O cálculo da estabilidade de taludes é um assunto abordado em disciplinas de graduação, geralmente com o nome de Obras de Terra. Diversos são os métodos de cálculo disponíveis para essa verificação na mecânica dos solos, sendo muitas vezes uma escolha do engenheiro e calculista qual deles utilizar. Na prática de escritórios de engenharia são utilizados softwares que facilitam o cálculo e nesse artigo vamos tratar sobre um dos métodos empregados e citar softwares utilizados em escritórios de geotecnia.
O método de Fellenius juntamente com o método de bishop são chamados de métodos das fatias, sendo os mais utilizados para o estudo da estabilidade de taludes. O método de fatias consiste em:
- Dividir o talude em fatias de base com material único.
- As tensões da base são geradas pelo peso da fatia.
- calcula-se o equilíbrio do conjunto pela equação de equilíbrio em relação ao centro do círculo.
No método de Fellenius, o equilíbrio de forças em cada fatia é feito na direção normal e tangencial à superfície de ruptura. A força normal é obtida pela Equação 1.
Onde W é a força peso das lamelas, X e E são forças interlamelares, e o ângulo alfa é o angulo entre o centro do circulo de ruptura e o eixo da força peso da lamela.. O método de Fellenius elimina os termos de X e E, dessa forma o fator de segurança fica definido pela Equação 2 que relaciona a coesão efetiva do solo (c’), a largura da base inclina (l), o peso por metro do solo (W) e a poropressão (u).
Equação 2 – Fator de Segurança por Fellenius
O método de Fellenius é considerado um método que fornece baixos valores de fator de segurança, ou seja, é um método conversativo. Entretanto, para circulos de ruptura profundos ou para altos valores de poropressão, o método de Fellenius não é muito confiável. Para casos em que o ângulo alfa é negativo, deve-se anular esses valores pois resultam em tensão efetiva negativa. A Figura 1 exemplifica o método de Fellenius.
Na prática a análise de taludes é feita por softwares, por exemplo o Slide da Rocscience ou o Geostudio, o qual traça diversas superfícies de ruptura e aponta a que possui o menor coeficiente de segurança. A Figura 2 ilustra a análise pelo Slide.
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Fontes:
GERACOVICH, D.M.S. “ESTABILIDADE DE TALUDES”. Rio de Janeiro, 2016.
DAS, B.M; SOBHAM, K; “FUNDAMENTOS DE ENGENHARIA GEOTÉCNICA“. 8º Edição. California: Cengage Learning, 2010
HUMES, C. “NOTAS DE AULA DA DISCIPLINA DE MECÂNICA DOS SOLOS“. São Bernardo do Campo, 2015.