Analisando o caso de um aterro sobre solos moles de 4 m e peso específico saturado de
, você chegou à conclusão que o aterro está no limite da segurança contra sua ruptura. Dessa forma responda:
A espessura da camada de argila influencia na estabilidade do aterro? Justifique.
A espessura da camada de argila influencia na estabilidade do aterro? Justifique.
Passo 1
O exercício diz: “Temos um aterro em cima de 4 m de argila saturada (γ_sat = 18 kN/m³) e já vimos que está bem no limite de segurança. Queremos saber se a espessura dessa camada de argila afeta a estabilidade do aterro.”
Conteúdo: estabilidade de taludes e fator de segurança (FS) via equilíbrio limite (limit equilibrium).
O que vamos precisar:
Conteúdo: estabilidade de taludes e fator de segurança (FS) via equilíbrio limite (limit equilibrium).
O que vamos precisar:
- Entender como se calcula o FS (força resistente ÷ força diriginte)
- Ver como mudar a espessura da argila altera os momentos de forças envolvidas
Passo 2
Teoria básica – fator de segurança em taludes:
Usamos a equação geral
Usamos a equação geral
onde
•
•
Quanto maior o FS, mais seguro. Quando FS = 1, estamos no limite (exatamente o caso dado).
Passo 3
Como a espessura da argila entra nisso?
- A superfície de ruptura geralmente atravessa toda a espessura da camada de argila (em camada homogênea).
- Se você aumenta a espessura, a ruptura pode ficar mais profunda e “longa”.
- Superfície mais longa → maior área que precisa resistir ao cisalhamento →
cresce, mas não tanto quanto , porque o peso total acima também aumenta.
Passo 4
Compare dois cenários:
- Argila de 4 m → certa posição da superfície de ruptura e determinado FS = 1.
- Argila de, digamos, 6 m →
• Peso do conjunto aterro+argila sobre a linha de ruptura aumenta (aumentaproporcional ao volume extra).
• Resistência ao cisalhamento cresce também, mas a relação não compensa o aumento de peso, pois a força peso está bem distribuída e tem braço maior.
Logo, ao aumentar a espessura da argila, o momento dirigente cresce mais do que o resistente, reduzindo o FS e deixando o talude menos estável.
Passo 5
Se a camada de argila fosse mais fina (por exemplo, 2 m), a linha de ruptura seria mais curta e haveria menos peso atuando, o que tende a aumentar o FS (tornando o aterro mais estável).
Resposta
Sim, a espessura da camada de argila afeta diretamente a estabilidade do aterro. Quanto maior a espessura, maior o peso atuante e mais profunda/longa fica a superfície de ruptura, o que reduz o fator de segurança e torna o talude menos estável.