Trabalho de Taludes Estabilidade Global 20252

1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS UFMG E S C O L A D E E N G E N H A R I A Av Antônio Carlos 6627 CEP 31270901 Belo Horizonte MG Mecânica dos Solos II Análise de Estabilidade de Taludes VALOR 30 PONTOS Este documento apresenta as orientações para a escrita e desenvolvimento do primeiro trabalho da disciplina em dupla no formato pdfdigital via moodle com finalidade avaliar o aprendizado dos conteúdos de Análise de Estabilidade de Taludes ORIENTAÇÕES FORMATAÇÃO a Um texto contendo todos os quesitos pedidos deve ser elaborado respeitando a sequência em que foram pedidos ATENÇÃO o item não identificado na sequência será considerado faltante e cada item faltante representará 5 pontos a menos no valor final do trabalho b As páginas deverão ser numeradas na sua parte inferior com números alinhados à direita exceto a capa que não conterá numeração c Esta capa deve ter o nome e matrícula dos alunos que elaboram o trabalho Nomes de integrantes que não estiverem na capa do trabalho não receberão nota e não serão aceitos pedidos de inclusão de nome após o envio do arquivo d A avaliação será baseada na qualidade do texto e na capacidade de atender às regras especificadas e Toda memória de cálculo deve ser apresentada de forma organizada e coerente com a resolução do problema Ou seja todas as equações utilizadas nos cálculos devem ser apresentadas ORIENTAÇÕES TÉCNICAS Problemática 1 Você é o engenheiro responsável pelas avaliações da estabilidade dos taludes de uma cava de mineração conforme a Figura 1 Para cada estrutura estudada pedese 2 Figura 1 Planta e localização dos problemas de estabilidade encontrados na cava de mineração Os sistemas de monitoramento dos taludes passaram a indicar movimentação nas 4 áreas destacadas acima para cada uma delas deve ser realizado uma análise de estabilidade específica I Área 1 A Figura 2 apresenta uma imagem do local após uma ida em campo e a Figura 3 apresenta o perfil topográfico e a indicação do mergulho do plano de 3306 Os ensaios de cisalhamento direto do tipo DDS indicaram uma coesão de 3kPa e um ângulo de atrito de 2867 para esta região e um peso específico de 192kPa 5 pontos 3 Figura 2 Foto da instabilidade do talude da Área 1 Figura 3 Geometria do talude e do plano encontrado no talude da Área 1 a Indique qual tipo de ruptura está ocorrendo no local e qual a metodologia para cálculo do Fator de Segurança deve ser adotada b Determine o FS para este talude e indique a solução para mitigação desta instabilidade Leve em consideração que a instabilidade está ocorrendo no talude em solo no topo da cava e que há uma distância de 5m do topo passa uma estrada II Área 2 Já na área 2 foram observadas trincas de tração no maciço de rocha alterada extremamente alterada com um talude de inclinação média de 60 com uma altura de 23 metros apresentando uma coesão de 15kPa e um ângulo de atrito do material de 32 e um peso específico de 215kPa Além disso em campo foram observadas surgências de água no pé do talude mas o lençol freático atinge o topo do talude há uma distância de 120 metros da base do talude 5 pontos 4 c Indique qual tipo de ruptura está ocorrendo no local e qual a metodologia para cálculo do Fator de Segurança deve ser adotada d Determine o FS para este talude e indique a solução para mitigação desta instabilidade III Área 3 A Figura 4 apresenta o perfil topográfico e geotécnico da Área 3 onde o foco está na análise da estabilidade do solo residual jovem Sabese que nesta área o solo possui como características resistiva uma coesão de 15kPa e um ângulo de atrito de 26º um peso específico natural de 182 kNm³ e um peso específico saturado de 191kNm³ Abaixo deste se encontra uma capa de solo residual maduro com características resistiva uma coesão de 15kPa e um ângulo de atrito de 26 um peso específico natural de 23kNm³ e um peso específico saturado de 238kNm³ Os INAS Indicadores de Nível de Água existentes no talude indicam que o Nível de água se encontra no contato entre o solo residual jovem e a rocha pouco alterada 5 pontos Figura 4 Perfil