Analisando o caso de um aterro sobre solos moles de 4 m e peso específico saturado de 18 kN / m^3, 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.

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:
  • 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
FS = Mrm resistenteMrm diri>=nte
onde
vem da capacidade de corte do solo (função de , , área da superfície de ruptura).
vem da força peso do aterro+solo acima da superfície de ruptura.
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?
  1. A superfície de ruptura geralmente atravessa toda a espessura da camada de argila (em camada homogênea).
  2. Se você aumenta a espessura, a ruptura pode ficar mais profunda e “longa”.
  3. 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 (aumenta proporcional 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.

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