Geo fund 8

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Geo fund 8

  1. 1. Geotecnia e Fundações, Arquitectura Capítulo 8 TALUDES Geotecnia e Fundações, Arquitectura1. Tipos de taludes Um talude é uma superfície de terreno exposta que faz um dado ângulo α com a horizontal. Tipos de taludes: Taludes naturais α Taludes de escavação Taludes de aterroPode haver fenómenos de instabilidade associados adeslocação do solo para a base do talude (ravinamentos,derrocadas, deslizamentos de terras, etc) 1
  2. 2. Geotecnia e Fundações, ArquitecturaGeotecnia e Fundações, Arquitectura 2
  3. 3. Geotecnia e Fundações, ArquitecturaGeotecnia e Fundações, Arquitectura 3
  4. 4. Geotecnia e Fundações, Arquitectura Geotecnia e Fundações, Arquitectura2. Tipos de instabilidade de taludes 4
  5. 5. Geotecnia e Fundações, ArquitecturaGeotecnia e Fundações, Arquitectura 5
  6. 6. Geotecnia e Fundações, ArquitecturaGeotecnia e Fundações, Arquitectura 6
  7. 7. Geotecnia e Fundações, Arquitectura A profundidade da superfície de rotura e a velocidade de deslizamento permitem classificar o tipo de escorregamento: Profundidade da Superficiais SD < 1,5 m superfície de Pouco profundos 1,5 ≤ SD < 5,0 m deslizamento Profundos 5,0 ≤ SD < 20,0 m Muito Profundos SD ≥ 20,0 m Velocidade Desmoronamento Extremamente rápido v > 3 m/s Muito rápido 0,3 m/min < v ≤ 3 m/s Escorregamento Rápido 1,5 m/dia < v ≤ 0,3 m/min Moderado 1,5 m/mês < v ≤ 1,5 m/dia Fluimento Lento 1,5 m/ano < v ≤ 1,5 m/mês Muito Lento 0,06 m/ano < v ≤ 1,5 m/ano Extremamente lento v ≤ 0,06 m/ano Geotecnia e Fundações, Arquitectura Causas de instabilidade de taludes:Causas Aumento da inclinação dos taludes, por escavação ou por erosão provocada pela águaexternas ou pelo vento. Aumento da altura do talude, através da escavação no pé ou da construção de um aterro no topo Aplicação de sobrecargas no talude, em particular na sua parte superior. Variação sazonal da temperatura e humidade, podendo conduzir à abertura de fendas superficiais de retracção no solo, que favorecem a infiltração de água nos terrenos. Abalos sísmicos ou vibrações induzidas nos terrenos. Erosão superficial Efeito da vegetação do talude que constitui uma sobrecarga e que pode causar perda de resistência quando se dá o apodrecimento das raízes. Efeitos do congelamento da água no terreno e consequente aumento do seu volumeCausas Rebaixamento rápido do nível das águas exteriores.intermédias Erosão interna, provocada pela circulação de água no interior do talude. Liquefacção do solo.Causas Aumento das pressões intersticiais, com a consequente redução dainternas resistência ao corte. Diminuição da resistência dos terrenos Aumento das tensões de origem tectónica. 7
  8. 8. Geotecnia e Fundações, ArquitecturaCasos considerados no estudo da instabilidade de taludes: Taludes infinitos A geologia (estratificação), a α Superfície de presença de água, rotura plana fenómenos de erosão e as acções Taludes circulares exteriores podem ser responsáveis pela instabilidade de taludes. α Superfície de rotura circular Geotecnia e Fundações, Arquitectura Para os dois tipos de taludes, a análise de estabilidade considera as equações de equilíbrio estático admitindo a plastificação do solo acima da superfície de deslizamento. Nesta superfície mobiliza-se a totalidade da resistência ao corte, seja a análise feita em condições drenadas como não drenadas. A escolha entre condições drenadas (análise em tensões efectivas) e não drenadas (análise em tensões totais) depende de ser ou não necessário considerar pressões intersticiais na superfície de rotura. 8
