Mecânica de Solos 2 Estabilidade de Taludes. Taludes Maciços terrosos com superfície inclinada em...

Mecânica de Solos 2

Estabilidade de Taludes

TaludesMaciços terrosos com superfície inclinada em relação à horizontal.

Estos podem ser naturais e arificiais.

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TaludesTalude natural - É aquele que foi formado há muitos milhares de anos. Os encontramos principalmente nas encostas de montanhas.

TaludesTalude artificial - É aquele que foi construído pelo homem. Os encontramos principalmente nos aterros e cortes.

Talude em corte

Talude em aterro

Taludes

Talude em corte

Talude em aterro

Pavimento

Passeio PasseioFaixas de trânsito

Movimentos de massa

Definem-se como deslocamentos de terrenos que constituem uma vertente, disposta natural ou artificialmente, em sentido descendente.

“O movimento dos maciços de terras depende, principalmente, da sua resistência interna ao escorregamento”. (Terzaghi – 1925)

Classificação dos movimentos

A queda de blocos e tombamentos, regra geral, estão relacionados com materiais rochosos e alternâncias litológicas.

Os escorregamentos e a extensão lateral, geralmente estão relacionados com materiais terrosos ou maciços homogéneos.

Estão ligados a camadas bem definidas ou solos residuais.

Associação de dois ou mais movimentos simples.

Classificação dos movimentos

Escorregamento

São movimentos que ocorrem por acção das forças da gravidade, potenciados por acções externas como a água ou os sismos. Ocorre normalmente ao longo do plano de inclinação de um talude e está associado a um desequilíbrio na distribuição de forças ao longo de uma determinada superfície (superfície de ruptura), em que as forças actuantes (responsáveis pelo movimento) são superiores às forças resistentes.

Escorregamento Rotacional

Desliza ao longo de uma ou várias superfícies de ruptura, originadas por perda de resistência ao corte, com secção transversal circular e côncava.

Ocorre predominantemente em solos coesivos e homogéneos ou em maciços rochosos muito fracturados.

Escorregamento Rotacional

Escorregamento Rotacional

É possível diferenciar as seguintes zonas:- Cabeceira/crista do talude: limite a partir do qual o movimento teve início; - Escarpa do talude: superfície côncava ao longo da qual ocorreu o movimento; - Pé/base do talude: zona de aglomeração do material que sofreu o movimento.

Escorregamento Rotacional

Quanto às superfícies de deslizamento, podem ser classificados em:

Escorregamento Translacional

A massa de solo se rompe por corte sobre uma superfície plana (motivo pelo qual também é designado escorregamento planar).

O movimento ocorre em solos ou rochas, ao longo de uma superfície de rotura coincidente com o limite inferior do nível constituído por material instabilizado.

Escorregamento Translacional

A velocidade é mais rápida que nos rotacionais.Ocorre, geralmente, na zona mais superficial do talude. Não envolve grandes espessuras de solo.

Causas da movimentação de taludes

Um talude pode ser considerado como potencialmente instável a partir do momento em que as tensões cisalhantes originárias de esforços instabilizadores sejam maiores que as resistências ao cisalhamento do material de uma zona do maciço que permita definir uma região potencial de ruptura.

Causas da movimentação de taludes

Constituem causas de instabilização de taludes os factores que tendam a aumentar ou introduzir tensões cisalhantes, ou factores que tendam a diminuir a resistência ao cisalhamento do maciço.

Factores que aumentam o introduzem as tensões cisalhantes

- Remoção de suporte lateral.- Efeito de sobrecarga.- Tensões transitórias. - Remoção de suporte sub-superficial.- Pressões laterais.

Factores que aumentam o introduzem as tensões cisalhantes

Remoção de suporte lateral ou alívio de tensões totais:- Erosão.- Deslocamentos anteriores de massas rochosas ou de solo.- Acção do homem.

Factores que aumentam o introduzem as tensões cisalhantes

- Construção de edifícios, aterros.- Mineira.

Efeito de Sobrecarga:Por causas naturais:

Por acção do homem:

- Peso da água de chuva, neve etc. - Vegetação.- Acúmulo de escorregamentos anteriores.

Factores que aumentam o introduzem as tensões cisalhantes

Tensões Transitórias:- Decorrentes de vibrações.- Ocorrência de escorregamentos adjacentes.- Trovões, etc.

Factores que aumentam o introduzem as tensões cisalhantes

Remoção de Suporte Sub-superficial: -Erosão (interna - piping).- Intemperismo.- Perda de resistência ou ruptura de materiais.- Expulsão de materiais plásticos.- Acção do homem (abertura de poços: gás, óleo, água , fossas, etc.).

Factores que aumentam o introduzem as tensões cisalhantes

Pressões Laterais:-Pressões de água em fraturas, fissuras, cavernas, etc.- Congelamento em descontinuidades.- Inchamento resultante da hidratação de minerais argílicos.

Factores que diminuem a resistência ao cisalhamento

- Variações devidas ao intemperismo químico

e outras reacções físicoquímicas.

- Modificações estruturais.

- Outros factores.

Factores que diminuem a resistência ao cisalhamento

Variações devidas ao intemperismo químico e outras reacções físicoquímicas:-Variações das tensões efectivas (umidade) com o tempo.- Eliminação da cobertura vegetal.- Submersão de solos não saturados.

Factores que diminuem a resistência ao cisalhamento

Modificações estruturais:- Argila formada em ambiente marinho sujeita a acção de chuva.- Colapso em solos colapsíveis (formados em condições diferentes das atuais).

Factores que diminuem a resistência ao cisalhamento

Outros Fatores:

- Creep progressivo.- Acção de raízes e animais etc.

Problemas relacionados com taludes

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Medidas para melhorar a estabilidade de taludes

Os taludes de corte e aterro são resultantes da construção de estradas, rodovias, aeroportos, indústrias e outros empreendimentos. Estos necessitam ser protegidos de maneira eficiente para evitar a formação de focos erosivos e deslizamentos.

Medidas para melhorar a estabilidade de taludes

As técnicas e produtos a serem utilizados dependem de vários factores, como: - Inclinação e altura do talude.- Suscetibilidade à erosão.- Tipo de protecção desejada (definitiva ou temporária).- Tipo de drenagem adotada, etc.

Protecção de taludes

Brindar protecção contra a deterioração das características mecânicas do solo ou contra sua erosão mediante:

- Enrocamentos.- Gabiões.- Cortinas de concreto projetado.- Drenagem superficial.- Vegetação.- Nata de cimento ou materiais betuminosos.

Protecção de taludes

- Redução das pressões neutras no maciço (drenagem superficial e profunda, poços de bombeamento, etc).- Alteração da geometria do talude (escavações no topo, aterros no pé, redução da inclinação).- Construção de obras de suporte (cortinas de estacas, cortinas atirantadas, muros ancorados).

Protecção de taludes

- Adensamento prévio de solos compressíveis.- Emprego de materiais estabilizantes ou mais leves;- Execução de banquetas;- Emprego de bermas de equilíbrio.

Protecção de taludes

Protecção de taludes

Protecção de taludes

Protecção de taludes

Protecção de taludes

Protecção de taludes

Cálculo de estabilidade de taludes

FS = Forças Resistentes Forças Atuantes

FS: Factor de Segurança FS < 1 – InstávelFS = 0 – Eminência de romper1,0 < FS < 1,40 – Estável mas não seguroFS > 1,4 – Estável e seguro