Aula 2 1 EStabilidade de taludes(1)

Prévia do material em texto

Mecânica dos Solos II
Estabilidade de Taludes
Profª. Ms. Flávia Castro de Faria
2020
Flávia C. de Faria
O que é talude?
Flávia C. de Faria
O que é talude?
É qualquer superfície inclinada em relação a
horizontal que delimita uma massa de solo, rocha,
minério, lixo, escória ou qualquer outro material.
Flávia C. de Faria
O que é talude?
1) Naturais (encostas)
Classificação
Flávia C. de Faria
O que é talude?
1) Naturais (encostas)
Classificação
Flávia C. de Faria
O que é talude?
1) Naturais (encostas)
Classificação
Flávia C. de Faria
O que é talude?
1) Naturais (encostas)
Classificação
Flávia C. de Faria
O que é talude?
1) Naturais (encostas)
Classificação
Flávia C. de Faria
O que é talude?
2) Artificiais (Construídos pelo homem: Cortes e
Aterros)
Classificação
Flávia C. de Faria
O que é talude?
2) Artificiais (Construídos pelo homem: Cortes e
Aterros)
Classificação
Flávia C. de Faria
O que é talude?
2) Artificiais (Construídos pelo homem: Cortes e
Aterros)
Classificação
"Grandes desafios merecem grandes conquistas! Fase final da 
obra de terraplanagem, drenagem e contenção de talude com 
tela metálica no Pátio do P2-12, Ferrovia do Aço."
Flávia C. de Faria
O que é talude?
2) Artificiais (Construídos pelo homem: Cortes e
Aterros)
Classificação
"Grandes desafios merecem grandes conquistas! Fase final da 
obra de terraplanagem, drenagem e contenção de talude com 
tela metálica no Pátio do P2-12, Ferrovia do Aço."
Flávia C. de Faria
O que é talude?
2) Artificiais (Construídos pelo homem: Cortes e
Aterros)
Classificação
"Grandes desafios merecem grandes conquistas! Fase final da 
obra de terraplanagem, drenagem e contenção de talude com 
tela metálica no Pátio do P2-12, Ferrovia do Aço."
Flávia C. de Faria
O que é ruptura?
Flávia C. de Faria
O que é ruptura?
Ocorre quando a tensão cisalhante atuante no
maciço é maior que a resistência ao cisalhamento
do solo
"Grandes desafios merecem grandes conquistas! Fase 
final da obra de terraplanagem, drenagem e contenção 
de talude com tela metálica no Pátio do P2-12, Ferrovia 
do Aço."
Flávia C. de Faria
O que é 
deslizamento?
Flávia C. de Faria
O que é deslizamento?
É o deslocamento de uma massa de solo em
relação a uma superfície (superfície de ruptura).
Atingida a ruptura o solo pode se deslocar por
gravidade.
Flávia C. de Faria
O que é deslizamento?
1) Mudanças no carregamento externo
Principais causa de deslizamento
Flávia C. de Faria
O que é deslizamento?
1) A - Escavação no pé do talude
Principais causa de deslizamento
Flávia C. de Faria
O que é deslizamento?
1) B - Construção no topo do talude
Principais causa de deslizamento
Flávia C. de Faria
O que é deslizamento?
1) C - Elevação do lençol freático
Principais causa de deslizamento
Aumenta as tensões atuantes no maciço terroso e
pode contribuir para diminuir a resistência ao
cisalhamento.
Flávia C. de Faria
O que é deslizamento?
1) D - Empuxo
Principais causa de deslizamento
Para alguns solos é recomendado o uso de drenos.
Flávia C. de Faria
O que é deslizamento?
Principais causa de deslizamento
2) Redução da resistência ao cisalhamento
do solo
Flávia C. de Faria
Nomenclatura dos 
elementos do 
talude
Flávia C. de Faria
Nomenclatura dos elementos do 
talude
CORPO DO 
TALUDE ÂNGULO DE 
INCLINAÇÃO 
A
LT
U
R
A
TERRENO DE FUNDAÇÃO
CRISTA
TALUDE
PÉ
Flávia C. de Faria
Nomenclatura dos elementos do 
talude
Crista é a parte mais alta do talude.
Pé é a parte mais baixa do talude.
É o ângulo, em graus, entre a 
horizontal e a reta média 
entre a crista e o pé.
Planos onde as 
tensões cisalhantes 
superam a resistência 
ao cisalhamento.
