Slide 1 - RExLab

Análise da Estabilidade de Encostas no Município de
Tubarão (Art. 170), Engenharias.
Acad. Marcelo Heidemann
Prof. Rafael Reis Higashi – Curso de Engenharia Civil – Campus Tubarão.
Introdução
Resultados
A ocupação das cidades brasileiras vem se realizando na grande maioria dos casos de forma
desordenada. Desta maneira, áreas inaptas para a ocupação urbana são utilizadas sem
nenhuma precaução que vise evitar acidentes e impactos ambientais nestes locais.
07 e 08
A instabilidade dos solos destas áreas e conseqüente cisalhamento deste são os principais
responsáveis por deslizamentos de terra, rompimentos de taludes e quedas de barreiras, fatos
que repercutem na sociedade, já que põe em risco a vida de vários indivíduos, muitas vezes
causando mortes, além de trazer danos ambientais à região.
10
11
06
09
01, 02 e 04
03
A estabilidade de encostas e taludes é regida por fatores como os parâmetros de resistência do
solo, geometria do talude ou encosta, pressões de água no maciço, peso do talude, empuxos
de terra, distribuição das descontinuidades no maciço, estado de tensões internas no maciço,
método executivo considerado, entre outros;
05
Objetivos
180
Natural
160
Inundado
140
120
Tensão Cisalhante (KPa)
200
150
100
50
0
50
100
150
200
250
Tensão Normal (KPa)
Tensão Cisalhante (KPa)
Inundado
Sem Inundação
Linear (Inundado)
Linear (Sem Inundação)
90
Superfície de ruptura irregular do solo. Elevada
cimentação.
70
50
30
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
10
Deformação Horizontal (%)
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
Deformação Vertical (%)
0
-1
-2
-3
-4
-5
Figura 1. Gráficos Tensão Normal versus Tensão
Cisalhante, Tensão Cisalhante x Deformação
Horizontal, Deformação Vertical x Deformação
Horizontal e esquema de execução do ensaio.
-6
-7
-8
-9
0
2
4
6
8
10
-2
cinund = 11kPa
o
inund =31,4
100
40
20
-4
20
0
-5
50
120
60
-3
cnat = 15,3kPa
o
nat = 36,2
0
140
80
y = 0,6101x + 11,043
R2 = 0,9959
60
40
160
100
150
200
250
Tensão Normal (KPa)
Natural 50 KPa
Natural 100 KPa
Natural 150 KPa
Natural 200 KPa
Inundado 50 KPa
Inundado 100 KPa
Inundado 150 KPa
Inundado 200 KPa
0
0
2
4
6
8
10
Deformação Horizontal (%)
Deformação Horizontal (%)
Figura 3. Gráficos Tensão Normal versus Tensão Cisalhante, Tensão Cisalhante x Deformação Horizontal,
Deformação Vertical x Deformação Horizontal para o ponto 01.
Tabela 01. Resultados dos ensaios de cisalhamento direto de todos os pontos de estudo
Pontos de
Estudo
Coesão (kPa)
Natural
15,30
33,43
104,13
36,15
55,18
8,62
37,31
17,24
39,90
(graus)
Inundada
11,00
3,58
13,40
12,99
0 (zero)
1,36
11,84
10,95
7,30
Natural
36,2
44,5
46,1
36,6
32,6
31,9
24,3
42,9
38,9
Inundado
31,4
32,1
35,1
38,7
41,3
31,5
23,2
31,6
33,7
Conclusões
Natural 50 KPa
Natural 100 KPa
Natural 150 KPa
Natural 200 KPa
Inundado 50 KPa
Inundado 100 KPa
Inundado 150 KPa
Inundado 200 KPa
110
-10
0
Natural 50 KPa
Natural 100 KPa
Natural 150 KPa
Natural 200 KPa
Inundado 50 KPa
Inundado 100 KPa
Inundado 150 KPa
Inundado 200 KPa
180
Superfície de ruptura esperada no solo.
150
130
1
-1
Wnat=25,1%
eo=0,92
Sr=74%
=17,3kN/m3
100
01
03
04
05
06
07
08
09
11
250
0
y = 0,7323x + 15,317
R2 = 0,9983
200
2
Tensão Cisalhante (KPa)
200
80
O estudo foi realizado por meio da coleta de amostras indeformadas de solo para ensaios de
cisalhamento direto.

