O que se entende por analise drenada e não drenada da estabilidade de um talude? Em que casos cada tipo deve ser empregado?

Passo 1

Beleza, a questão pede para a gente entender dois jeitos de analisar a estabilidade de um talude: drenado e não drenado. Isso faz parte de Mecânica dos Solos, mais especificamente de teoria de resistência ao cisalhamento. Para resolver, a gente vai precisar saber o que é tensão total, tensão efetiva, pressão de poro e parâmetros de resistência (c’, φ’ para drenado e c_u, φ_u para não drenado).

Passo 2

Definindo análise drenada
  1. Teoria: em materiais permeáveis (areias, por exemplo) ou em situações de longo prazo, a água nos vazios do solo tem tempo de escapar.
  2. O que muda: a resistência ao cisalhamento é calculada pelos parâmetros de tensões efetivas, isto é, usando
tau = c' + (sigma - u),tanphi'
onde
  • τ é a tensão de cisalhamento máxima,
  • σ é a tensão normal total,
  • u é a pressão de poro (que já se dissipou),
  • c’ e φ’ são coesão e ângulo de atrito efetivos.
  1. Conclusão: como a água “saiu” do solo, a gente usa esses parâmetros efetivos e fala que é uma análise drenada.

Passo 3

Definindo análise não drenada
  1. Teoria: em solos de baixa permeabilidade (argilas) ou em situações de curto prazo (carregamento rápido, terremoto, escavação veloz), a água não consegue escapar do solo e gera pressão de poro adicional.
  2. O que muda: a gente não deixa a pressão de poro se dissipar, então calcula a resistência com tensões totais e usa parâmetros não drenados, geralmente
tau = cu
(se φ_u ≈ 0°, simplificação comum)
onde c_u é a coesão não drenada, medida em ensaio triaxial rápido ou corte direto sem dreno.
3) Conclusão: como a água “continua presa” nos vazios, a gente faz uma análise não drenada usando c_u (e eventualmente φ_u).

Passo 4

Quando usar cada tipo
  • Drenado:
    • Longo prazo (vários dias, meses ou anos)
    • Solos permeáveis (areias, cascalhos)
    • Sinal de água estabilizado (não há variação rápida do nível freático)
  • Não drenado:
    • Curto prazo (manobra rápida, sismo, escavação imediata)
    • Solos pouco permeáveis (argilas)
    • Quando não há tempo suficiente para dissipar a pressão de poro

Resposta

Análise drenada considera que a água dos poros teve tempo de sair, então usa tensões efetivas (c’, φ’) e vale para longo prazo em solos permeáveis. Análise não drenada ignora a dissipação de pressão de poro, usa tensões totais (c_u e, às vezes, φ_u) e vale para curto prazo em solos de baixa permeabilidade ou carregamento rápido.

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