http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48734
Fichier | Description | Taille | Format | |
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DanielBatistaSantos_DISSERT.pdf | 10,27 MB | Adobe PDF | Voir/Ouvrir |
Titre: | Estabilidade transiente de taludes em solos não saturados pelo método do equilíbrio limite generalizado com solução analítica da infiltração de água |
Autre(s) titre(s): | Transient stability of slopes in unsaturated soils using the generalized limit equilibrium method with analytical solution for water infiltration |
Auteur(s): | Santos, Daniel Batista |
metadata.dc.contributor.email: | danielbatista.monitor@gmail.com |
Orientador(es):: | Cavalcante, André Luís Brasil |
Assunto:: | Solos não saturados Resistência cisalhante Modelagem computacional |
Date de publication: | 11-jui-2024 |
Data de defesa:: | 20-déc-2023 |
Référence bibliographique: | SANTOS, Daniel Batista. Estabilidade transiente de taludes em solos não saturados pelo método do equilíbrio limite generalizado com solução analítica da infiltração de água. 2023. 146 f., il. Dissertação (Mestrado em Geotecnia) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023. |
Résumé: | 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. |
Abstract: | Slopes are soil structures present in the landscape, whether naturally or in man-made geotechnical constructions. Slope failure is usually related to the variation in the water content within the soil during hydrological events such as intense precipitations. Thus, the global stability analysis in unsaturated soil slopes is needed. The present study models the transient factor of safety for global stability in homogeneous and unsaturated soil slopes using the Bishop and GLE (General Limit Equilibrium) limit equilibrium methods. Also, a semi-analytical solution for the transient two-dimensional water flow applied to an unsaturated shear strength model was coupled to the limit equilibrium modeling. This model was implemented in the Wolfram programming language in the Mathematica software. It allowed parametric analyses for the factor of safety varying with time during water infiltration or drying events, applying different boundary conditions for the water content and the slope geometry. This model also allowed the analyses of other state variables such as suction and shear strength. Six slope stability cases were simulated using different boundary conditions for the semi-analytical seepage solution developed here. The adopted geotechnical parameters correspond to a typical clayey soil and a typical sandy soil. The results of the present model were compared to the results obtained by the same inputs in the commercial software package GeoStudio (Seep/W e Slope/W), presenting consistency amongst themselves for the adopted hypotheses. Some differences between the software for the formulation and the results were explained. It was also demonstrated that the unsaturated approach results is more reliable than the common approach adopted in practice about disregarding any contribution for the unsaturated part of the shear strength. The computational tool developed in the Mathematica can be applied in the geotechnical engineering practice for case studies in unsaturated soil slopes, and it may be improved for more complex modeling hypotheses, for both water flow and stability. |
metadata.dc.description.unidade: | Faculdade de Tecnologia (FT) Departamento de Engenharia Civil e Ambiental (FT ENC) |
Description: | Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2023. |
metadata.dc.description.ppg: | Programa de Pós-Graduação em Geotecnia |
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Collection(s) : | Teses, dissertações e produtos pós-doutorado |
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