Para tal foram fixados pontos de estudo
no perímetro municipal. Para cada ponto de estudo
foram coletadas amostras de solo para serem ensaiadas em duas condições de umidade
distintas; 4 amostras ensaiadas na condição natural e 4 na condição inundada, com diferentes
pressões de consolidação (de 50 a 250kPa).
O ensaio de cisalhamento direto fornece os parâmetros para avaliação da estabilidade de
encostas que são a coesão entre as partículas de solo “c” e o ângulo de atrito entre as
partículas (φ).
Deformação Vertical (%)
Metodologia
Figura 2. Modelo digital do terreno com a localização dos pontos de estudo.
Tensão Cisalhante (KPa)
Através desta pesquisa objetivou-se o estudo dos solos do município de Tubarão, avaliando os
parâmetros que regem seu comportamento no que tange a resistência ao cisalhamento, assim
como, avaliar a susceptibilidade ao deslizamento de encostas à que estão expostas estas
áreas estudadas, a fim de contribuir para o ordenamento do crescimento urbano do município
de Tubarão.
Natural 50 KPa
Natural 100 KPa
Natural 150 KPa
Natural 200 KPa
Inundado 50 KPa
Inundado 100 KPa
Inundado 150 KPa
Inundado 200 KPa
-10
Deformação Horizontal (%)
Os dados obtidos foram inseridos em um Sistema de Informações Geográficas (SIG), conforme
metodologia de Higashi e Davison Dias (2003), gerando mapas de caracterização da área e a
identificação das encostas estudadas. Foram também realizadas interações entre as declividades
e espessuras de horizontes com base em um Modelo Digital do Terreno (MDT). Indexado a este
mapeamento estão os dados referentes a valores de coesão e ângulo de atrito, considerados os
parâmetros de resistência mais importantes para a execução de estruturas civis
A mancha urbana do município esta localizada quase em sua totalidade em uma planície de
formação sedimentar enquanto que as elevações ainda encontram-se pouco ocupadas. Existem
algumas áreas onde a ocupação ainda não esta sendo realizada, o que torna mais simples o
processo de ordenação destes locais.
De forma geral, os solos do município de Tubarão, em relação ao seu comportamento frente ao
cisalhamento, apresentaram grande perda da coesão com a inundação dos corpos de prova. Se
comparado aos valores apresentados por Higashi (2006) para a região da grande Florianópolis, os
solos de Tubarão apresentam baixa resistência.
Estes valores alertam para uma maior atenção em relação ao uso e ocupação das encostas
formadas por estes tipos de solos, principalmente as grandes declividades, que podem ser
detectadas por meio de modelos digitais do terreno e mapa de declividades. Assim, em todos
estes solos é necessário um estudo que preceda a ocupação, sobretudo para aqueles que
apresentaram altos valores de queda de coesão.
Bibliografia
HIGASHI, R. A. R. Metodologia de Uso e Ocupação de Solos de Cidades Costeiras Brasileiras Através
de SIG com Base no Comportamento Geotécnico e Ambiental. Tese de Doutorado. Curso de PósGraduação em Engenharia Civil. 2006, 486p.
HIGASHI, R. R. ; DIAS, Regina Davison . Potentialities of a Geotechnical Database in a GIS
Enviromental of the Northern Part of Rio Grande do Sul State - Brazil. In: SOIL AND ROCK AMERICA
2003 - 12th Panamerican Conference On Soil Mechanics and Geotechnical Engineering / 39th U. S. Rock
Mechanics Symposium, 2003, Cambridge, Massachucetts - USA. 12th Panamerican Conference On Soil
Mechanics and Geotechnical Engineering / 39th U. S. Rock Mechanics Symposium. Cloppenburg : Verlag
Gluckauf Essen GmbH, 2003. v. 1. p. 73-80.
HIGASHI, R. R.; DAVISON DIAS R. Mapeamento Geoambiental do Município de Tubarão visando
Disposição de Resíduos. In: V CONGRESSO BRASILEIRO DE GEOTECNIA AMBIENTAL - REGEO`2003,
Porto Alegre, RS, 2003a.
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