As condições de estudo para o talude com a presença do sistema de raízes de vetiver foram as mesmas dos taludes sem a raiz. No total três taludes com inclinações de 15º, 30º e 45º nas condições parcialmente saturado, nível d’água na metade da distância entre a superfície e o plano de contato entre o solo e a base rochosa e completamente saturado com o nível d’água junto à superfície do terreno.
Talude parcialmente saturado
Os resultados obtidos nas simulações numéricas do talude com a presença de vegetação demonstram que quanto maior a inclinação do talude e maior a espessura da camada de solo menores os valores dos FS encontrados (tabela 4.34).
Tabela 4.34 - Resultados dos valores de FS para o solo com a presença de raízes de vetiver parcialmente saturado.
FS - Talude com raiz - Parcialmente Saturado Ângulo
talude
Plano potencial de
ruptura Altura NA
Manual Software
Talude infinito Bishop Simplified Janbu Simplified 15 0,30 0,30 52,960 40,65 40,58 0,60 0,60 27,086 19,68 19,6 0,90 0,90 14,717 12,86 12,79 1,20 1,20 6,171 9,19 9,08 30 0,3 0,30 31,271 17,27 17,18 0,6 0,60 15,821 9,09 9,04 0,9 0,90 8,497 5,83 5,76 1,2 1,20 3,482 4,25 4,17 45 0,3 0,30 27,167 12,37 12,28 0,6 0,60 13,644 6,08 5,99 0,9 0,90 7,212 3,84 3,77 1,2 1,20 2,835 2,58 2,51
Os resultados dos valores de FS também variaram em função do método utilizado, sendo que o método do talude infinito se mostrou mais conservador quando comparado com o método de Bishop e Janbu Simplificado.
Para o talude de 15º de inclinação o método do talude infinito apresentou resultados de FS maiores para espessura de solo de 0,30 m e 0,60 m e para espessura da camada de solo de 0,90 m os valores mantiveram-se praticamente iguais para todos os métodos de estimativa de FS. Por último na espessura de 1,20 m de camada de solo o FS foi mais conservador nos métodos utilizados na análise numérica.
No talude de 30º de inclinação o método do talude infinito se mostrou mais conservador para as espessuras da camada de solo de 0,30 m a 0,90 m e para espessura de 1,20 m os métodos de Bishop e Janbu Simplificado foram mais conservadores. Quanto a inclinação de 45º todos os resultados apresentaram-se mais conservadores para o método do talude
infinito quando comparado com os resultados da modelagem numérica pelos métodos de Bishop e Janbu Simplificado (tabela 4.35).
Tabela 4.35 - Diferença entre os valores de FS para o método de Bishop e Janbu Simplificado em relação ao método do talude infinito no talude parcialmente saturado.
FS - Talude com raiz
Bishop Simplified Janbu Simplified
130,3% 130,5% 137,7% 138,2% 114,5% 115,1% 67,1% 68,0% 181,1% 182,0% 174,0% 175,0% 145,8% 147,6% 81,9% 83,5% 219,6% 221,3% 224,3% 227,7% 187,8% 191,2% 109,7% 112,7%
A visualização dos resultados das estimativas de FS a partir da análise numérica demonstrou que para o talude com 15º de inclinação a superfície potencial de ruptura localizou-se no terço superior, formando uma ruptura pela “crista” do talude. Para as inclinações de 30º e 45º a curva potencial de ruptura também se localiza na parte superior, demonstrando ser esta um ponto de atenção nos projetos de bioengenharia de taludes com SV (figuras 4.51 a 4.53).
Figura 4.51 - Superfície potencial de ruptura calculada para o talude com raiz, parcialmente saturado, 15º de inclinação e 1,20 m de espessura de solo no método de Bishop Simplificado.
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Figura 4.52 - Superfície potencial de ruptura calculada para o talude com raiz, parcialmente saturado e 30º de inclinação e 1,20 m de espessura de solo no método de Janbu Simplificado.
Figura 4.53 - Superfície potencial de ruptura calculada para o talude com raiz, parcialmente saturado e 45º de inclinação e 1,20 m de espessura de solo no método de Janbu Simplificado.
Talude completamente saturado
Os resultados das análises numéricas para o talude completamente saturado com a presença de raízes de vetiver estão apresentados na tabela 4.36, a seguir.
Tabela 4.36 - Resultados dos valores de FS para o solo com a presença de raízes de vetiver completamente saturado.
FS talude com Raiz - Completamente saturado
Ângulo Talude Plano potencial de ruptura Altura NA Manual Software
Talude infinito Bishop Simplified Janbu Simplified 15 0,30 0,30 46,560 40,65 40,58 0,60 0,60 22,884 19,68 19,6 0,90 0,90 12,017 12,86 12,79 1,20 1,20 4,324 9,19 9,08 30 0,3 0,30 27,189 17,27 17,18 0,6 0,60 13,214 9,09 9,04 0,9 0,90 6,862 5,83 5,76 1,2 1,20 2,380 4,25 4,17 45 0,3 0,30 23,509 12,37 12,28 0,6 0,60 11,341 6,08 5,99 0,9 0,90 5,813 3,84 3,77 1,2 1,20 1,913 2,58 2,51
A análise da tabela 4.36 apresenta resultados de FS menores que os apresentados para os taludes parcialmente saturados. A presença de água até a superfície do terreno aumenta o peso do solo e consequentemente a contribuição para as componentes cisalhantes responsáveis pela instabilização do talude. Além disso a poropressão aumenta podendo reduzir os efeitos da coesão e do ângulo de atrito reduzindo ainda mais o FS.
As variações entre os métodos de estimativa também apresentaram comportamentos semelhantes ao solo com presença de raízes parcialmente saturado. Para a inclinação de 15º o método do talude infinito foi mais conservador para todas as espessuras de solo, sendo praticamente iguais para 0,90 m e menos conservador na espessura de 1,20 m de solo. Nos taludes com inclinação de 30º e 45º o método do talude infinito foi mais conservador em praticamente todos os resultados com exceção do talude de 30º e 1,20 m de espessura de solo (tabela 4.37).
Tabela 4.37 - Diferença entre os valores de FS para o método de Bishop e Janbu Simplificado em relação ao método do talude infinito no talude saturado.
FS - Talude com raiz
Bishop Simplified Janbu Simplified
114,5% 114,7% 116,3% 116,7% 93,5% 94,0% 47,0% 47,6% 157,4% 158,3% 145,3% 146,1% 117,7% 119,1% 56,0% 57,1% 190,1% 191,4% 186,5% 189,3% 151,3% 154,1% 74,0% 76,1%
A partir das análises das figuras 4.54 a 4.56 pode-se concluir que as curvas de ruptura se concentraram na parte inferior do talude, sendo que para o talude de 15º a curva potencial de ruptura passa pelo pé do talude. Para o talude 30º a curva se posicionou no terço inferior, mas não passa pelo “pé” do talude e para a inclinação de 45º a curva de ruptura localiza-se na metade do talude (figuras 4.54 a 4.56).
Figura 4.54 - Superfície potencial de ruptura calculada para o talude com raiz e 15º de inclinação e 1,20 m de espessura de solo no método de Janbu Simplificado.
Figura 4.55 - Superfície potencial de ruptura calculada para o talude com raiz e 30º de inclinação e 1,20 m de espessura de solo no método de Janbu Simplificado.
Figura 4.56 - Superfície potencial de ruptura calculada para o talude com raiz e 45º de inclinação e 1,20 m de espessura de solo no método de Janbu Simplificado.
4.3.3 Comparativos de taludes vegetados e não vegetados - Análise numérica