Análise de estabilidade da encosta
O termo encosta significa uma parte da encosta natural cujo perfil original foi modificado por intervenções artificiais relevantes em relação à estabilidade. O termo deslizamento de terra refere-se a uma situação de instabilidade que afeta as encostas naturais e envolve grandes volumes de solo.
Introdução à análise de estabilidade
A resolução de um problema de estabilidade exige levar em consideração as equações de campo e as leis constitutivas. Os primeiros são equações de equilíbrio, os segundos descrevem o comportamento do solo. Essas equações são particularmente complexas, pois o solo é constituído por sistemas multifásicos, que podem ser rastreados para sistemas monofásicos apenas em condições de solo seco ou análise em condições de drenagem.
Na maioria dos casos, temos que lidar com um material que, se saturado, é pelo menos bifásico, o que torna o tratamento das equações de equilíbrio consideravelmente complicado. Além disso, é praticamente impossível definir uma lei constitutiva de validade geral, porque os solos têm um comportamento não linear já em pequenas deformações, são anisotrópicos, e seu comportamento depende não apenas do estresse desviado, mas também do estresse normal. Por causa das dificuldades acima, são introduzidas suposições simplificadoras:
- Leis constitutivas simplificadas são usadas: modelo rígido e perfeitamente plástico . Supõe-se que a resistência do material seja expressa unicamente pelos parâmetros coesão (c) e ângulo de resistência ao cisalhamento (φ), constantes para o solo e características do estado plástico; portanto, assume-se válido o critério de falha de Mohr-Coulomb.o plastico; quindi e supõe valido o critério de rotura de Mohr-Coulomb.
- Em alguns casos, são atendidas apenas em parte as equações de equilíbrio.
Método de equilíbrio de limite (LEM)
O método de equilíbrio de limite consiste no estudo do equilíbrio entre um corpo rígido, como a inclinação, e uma superfície de deslizamento de qualquer forma (linha reta, arco de um círculo, espiral logarítmica, etc.) . A partir desse equilíbrio são calculadas as tensões de cisalhamento (τ) e comparadas com a resistência disponível (τ f ), calculada de acordo com o critério de falha de Mohr-Coulomb. Dessa comparação, deriva a primeira indicação de estabilidade como fator de segurança:
F = τ f / τ
Entre os vários métodos de equilíbrio, alguns consideram o equilíbrio global do corpo rígido ( Culman ), enquanto outros dividem o corpo rígido em fatias para atender à sua não homogeneidade e consideram o equilíbrio de cada um deles ( Fellenius, Bishop, Janbu, etc. ) .
Método de Bell (1968)
As forças que atuam na massa que desliza incluem o peso do solo, W, forças pseudo-estáticas sísmicas horizontais e verticais K x · W e K y · W,, as forças horizontais e verticais X e Y aplicadas externamente a o perfil da inclinação, resultante das tensões normais e de cisalhamento totais σ e τ atuando na superfície potencial de deslizamento.
A tensão normal total pode incluir um excesso da pressão de poro u que deve ser especificada com a introdução dos parâmetros de força efetiva. Na prática, esse método pode ser considerado uma extensão do método do círculo de fricção para seções homogêneas descritas anteriormente por Taylor.