Flávia C. de Faria
Em condições específicas, uma porção de material
de um talude pode deslocar-se em relação ao
maciço restante.
Superfície de ruptura
Assim, é desencadeado um processo chamado de
movimento de massa.
Isto vai ocorrer ao longo de uma superfície, que é
chamada de superfície de ruptura.
Nomenclatura dos elementos do 
talude
Flávia C. de Faria
Colapso
Flávia C. de Faria
Colapso iminente 
Flávia C. de Faria
Colapso consumado 
Flávia C. de Faria
Justificativa de 
estudar a 
instabilidade de 
taludes 
Flávia C. de Faria
Justificativa
Flávia C. de Faria
Justificativa
Flávia C. de Faria
Qual o objetivo da 
análise de 
estabilidade?
Flávia C. de Faria
I. Estudar a estabilidade de taludes;
II. Avaliar a necessidade de medidas de
estabilização.
Encostas Naturais
Estudo do relevo e da constituição:
I. tipo de material (argila, silte, areia, rocha, etc.)
II. suas propriedades como coesão, limite de
plasticidade, etc.
Qual o objetivo da análise de 
estabilidade?
Flávia C. de Faria
Encostas Naturais
Qual o objetivo da análise de 
estabilidade?
Com a exposição da rocha na
superfície, após erosão de
todas as camadas
originalmente sobrepostas,
ocorre alívio da pressão à
qual a rocha estava
submetida.
Material que se 
deposita no sopé
Flávia C. de Faria
A instabilidade pode levar a ruptura e a
deslizamentos
Encostas Naturais
Qual o objetivo da análise de 
estabilidade?
Flávia C. de Faria
A instabilidade pode levar a ruptura e a
deslizamentos
Encostas Naturais
Qual o objetivo da análise de 
estabilidade?
Flávia C. de Faria
Estudar a estabilidade, avaliando a necessidade de
medidas de estabilização.
Cortes ou escavações
Qual o objetivo da análise de 
estabilidade?
Flávia C. de Faria
Observar os diferentes compostos do solo com
características diferentes.
Identificar os esforços atuantes em cada situação.
Cortes ou escavações
Qual o objetivo da análise de 
estabilidade?
Flávia C. de Faria
Cortes ou escavações
Qual o objetivo da análise de 
estabilidade?
Flávia C. de Faria
Definir seção da barragem escolhendo a
configuração economicamente mais viável.
Barragens 
Qual o objetivo da análise de 
estabilidade?
Flávia C. de Faria
Definir a tensão gerada pelo aterro e a resistência
do solo abaixo do aterro. Os dois precisam ser
compatíveis.
Aterros 
Qual o objetivo da análise de 
estabilidade?
Definir seção escolhendo a configuração
economicamente mais viável e que suporte a carga
do aterro.
Flávia C. de Faria
É importante considerar os diversos momentos do
aterro, ao longo do tempo, visto que a solicitação
do solo vai alterar com o passar do tempo.
Aterros 
Qual o objetivo da análise de 
estabilidade?
Flávia C. de Faria
Aterros 
Qual o objetivo da análise de 
estabilidade?
Flávia C. de Faria
A exploração de minas (carvão, etc.) e a produção
de elementos químicos (zinco, manganês, etc.)
implica na necessidade de se desfazer ou estocar
volumes apreciáveis de detritos ou rejeitos, muitas
vezes em curto espaço de tempo e em áreas em
que o solo é de baixa resistência.
Rejeitos 
Qual o objetivo da análise de 
estabilidade?
Flávia C. de Faria
Rejeitos 
Qual o objetivo da análise de 
estabilidade?
Flávia C. de Faria
Tipos de Ruptura
Flávia C. de Faria
Superficial 
Tipos de Ruptura
Quando a superfície de deslizamento fica contida
no talude, passando acima do pé do talude.
Flávia C. de Faria
Profunda 
Tipos de Ruptura
Quando a superfície de deslizamento não fica
contida apenas no talude, neste caso, ela atinge
também o solo abaixo do pé do talude.
Flávia C. de Faria
Ruptura solos arenosos Collin(1841) 
Tipos de Ruptura
Este tipo de solos tende a ter uma superfície de
ruptura reta.
Flávia C. de Faria
Ruptura solos argilosos Collin(1841) 
Tipos de Ruptura
Este tipo de solos tende a ter uma superfície de
ruptura profunda e circular.