  9. 9. Geotecnia e Fundações, ArquitecturaIndependentemente da geometria da superfície dedeslizamento, só há estabilidade quando a acção S(peso e sobrecargas) for inferior à resistência Rmobilizada na superfíce de rotura idealizada. S<R Em dimensionamento de taludes considera-se um R > FS Factor de segurança FS S (em taludes, FS=1,5): Para o cálculo das acções S considera-se o peso da massa de solo em rotura e das sobrecargas que têm efeito desfavorável. Para o cálculo da resistência R considera-se que se está a mobilizar a tensão de rotura dada pela envolvente de rotura na totalidade da superfície de deslizamento. Geotecnia e Fundações, Arquitecturaa) Taludes infinitosConsideram-se taludes infinitos sempre que a superfíciede deslizamento é plana. Forças actuantes numa fatia de largura B apenas devido à acção do peso W: W β N=W cosβ R=N tanφ’=Fa S R S=Wsinβ S – Acção instabilizadora N Hip: solo puramente β friccional R – Resistência mobilizada 9
  10. 10. Geotecnia e Fundações, ArquitecturaApenas devido à acção do Forças actuantes na base de umapeso, e para solos puramente fatia de talude:friccionais, através doequilíbrio de forças numa fatia W h N=W cosβde talude chega-se à relação β R=N tanφ’=Fa S R S=Wsinβ tanβ < tanφ’ N Hip: solo puramente β friccional Caso genérico para S = γh sinβ cosβ condições drenadas: R = c’ + σ’n tanφ’ = c’+ γh cos2β tanφ’ Caso genérico para S = γh sinβ cosβ condições não drenadas: R = Cu Geotecnia e Fundações, Arquitecturab) Taludes circulares Consideram-se taludes circulares sempre que a superfície de deslizamento é finita. A geometria circular da superfície de deslizamento tem geometria semelhante à observada em solos aproximadamente homogéneos. Há várias abordagens possíveis para o cálculo de estabilidade e que dependem de se considerar condições drenadas ou não drenadas. A análise mais simples é feita em condições não drenadas, para solos puramente coesivos. 10
  11. 11. Geotecnia e Fundações, Arquitectura• Talude homogéneo em solo puramente coesivo br O M inst = Wb rA B M est = CuLAD R R W C D CuEste método é o mais simples. A dificuldade reside naidentificação da superfície de rotura mais desfavorável. Geotecnia e Fundações, Arquitectura• Método das fatias Este é um dos vários métodos existentes para analisar a estabilidade de taludes em solos friccionais (análise em condições drenadas). Consiste em dividir em fatias a massa de solo limitada inferiormente pela superfície de rotura circular e resolver as equações de equilíbrio entre as várias fatias. Os vários métdos (Fellenius, Bishop, Bisho modificado, etc) diferem essencialmente na forma em como se consideram as forças no contacto entre as fatias. 11
  12. 12. Geotecnia e Fundações, Arquitectura Geotecnia e Fundações, Arquitectura3. Verificação da segurança A forma mais simples de verificar a segurança é considerar que a relação entre as acções (S) e a resistência mobilizada no terreno (R) verifica uma margem de segurança dada por um factor de segurança (FS). R > FS =1.5 S No caso de taludes infinitos, S e R são forças ou tensões a actuar na base da fatia. No caso de taludes circulares, S e R são os momentos provocados pelas forças actuantes na massa instável de solo. 12
  13. 13. Geotecnia e Fundações, Arquitectura4. Estabilização de taludesÉ necessário proceder à estabilização de taludes paraaumentar a segurança nestes taludes.Há vários métodos para aumentar a segurança detaludes: • Alteração da geometria • Introdução de sobrecargas na base • Introdução de sistemas de drenagem (cortinas, trincheiras, esporões, ...) • Pregagens • Construção de estruturas de suporte (muros de betão, estacas, cortinas ancoradas, ...) Geotecnia e Fundações, Arquitectura 13
  14. 14. Geotecnia e Fundações, ArquitecturaGeotecnia e Fundações, Arquitectura 14

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