Os taludes em rocha ou solo foram avaliados inicialmente por métodos determinísticos de equilíbrio limite. Os métodos foram desenvolvidos primeiramente, considerando os taludes como sendo um bloco único, uma massa homogênea que possui comportamento igual em todo o seu volume. Depois os taludes foram estudados de forma segmentada, em fatias verticais, sendo avaliadas a estabilidade em cada uma de suas fatias.
Com o advento de ferramentas computacionais, os taludes passaram a ser estudados através de uma nova forma de abordagem e começaram a ser analisados por estudos de tensão-deformação, além das análises de equilíbrio limite já utilizadas, principalmente devido a suas grandes dimensões. Em casos mais específicos, onde as deformações são
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mais significativas, como na mineração, a existência de taludes superiores a 200 m de altura torna-se prática normal e corriqueira nos dias de hoje, conforme citado por Assis (2003).
2.4.1- Métodos de análise por equilíbrio limite
Os métodos de análise por equilíbrio limite são baseados no equilíbrio de forças ou no equilíbrio de momentos (resistentes x atuantes). Devemos levar em consideração a geometria do talude; a presença de forças hidrostáticas; a presença de sobrecargas fixas ou eventuais, dentre outros fatores.
Quando os parâmetros geotécnicos são conhecidos e possuímos o levantamento topográfico do talude em questão, soluções gráficas ou analíticas são possíveis de serem desenvolvidas. As Tabelas 2.8 e 2.9 mostram um resumo das principais condições geológicas que influenciam nas potenciais formas de superfície de ruptura e um resumo dos principais métodos de dimensionamento determinístico utilizados para o cálculo da estabilidade de taludes, como referenciados por Abramson et al., 1996 apud Silva (2006).
Tabela 2.8- Fatores geológicos que controlam a forma de potenciais superfícies de ruptura (Abransom et al., 1996).
(Continua) Condições geológicas Superfícies potenciais de ruptura
Solos não coesivos
Translacional com pequenas proporções entre profundidade e extensão
Solos residuais ou coluvionais pouco profundos
Argilas fissuradas rígidas, xisto argiloso marinho, muito
intemperizados Deslizamento de blocos
Superfície planar simples Depósitos entre camadas
mergulhando em rocha ou solo Material com superfície de ruptura pré-definida ou com
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Tabela 2.8- Fatores geológicos que controlam a forma de potenciais superfícies de ruptura (Abransom et al., 1996).
(Conclusão) Condições geológicas Superfícies potenciais de ruptura
Solos coesivos duros a rígidos
em taludes íngremes Superfície planar simples. Deslizamento de blocos em
maciços rochosos
Superfície planar múltipla. Acamamento de rochas
sedimentares intemperizadas Xistos argilosos e argilas
rígidas fissuradas Solos estratificados Aterros a meia encosta sobre
colúvios
Camadas espessas de solos residuais e colúvios
Superfície circular ou cilíndrica. Argilas marinhas moles e
xistos
Solos coesivos moles a rígidos
Tabela 2.9- Resumo das hipóteses adotadas por alguns dos principais métodos determinísticos (Abransom et al., 1996).
(Continua)
Método Suposições
Ordinário ou Fellenius
Satisfaz o equilíbrio total de momentos. Despreza as forças de interação Inter lamelares. Considera as superfícies de ruptura como sendo
circulares.
Bishop simplificado
Satisfaz as condições de momento e de força verticais. Considera que as forças cisalhantes que atuam sobre uma
lamela são nulas.
Considera que o somatório entre as componentes das forças horizontais atuando nas lamelas sejam nulas.
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Tabela 2.9- Resumo das hipóteses adotadas por alguns dos principais métodos determinísticos (Abransom et al., 1996).
(Conclusão)
Método Suposições
Janbu simplificado
Satisfaz as condições de momentos e de forças. As forças resultantes de interação são horizontais. Adota um fator de correção empírico, (f0), usado para
calcular as forças de cisalhamento de interação. Utilizado para quaisquer superfícies de ruptura.
Spencer
Satisfaz as condições de momentos e de forças.
As forças resultantes de interação são de inclinação constante através da massa deslizante.
Utilizado para quaisquer superfícies de ruptura.
Bishop
Considera a interação entre várias lamelas sobre uma superfície de ruptura circular e satisfaz as condições de
equilíbrio de forças e de momentos. A hipótese utilizada neste método para suprir a indeterminação estática é a imposição de que o somatório da
diferença entre as forças cisalhantes totais que atuam sobre uma lamela é zero.
Superfície circular de ruptura;
Janbu generalizado
Satisfaz as condições de equilíbrio de momentos e de forças. Supõe que a localização das forças Inter lamelares pode ser
arbitrariamente escolhida.
Utilizado para quaisquer superfícies de ruptura.
Morgenstern e Price
A direção da resultante das forças Inter lamelares é determinada pelo uso de uma função arbitrada, onde λ é um fator da função que deve satisfazer o equilíbrio de forças e momentos e as lamelas de espessura finita.
Utilizado para quaisquer superfícies de ruptura.
GLE
A direção da resultante das forças entre lamelas é definida com uma função arbitrada, onde λ é um fator da função que deve satisfazer o equilíbrio de forças e momentos, e as lamelas de espessura
infinitesimal
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Também pode-se citar o método de Sarma (1979), que considera que a superfície de ruptura de um talude é dividida em lamelas e a resistências entre as lamelas é mobilizada.
Sarma (1979) propõe a existência de um fator de aceleração do movimento denominado de Kc que atua na superfície de ruptura de cada lamela. Considera-se uma força horizontal, o peso total da massa a ser mobilizada, atuando de forma fracionada em cada lamela para desestabilizá-la, sendo este influenciado diretamente pelo ângulo de inclinação de cada lamela. Este conceito foi extrapolado por Sarma para maciços rochosos de vários blocos, onde as características das descontinuidades são os fatores determinantes para a estabilidade do maciço.
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