Flávia C. de Faria
Metodologia para 
análise de 
estabilidade 
Flávia C. de Faria
Metodologia para análise de 
estabilidade 
• Recolher amostra indeformada no campo;
• Realizar ensaios de laboratório ou in situ;
• Determinar os parâmetros que definem o
comportamento tensão x deformação x
resistência;
• Utilizar teorias e metodologias de
dimensionamento quefornecem o Fator de
segurança.
Flávia C. de Faria
Metodologia para análise de 
estabilidade 
Recolher amostra indeformada no campo
A amostra indeformada irá representar ao máximo as 
característica in situ do local
Flávia C. de Faria
Metodologia para análise de 
estabilidade 
Recolher amostra indeformada no campo
Flávia C. de Faria
Metodologia para análise de 
estabilidade 
Recolher amostra indeformada no campo
Flávia C. de Faria
Metodologia para análise de 
estabilidade 
Recolher amostra indeformada no campo
Flávia C. de Faria
Metodologia para análise de 
estabilidade 
Realizar ensaios de laboratório ou in situ
Com os ensaios de laboratório é possível determinar
as diversas propriedades dos materiais (ensaios de
compressão simples, cisalhamento direto,
compressão triaxial)
Flávia C. de Faria
Metodologia para análise de 
estabilidade 
Determinar os parâmetros que definem o
comportamento tensão x deformação x
resistência
Definir os parâmetros de resistência: Tensão máxima 
que o solo pode sofrer, equação de ruptura de Mohr-
Coulumb, círculo de Mohr para diferentes tensões
Flávia C. de Faria
Metodologia para análise de 
estabilidade 
Determinar os parâmetros que definem o
comportamento tensão x deformação x
resistência
Flávia C. de Faria
Metodologia para análise de 
estabilidade 
Utilizar teorias e metodologias de
dimensionamento que fornecem o Fator de
segurança
Finalmente o projeto em si: dimensionamento
(estabilidade do talude sobre diferentes tensões
aplicadas) e possível deformação quando sujeito a
estas tensões
Flávia C. de Faria
Metodologia para análise de 
estabilidade 
Utilizar teorias e metodologias de
dimensionamento que fornecem o Fator de
segurança
Flávia C. de Faria
Parâmetros 
geométricos de um 
talude 
Flávia C. de Faria
Parâmetros geométricos de um 
talude 
Flávia C. de Faria
Parâmetros geométricos de um 
talude 
Tipos de talude
Flávia C. de Faria
Parâmetros geométricos de um 
talude 
Tipos de talude
Flávia C. de Faria
Tipos de 
movimentos de 
massa
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Os movimentos de massa se diferenciam em função 
de: 
• Velocidade de movimentação;
• Forma de ruptura.
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
A partir da identificação destes fatores, os
movimentos de massa podem ser agrupados em
6 categorias:
• Escoamentos; 
• Corrida de massa;
• Subsidências ;
• Quedas;
• Erosão;
• Escorregamentos. 
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Também conhecido como rastejo. 
Escoamentos
Característica: Escorregamentos lentos e
contínuos, sem superfície de ruptura bem
definida, podendo englobar grandes áreas.
Indícios: Curvaturas de troncos de árvores,
inclinação de postes e fendas nos solos.
Causa: Ação da gravidade associada a
efeitos causados pela variação de temperatura
e umidade
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Também conhecido como rastejo. 
Escoamentos
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
A velocidade de rastejo é de cerca de 30 cm por decênio, no
escorregamento é da ordem de 30 cm por hora.
Escoamentos
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escoamentos
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Também conhecido como rastejo. 
Escoamentos
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Corrida de massa
Característica: Movimentos rápidos ( vel. >
10km/h)
Causa: Perda de resistência em virtude de
presença de água em excesso (fluidificação)
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Corrida de massa
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Subsidência
É o resultado do deslocamento da
superfície gerado por adensamento ou
afundamento de camadas.
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Subsidência
As causas mais comuns são :
• Ação erosiva das águas subterrâneas;
• Atividades de mineração;
• Efeito de vibração em sedimentos não consolidados;
•
• Exploração de petróleo;
• Bombeamento de águas subterrâneas. 
Subsidência
Água Solo encharcado com água Solo seco
Peso específico da água: 10 kN/m3
Peso específico do solo seco: 12 kN/m3
orifício
1m
s’ = 10 kN/m2
ou 10 kPascal
s’ = 12 - 10 = 2 kN/m2 s’ = 12 kN/m2
Nos solos saturados, partes das tensões normais é suportada pela parte sólida, e parte pela líquida.