esquemático do talude da Área 3 e Indique qual tipo de ruptura está ocorrendo no local e qual a metodologia para cálculo do Fator de Segurança deve ser adotada f Determine o FS para este talude e indique a solução para mitigação desta instabilidade IV Área 4 Os problemas de instabilidade encontrados na Área 4 observados no campo no topo da cava se dão na área em que recentemente iniciouse a escavação A Figura 4 indica o perfil geológicogeotécnico estabelecido com base na topografia e na realização duas sondagens do tipo SPT assim como o traçado no Nível de Água para esta seção Para todos os solos do local foram realizados ensaios de caracterização e de resistência resumidos na Tabela 1 10 pontos 5 Tabela 1 Parâmetros dos materiais observados no perfil geológico geotécnico Solo Peso específico natural kNm³ Peso específico saturado kNm³ c KPa cKPa Transportado 1 171 176 10 30 951 31 Transportado 2 173 182 12 29 12 30 Residual 1 195 199 15 34 15 35 Residual 2 189 197 15 30 15 31 g Indique qual tipo de ruptura está ocorrendo no local e qual a metodologia para cálculo do Fator de Segurança deve ser adotada h Determine o FS para este talude e indique a solução para mitigação desta instabilidade Como esta é a situação mais crítica e complexa da análise sugerese que seja utilizado um software para a análise neste caso recomendase Slide2D da Rocsiense ou Slope do Geoestúdio ou outro gratuito 6 Problemática 2 Para acesso até a mina será necessário construir um aterro sobre uma camada de solo mole conforme o perfil de geológico geotécnico Figura 5 a seguir e sabendo acima do mesmo será construído um aterro de material granular compactado com peso específico de 184kNm³ em uma altura de 4m e uma largura da base de 16 metros taludes 1V15H Figura 5 Perfil Geológico Geotécnico Argila mole Determine i A resistência não drenada a partir da análise dos resultados do ensaio de compressão triaxial não adensado e não drenado 7 j A resistência não drenada obtida a partir de ensaios de Vane Test nos pontos A B e C do perfil esquemático do solo Figura 5 Ponto A Residual shear stress 5163 kNm² Shear stress 33534 kNm² Failure force 33534 Nm Friction force 0000 Nm Deg correct shear stress 33534 kNm² correct residual shear stress 5163 kNm² sensitivity 6495 kNm² Ponto B Residual shear stress 5871 kNm² Shear stress 32838 kNm² Failure force 32838 Nm Friction force 0000 Nm Deg correct shear stress 32838 kNm² correct residual shear stress 5871 kNm² sensitivity 5593 kNm² Ponto C 9 k Considerando que a superfície de ruptura irá passar no ponto B centro da camada justifique qual parâmetro de resistência não drenada SU deverá ser adotado em projeto o de laboratório ou o resultado de campo l Verifique se o acréscimo de carga devido a construção do aterro irá solicitar a resistência não drenada do solo indique através de gráfico de tensão cisalhante versus tensão normal em um círculo de Mohr m Foram coletadas amostras de indeformadas do aterro experimental compactado e construído conforme como solo da região respeitando o peso específico aparente seco máximo e o teor de umidade ótimo e realizado o ensaio de cisalhamento direto e considere os mesmos parâmetros de resistência para a camada arenosa superficial Utilize os resultados obtidos e analisados do ensaio de cisalhamento direto realizado na parte prática da disciplina e entregues para a Professora Ana Após insira a seção analisada perfil geológicogeotécnico e as dimensões do aterro e faça a análise de estabilidade global da seção como um todo Sugiro a utilização de um software Ex slide da Rocscience ou slope do Geostúdio E responda as questões abaixo n A ruptura do solo argiloso será de forma drenada ou não drenada a Quais métodos de análise de estabilidade dos métodos determinísticos serão considerados na análise b A superfícies de ruptura obtidas estão em qual formato Circular planar ou ambos Por qual motivo a superfície de ruptura obtida pelo software é desta forma 10 o Qual é o menor Fator de Segurança associado a este talude e aos métodos analisados Qual deles é o mais coerente ou você adotaria como a análise de projeto