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Título: Análise de estabilidade de taludes compostos por solo argiloso na condição compactada empregando diferentes métodos determinísticos
Título(s) alternativo(s): Stability analysis of slopes composed by clay soil in compact condition using different deterministic methods
Autor(es): Scomparin, Diego Saito
Orientador(es): Fernandes, Mariana Alher
Palavras-chave: Taludes (Mecânica do solo) - Estabilidade
Mecânica do solo
Engenharia geotécnica
Cisalhamento
Slopes (Soil mechanics) - Stability
Soil mechanics
Geotechnical engineering
Shear (Mechanics)
Data do documento: 10-Dez-2021
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Apucarana
Citação: SCOMPARIN, Diego Saito. Análise de estabilidade de taludes compostos por solo argiloso na condição compactada empregando diferentes métodos determinísticos. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Apucarana, 2021.
Resumo: A instabilização de taludes de solos é uma problemática recorrente na engenharia geotécnica, tanto para taludes naturais quanto para taludes de corte e aterro. Nesse sentido, os métodos determinísticos são os mais utilizados para avaliação da estabilidade de um talude, dado pela determinação do Fator de Segurança (FS) o qual dependerá de características inerentes ao solo e à geometria do talude. Dessa forma, o presente trabalho busca avaliar a influência de cada uma das variáveis relativas à geometria do talude e às características do solo empregando diferentes métodos determinísticos para avaliar a estabilidade de um talude hipotético e homogêneo, composto por um solo típico da região Norte Central do Paraná. Para efetuar esta análise foram realizados diversos ensaios laboratoriais para caracterização do solo, além de ensaios de compactação e de cisalhamento direto. Com isso, foi possível realizar a modelagem numérica do talude com auxílio do software Slope/W, possibilitando calcular o Fator de Segurança através de diferentes métodos determinísticos como o Método de Fellenius, Método de Bishop Simplificado e Método de Janbu. Em relação à caracterização do solo, o ensaio de compactação indicou o pico da curva de compactação com teor de umidade ótimo em 32,5% e massa específica seca máxima de 1,401 g/cm³. Acerca dos resultados dos ensaios de cisalhamento direto, esses apresentam valores de coesão variando de 51,06 kPa a 21,98 kPa e ângulo de atrito variando de 25,98° a 32,48º para solo no ramo seco, condição ideal e ramo úmido. Na análise de estabilidade de taludes, os resultados apontam que taludes compostos por solo compactado no ramo seco apresentam maior estabilidade em relação a taludes compostos por solo compactado na condição ideal e no ramo úmido. Além disso, verificou-se que o FS apresenta sensibilidade às variações geométricas do talude e aos métodos determinísticos utilizados nas simulações numéricas. O aumento da altura e inclinação do talude provocou a diminuição do FS e o Método de Bishop Simplificado apresentou maior tendência para menores valores de FS a partir da elaboração de ábacos. Por fim, este estudo permite avaliar a estabilidade dos taludes compostos por solo compactado e sujeitos a tanto às variações das geometrias da seção desse talude quanto das características de compactação do solo, prática comum em obras de aterro.
Abstract: The instability of soil slopes is a recurring problem in geotechnical engineering, associated with natural slopes and artificial slopes. In this sense, deterministic methods are the most used for assessing the slope stability, given by the Safety Factor (FS) which will depend on characteristics inherent to the soil and the geometry of the slope. In this way, the present work seeks to evaluate the influence of each variables related to slope geometry and soil characteristics using different deterministic methods to assess the stability of a hypothetical and homogeneous slope, composed of a typical soil from the central-north region of the State of Paraná. To carry out this analysis, several laboratory tests were carried out to characterize the soil, in addition to compaction and direct shear tests. Thus, it was possible to carry out the numerical modeling of the slope with the support of the Slope/W software, making it possible to calculate the Safety Factor through different deterministic methods such as the Fellenius Method, Simplified Bishop Method and Janbu Method. In relation to soil characterization, the compaction test indicated the top of the compaction curve with optimum moisture content of 32,5% and maximum dry specific mass of 1,401 g/cm³. Regarding the results of direct shear tests, these present cohesion values ranging from 51,06 kPa to 21.98 kPa and friction angle ranging from 25,98° to 32,48° for soil in the dry branch, ideal condition and wet branch. In the analysis of slope stability, the results show that slopes composed of compacted soil in the dry branch have greater stability in relation to slopes composed of compacted soil in the ideal condition and in the wet branch. In addition, it was found that the FS is sensitive to geometric variations of the slope and to deterministic methods used in numerical simulations. The increase in height and slope of the slope caused a decrease in the SF and the Simplified Bishop's Method showed a greater tendency to lower SF values from the elaboration of abacuses. Finally, this study allows evaluating the stability of slopes composed of compacted soil and subject to both variations in the section geometries of this slope and the soil compaction characteristics, a common practice in landfill works.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32133
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