A tensão efetiva, que realmente está presente aumenta quando não há tensão sobre a parte líquida.
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Subsidência
Nova Zelândia - cerca de 40 metros de diâmetro surgiu em um quarteirão. 
Razões: uma mina de ouro rebaixou o lençol freático, para operar a mina.
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Subsidência
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Subsidência
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Subsidência
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Quedas
Os desabamentos ou quedas envolvem colapso
na superfície.
Característica: Movimentos tipo queda livre ou
em plano inclinado . Velocidades muito altas
(vários m/s)
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Quedas
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Quedas
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Quedas
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Quedas
Estabilização do Corcovado durante e após a execução 
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Quedas
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Erosão
Ravina - sem surgência de água
Erosão pela ação de córregos e enxurradas.
Ocorrem quando a água do escoamento superficial escava o solo atingindo 
seus horizontes inferiores e, em seguida, a rocha.
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Erosão
Voçoroca - com surgência de água
Formas mais destrutivas do quadro evolutivo da erosão linear.
Ação combinada das águas do escoamento superficial e subterrâneo. 
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Erosão
Diferença 
A diferença entre as ravinas e as voçorocas está
na presença, no caso das voçorocas, do nível
freático aflorando no fundo do canal, o que
condiciona uma evolução da erosão (lateral e
longitudinal).
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento
Movimentos rápidos de porções de taludes
naturais, de cortes ou aterros.
Característica: superfície de ruptura bem
definida, que é função do tipo de solo ou rocha, da
geometria do talude e das condições de fluxo de
água.
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento
Podem ocorrer devido à diversos fatores, tendo a
água como principal agente deflagrador, são
observados com mais frequência em períodos
chuvosos.
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento
Ruptura Circular
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento
Ruptura Circular
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento
Ruptura em Cunha
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento
Ruptura em Cunha
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento
Ruptura Planar
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento
Ruptura Planar
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento – causas gerais
A instabilidade do talude será deflagrada
quando as tensões cisalhantes mobilizadas se
igualarem à resistência ao cisalhamento
Esta condição pode ser atingida com o aumento das
tensões cisalhantes mobilizadas ou pela redução da
resistência
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento – causas gerais
De uma maneira geral os escorregamentos
podem ocorrer por duas causas gerais
1) Aumento das solicitações (tensões
cisalhantes mobilizadas)
2) Redução da resistência
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento – causas gerais
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento –causas gerais
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento – causas gerais
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento – causas gerais
Remoção de massa de escorregamentos anteriores
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento – causas gerais
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento – causas gerais
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento – causas gerais
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Escorregamento – causas gerais
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Velocidade dos movimentos
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Velocidade dos movimentos
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Profundidade
Flávia C. de Faria
Tipos de movimentos de massa
Atividade em grupo – de 5 ou 6 pessoas (2,5pts)
Pesquisar um artigo sobre estabilidade de talude
e fazer um resumo. Não pode repetir artigo!
Obrigada!
Flávia C. de Faria
Flávia C. de Faria
BRAJA, M.D. Fundamentos de engenharia geotécnica. São Paulo: Cengage Learning,
2011.
CAPUTO, H. P. Mecânica dos Solos e suas aplicações. V. 1 . São Paulo: Edgard Blucher,
2017
CAPUTO, H. P. Mecânica dos Solos e suas aplicações. V. 2 . São Paulo: Edgard Blucher,
2017
CAPUTO, H. P. Mecânica dos Solos e suas aplicações. V. 3 . São Paulo: Edgard Blucher,
2017
SOUZA PINTO, C. Curso básico de mecânica dos solos. São Paulo. Oficina de Textos,
2006.
VARGAS, M. Introdução à mecânica dos solos. São Paulo: McGraw-Hill,1981.
NBR 11682 - Estabilidade de encostas.
MARANGON, M. Resistência ao cisalhamento do solos. Mecânica dos Solos II.
Faculdade de Engenharia UFJF, 2018.
FLORIANO, C. Mecânica dos Solos Aplicada. [recurso eletrônico]. Porto Alegre: Sagah,
2017.
FLORIANO, C. Mecânica dos Solos. [recurso eletrônico]. Porto Alegre: Sagah, 2016.
MASSAD, F. Obras de Terra: Curso básico de Geotecnia. 2 ed. São Paulo: Oficina do
Texto, 2010.