Slide - Estabilidade de Taludes - 2023-2

Mecânica dos Solos II – Estabilidade de Taludes ESTABILIDADE DE TALUDES  A observação dos escorregamentos na natureza levou as análises a considerar:  Rupturas Rotacionais: as linhas de ruptura são aproximandamente circulares  Rupturas translacionais: linhas de ruptura planas  Os métodos de análise atualmente em uso baseiam-se na hipótese de haver equilíbrio numa massa de solo, na iminência de entrar em um processo de escorregamento  Daí a denominação geral de Métodos de equilíbrio limite  Forças atuantes: conhecidas  Tensões de cisalhamento induzidas: determinadas através das equações de equilíbrio  Análise: comparação destas tensões com a resistência ao cisalhamento do solo em questão.  Coeficiente de segurança F mobilizada disponível M S S S S F   S = resistência ao cisalhamento do solo ao longo da superfície de ruptura (resistência disponível)       tg c s . SM = Tensão cisalhante atuante (resistência mobilizada) – f (c’,’) Posição original Massa rompida Posição original Mecânica dos Solos II – Estabilidade de Taludes  Mecanismos de ruptura  Buscar superfície de ruptura potencial: arbitrar diversas superfícies e buscar Fmin  A linha de ruptura está associada ao coeficiente de segurança mínimo  Métodos de cálculo  Métodos gráficos: Taylor (1937)  Equilíbrio limite: Fellenius (1936), Bishop (1955), Janbu (1954), Morgenstern e Price (1965), Spencer (1967) e Sarma (1973).  Métodos numéricos (MEF) MÉTODOS DE EQUILÍBRIO LIMITE Pressupõe que:  O solo se comporta como um material rígido-plástico, isto é, rompe-se bruscamente, sem se deformar  As equações de equilíbrio estático são válidas até a iminência da ruptura  O coeficiente de segurança F é constante ao longo da linha de ruptura, isto é, ignoram-se eventuais fenômenos de ruptura progressiva.  Métodos de Fellenius e Bishop Simplificado – taludes com superfície circular Para estes dois métodos, admite-se que a linha de ruptura seja um arco de circunferência. A massa de solo é dividida em lamelas ou fatias Mecânica dos Solos II – Estabilidade de Taludes Equilíbrio de forças:  Peso da lamela (P)  Poro pressão U  Força T  Força N  Forças do tipo E e X, atuantes na face direita da lamela.  A força T mede a resistência mobilizada na fatia, que é uma fração da resistência ao cisalhamento mobilizada (SM) l S T M .  , mas como S M F  S , F S SM  1 . então F S l T  1 . . A resistência ao cisalhamento ao longo da superfície de ruptura é dada por:       tg c s . E a força normal na base da fatia: l N   . , onde  = tensão normal à superfície de ruptura Logo: Mecânica dos Solos II – Estabilidade de Taludes ) . 1 . .(     l tg N F l c T ) . 1 .( .     N tg c l F T Equilíbrio de momentos  Momento das forças atuantes:  ) ( . . P R sen  Momento das forças resistentes:  R T. Onde os momentos são calculados em relação ao centro do círculo de ruptura. 1a equação de equilíbrio:  M  0 As forças entre lamelas X e E não geram momento. Assim, igualando-se os momentos atuantes e resistentes, tem-se:    T R P R sen . ) ( . .  Como R é constante e ) . 1 .( .     N tg c l F T , tem-se:       ) . ( ) . . (   sen P N tg c l F  Esta expressão permite o cálculo do coeficiente de segurança, associado ao arco de circunferência em análise (R arbitrado) – linha potencial de ruptura  É válida para os dois métodos: Fellenius e Bishop simplificado OBJETIVO: Pesquisar a posição do círculo crítico ou do arco de circunferência ao qual está associado o coeficiente de segurança mínimo Variável: N = ? Mecânica dos Solos II – Estabilidade de Taludes  Calculada através de uma 2a equação de equilíbrio Método de Fellenius: a resultante das forças que atuam na fatia tem direção paralela à base da fatia (direção das forças N’ e U) Método de Bishop Simplificado: a resultante das forças que atuam na fatia tem direção horizontal (direção da força P)  O que se busca é uma estimativa da probabilidade de ruptura. Em geral, adota-se um FS ≥ 1,3 e considera-se que a probabilidade de ruptura é pequena. não garante nível de deformação, só ruptura.