Adnan Özyalçıner

Apresentam-se a seguir solo, segundo Wolle (198

• Mecanismo clássi devido ao fluxo de uma rede de flu camada ou horizo que os horizonte freática, ou seja, provoca o aument condição crítica qu

a capacidade de infiltração CI com o temp

stabilização de taludes

ir os principais mecanismos de instabiliza 988):

sico, que envolve a elevação do nível d de água infiltrada. Neste mecanismo admi fluxo paralela ou subparalela ao talude izonte impermeável ou significativamente tes superficiais. Caso isso ocorra, a su , a expansão da rede devido ao afluxo nto das pressões neutras de percolação a que deflagre a ruptura.

po, Carvalho (1989) ização de taludes em l d’água pré-existente ite-se a formação de e, sustentada numa te menos permeável subida da superfície o da água de chuva até que se atinja uma

• Mecanismo produzido por uma frente de saturação que atinja um nível d’água pré-existente, ocorrendo então um rápido aumento das pressões neutras e elevação rápida do nível d’água no maciço deflagrando escorregamento.

• Mecanismo associado ao efeito da saturação pela infiltração das águas de chuva em solos não saturados, provocando a eliminação ou mesmo a redução da sucção, chegando até a anular o intercepto de coesão do solo, o que é suficiente para provocar a ruptura de taludes.

• Mecanismo proposto por Vaughan (1985) e ainda não confirmado segundo Wolle (1988), associa a infiltração de água de chuva em taludes sem nível d’água pré-existente ou profundo, com a formação de frente de saturação que pode provocar o aparecimento de pressões neutras positivas, em casos de solos com permeabilidade decrescente com a profundidade, o que deflagraria a ruptura de taludes.

• Mecanismo de instabilização causado por corte ou erosão principalmente na base de taludes, provocando seu desconfinamento e o aparecimento de trincas de tração em sua superfície e gerando alteração no estado de tensões existente antes da alteração de sua geometria e redução do coeficiente de segurança do talude. O posterior preenchimento destas trincas com água das chuvas provocando pressões hidrostáticas ao longo de suas paredes costuma ser o agente deflagrador do processo, entre outros mecanismos como os anteriormente citados.

Analisando-se os mecanismos de instabilização de taludes em solo, apresentados acima, verifica-se que o estudo e a compreensão das variáveis que condicionam o fluxo não saturado e a forma como ocorrem as variações de poro-pressão de água no solo, são de grande importância para a ampliação do entendimento dos mecanismos de ruptura de taludes.

Estudos como o de Campo (1984) têm sido realizados visando identificar se rupturas em taludes não saturados ocorreram com poro-pressões positivas (pressão neutra

positiva) ou negativas (sucção). Campos (1984) observou que ambas as situações foram identificadas.

Em seu estudo Campos (1984) analisou por meio de retro-análises o efeito da água como responsável pela instabilização de sete taludes em solo residual no sudeste brasileiro, a saber, Catingueiro (1973), Estrada do Jequiá, Emboque do Túnel TA-6, Julião, Virataboa (1973), Mont Serrat (1928 e 1956) e Caneleira. Concluiu que alguns taludes romperam pela redução parcial da sucção para patamares entorno de 40kPa. Outros taludes romperam com pressões neutras levemente positivas, cerca de +5kPa, e outros instabilizam-se com pressões neutras positivas, +50kPa. Em todos os casos a perda total ou parcial da sucção foi causada pela infiltração da água de chuva.

Considerando que engenheiros geotécnicos buscam projetar e calcular a estabilidade de taludes de maneira a evitar a ocorrência de escorregamentos, as maiores dificuldades parecem estar associadas: (a) ao efeito da variação de poro- pressão de água na estabilidade de taludes sujeitos a fluxos não saturados e saturados; e (b) ao entendimento das variações da resistência ao cisalhamento e de volume do solo. De fato, segundo Fredlund e Rahardyo (1993) freqüentemente há uma interação simultânea entre os três aspectos da mecânica dos solos não saturados. O fluxo não saturado produz variação na resistência do solo e em seu volume.

