo, não sendo aceitável nem face aos códigos existentes, nem ao estado da arte. Assim, a análise pseudo-estática do talude, simulou o comportamento da vertente a um sismo relativamente fraco para a área de S. Martinho do Porto, tendo-se usado uma aceleração horizontal e vertical da gravidade, correspondente a 12% e 6%.

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Figura 4.86- Verificação de segurança do talude interno da “concha” para a situação mais desfavorável

A investigação obtida encontra-se na Figura 4.87. Como se pode analisar, mesmo com um sismo fraco, o coeficiente de segurança baixa para valor substancialmente inferior à unidade, para uma probabilidade de rotura de 100%.

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Para se obter a sensibilidade ao possível comportamento do talude, considerou-se novamente a situação estática, mas agora subindo em cerca de 1m, a superfície freática. O resultado obtido encontra-se sumarizado na Figura 4.88. Observa-se que o coeficiente de segurança obtido é 1.00, para uma probabilidade de rotura da ordem dos 50%.

Figura 4.88- Verificação de segurança do talude interno da “concha”, subindo em 1m o nível freático, por uma análise estática

Em conclusão, pode-se dizer:

 O equilíbrio atualmente existente na encosta é deficiente, podendo uma solicitação significativa, despoletar o acréscimo das ações instabilizadoras, quer seja por subida dos níveis freáticos, quer devido a pequenos sismos que ocorram;

 A massa potencialmente instável envolve um volume da ordem dos 370 m2

, por metro de

talude.

 A superfície mais provável de romper, aproximadamente planar, passa pelo sopé do corte executado na base da vertente, aquando da ampliação do restaurante contra o interior do talude.

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5.

CONCLUSÃO E PROPOSTAS DE TRABALHO