Estabilidade transiente de taludes em solos não saturados pelo método do equilíbrio limite generalizado com solução analítica da infiltração de água

Abstract

Taludes são estruturas inclinadas de maciços de solo presentes em nosso meio de forma natural ou em estruturas geotécnicas. A ruptura de taludes muitas vezes está associada à variação do conteúdo de água no solo, como devido a eventos de precipitações intensas. Portanto, se torna necessária a análise da estabilidade global de taludes no estado não saturado do solo. No presente estudo foi realizada a modelagem do fator de segurança transiente para a estabilidade global de taludes em solos homogêneos não saturados pelos métodos de equilíbrio limite de Bishop e GLE (Equilíbrio Limite Generalizado). Acoplado ao equilíbrio limite, uma solução semi-analítica de fluxo bidimensional transiente de água foi aplicada a uma formulação de resistência cisalhante não saturada do solo. A implementação desse modelo foi feita na linguagem de programação Wolfram no software Mathematica e permitiu a análise paramétrica do fator de segurança variando ao longo do tempo durante eventos de infiltração de água no solo ou de secagem do solo, aplicando-se diferentes condições de contorno para a umidade e a geometria do talude. Este modelo também permitiu a análise de outras variáveis de estado transientes como a sucção e a resistência cisalhante. Foram simulados seis casos teóricos de estabilidade de taludes com diferentes condições de contorno para a solução semi-analítica do fluxo desenvolvida neste trabalho. Os parâmetros geotécnicos adotados correspondem a um solo típico argiloso e outro típico arenoso. Os resultados do modelo desenvolvido nesta dissertação foram comparados com os resultados obtidos com os mesmos parâmetros de entrada para o pacote de softwares comerciais GeoStudio (Seep/W e Slope/W), apresentando consistência entre si a partir das hipóteses adotadas, sendo analisadas as diferenças da formulação matemática adotada neste trabalho. Também foi demonstrado como a abordagem não saturada apresenta resultados mais consistentes que a abordagem comum na prática de se desconsiderar a parcela não saturada da resistência. A ferramenta computacional desenvolvida no Mathematica pode ser aplicada na prática da engenharia geotécnica em estudos de casos de taludes em solos não saturados, e poderá ainda ser aperfeiçoada para hipóteses de modelagem mais complexas, tanto de fluxo quanto de estabilidade.