Nos cálculos de estabilidade de taludes não saturados freqüentemente adotam-se parâmetros de resistência do solo subavaliados ou saturados para compensar a redução ou eliminação da coesão aparente provocada por fluxo de água durante períodos chuvosos. Nesse sentido, estudos têm sido desenvolvidos para ampliar o conhecimento dos fatores que condicionam o fluxo não saturado.

Wolle (1988) analisou escorregamentos translacionais na Serra do Mar considerando aspectos geológicos, geotécnicos e hidrológicos dessa área. Realizou leituras de sucção em áreas piloto da serra, ensaios para determinação do coeficiente de permeabilidade e resistência ao cisalhamento dos solos coluvionares

e saprolíticos existentes, e calculou fatores de segurança dos taludes considerando diferentes umidades dos solos.

Os parâmetros de resistência médios obtidos em ensaios de cisalhamento direto e triaxiais com sucção controlada indicaram c = 6 kPa e = 34“ para solo coluvionar na umidade natural, c’ = 1 kPa e ’ = 34“ para solo coluvionar na inundado, c = 12 kPa e = 45“ para solo saprolítico na umidade natural e c’ = 4 kPa e ’ = 39“ para solo saprolítico inundado. Os cálculos de estabilidade de talude realizados com parâmetros de solo na condição de umidade natural indicaram fatores de segurança entre 1,6 e 2,1, e os cálculos realizados com parâmetros de solo inundado indicaram fatores de segurança entre 0,9 e 1,2.

Considerando os fatores de segurança obtidos, Wolle (1988) explicou a ocorrência de escorregamentos translacionais na Serra do Mar pela eliminação da sucção em porções suficientemente profundas e extensas dos solos da encosta provocada pela infiltração das águas de chuva. Concluiu que a eliminação das tensões de sucção e a redução da resistência do solo por si só deflagraram a instabilização.

Wolle (1988) concluiu também que nas condições estudadas é desnecessário o aparecimento de pressões neutras positivas para que ocorram escorregamentos. Comprovou também a correlação entre instabilizações das encostas da Serra do Mar e a pluviometria por meio “de uma análise histórica dos principais eventos registrados nas últimas duas décadas (1970 e 1980), existir uma nítida de dependência entre deflagração de escorregamentos e as condições pluviométricas.” O autor propugna a utilização sistemática de revestimentos de taludes de cortes e aterros como sistemas de proteção que provoquem reduções significativas na infiltração de água e que, desta forma, impeçam o avanço das frentes de saturação maciço adentro.

Calle (2000) analisou ruptura de talude em solo residual não saturado da região de São Carlos. Realizou leituras de sucção no talude rompido, ensaios para determinação do coeficiente de permeabilidade e resistência ao cisalhamento do

solo arenoso existente no local, e calculou fatores de segurança do talude considerando diferentes umidades dos solos.

Verificou que a sucção varia ao longo do ano entre 1 e 59 kPa, com sucções decrescentes com a profundidade de até 3,3 m, sem a ocorrência de pressões neutras positivas. Os ensaios de permeabilidade em campo indicaram valores próximos dos obtidos em laboratório 4 x 10-2 _m/s.

Os parâmetros de resistência médios obtidos em ensaios triaxiais drenados tipo CD em solo saturado por contrapressão indicaram c’ = 0 kPa e ’ = 35“ e em ensaios triaxiais não drenados tipo UU para solo não saturado na umidade natural 21 %, correspondendo a sucção de 20 kPa, c = 11 kPa e = 22“. Os cálculos de estabilidade realizados com parâmetros de solo na condição saturada indicaram fator de segurança igual a 0,6, e os cálculos com solo na condição não saturada indicaram fator de segurança igual a 1,1.

Considerando os fatores de segurança obtidos, Calle (2000) concluiu que o talude escorregou em estado não saturado, e que a redução da sucção matricial, causada pela infiltração da água de chuva, provocou redução da resistência ao cisalhamento e a ruptura do talude estudado.