Como uma reflexão simples acerca do tipo de análise de estabilidade empregada em seu projeto geotécnico pode afetar o resultado de tal? Uma discussão sobre a forma que se conduz tais análises e as premissas adotadas, mesmo que inconscientemente.
A estabilidade de taludes é uma parte da engenharia que se preocupa com a estabilidade de encostas naturais e artificiais. O principal objetivo deste estudo é prevenir deslizamentos de terra e outros desastres naturais, envolvendo a avaliação dos taludes e dos fatores que podem desencadear movimentos de massa.
O conceito básico da análise de estabilidade de taludes é garantir que o talude possa suportar com segurança as cargas aplicadas. Assim, em linhas gerais, a análise de estabilidade determina a altura, inclinação e/ou profundidade segura de uma escavação ou aterro.
Logo, segundo Kliche (1999), para a análise do problema de estabilidade de taludes existem inúmeras abordagens que incluem métodos de equilíbrio estático, métodos probabilísticos, métodos de elementos finitos e diferenças finitas, retro análises, conceito de bloco chave e teoria das médias estocásticas.
No entanto o método mais utilizado para a avaliação sensitiva das condições possíveis de ruptura, devido à geometria e aos parâmetros de resistência, é a técnica do equilíbrio limite. Esta técnica avalia a razão entre a resistência ao cisalhamento e a tensão de cisalhamento aplicada considerando assim, as cargas aplicadas e a resistência ao cisalhamento do solo determinadas por ensaios (de laboratório e in situ). Para facilitar o entendimento, o fator de segurança nada mais é do que a razão entre as forças resistivas e as forças de distúrbio.
Destaca-se que a teoria do Equilíbrio Limite é uma técnica numérica utilizada que assume que o talude está em estado de equilíbrio e que qualquer falha do talude ocorrerá ao longo de um plano de falha. Portanto, o tipo e formato de ruptura também importam (Kliche, 1999), visto que a ruptura pode se apresentar de forma plana, poligonal, circular ou mista, podendo ocorrer acima ou abaixo do pé do talude (Silva, 2013). Assim, a técnica é particularmente útil na avaliação da estabilidade de taludes sujeitos a cargas dinâmicas, como as causadas por terremotos ou chuvas.
No entanto, segundo Massad (2010), para análise de estabilidade de taludes, a teoria do equilíbrio limite partem dos seguintes pressupostos:
- Considera-se o solo como tendo o comportamento rígido-plástico, o qual demonstra a característica de rompimento brusco, não apresentando deformações significativas antes da ruptura;
- A abordagem através das equações de equilíbrio estáticas é válida até a iminência da ruptura do talude, visto que o processo é dinâmico;
- O fator de segurança é constante ao longo da linha da ruptura, ignorando a progressividade da ruptura e demais fenômenos isolados.
Ressalta-se que dentro desta teoria existem diversas metodologias de cálculo, como as apresentadas na Tabela abaixo e que possuem premissas de cálculos que devem ser devidamente entendidas e consideradas. Como exemplo, pode-se citar a questão da dimensão a ser considerada no sentido longitudinal ao eixo do talude que acaba por determinar a escala do movimento (ruptura) apresentado em uma análise de estabilidade por equilíbrio limite.
Tabela 1 – Metodologias de cálculo que empregam a teoria do equilíbrio limite. Fonte: Read & Stacey (2009).
Destaca-se que especialmente em aterro associados a barragens, um talude pode apresentar fator de segurança satisfatório considerando o método de equilíbrio limite e mesmo assim romper por outro modo de falha.
No entanto, ao considerar análises determinística como o método de equilíbrio limite, não se incorpora as incertezas inerentes ao sistema. Assim, inserindo-se essas constatações em projetos de taludes associa-se uma probabilidade de falha no desempenho de tais estruturas quanto à segurança, incorporando, então, a noção de risco quantitativo associado a estabilidade.
Conforme apresentado por Junior (2018), as superfícies críticas obtidas por métodos determinísticos, como por equilíbrio limite, podem não coincidir com as superfícies que apresentam a maior probabilidade de falha. Além disso, inclinações apresentando fatores de segurança admissíveis, podem apresentar probabilidades de falha não aceitáveis em decorrência da ausência de todas as variáveis presentes no contexto do projeto.
Portanto, lembra-se que sempre, há uma probabilidade de falha relacionada a estabilidade do talude, não importando quão pequena seja. Isso se dá em função da estabilidade inerente do talude, do material geológico constituinte e da intensidade e da duração do evento de chuva, por exemplo.
Entretanto, a variabilidade geotécnica é um atributo complexo, sendo resultado de fontes distintas de incertezas associadas às propriedades mecânicas e físicas de rochas e solos que se apresentam naturalmente dispersos. Somado a isso tem-se, ainda, as incertezas nos modelos de transformações e as incertezas quanto ao erro humano advindo de mapeamentos geológicos e ensaios de campo e laboratório, conforme explicitado por Phoon (1999) e Kulhawy (1999).
Com isso, a variabilidade do solo afeta sistematicamente ou aleatoriamente análises de estabilidade de taludes. Sendo assim, a relevância da questão da segurança, está diretamente relacionada à inserção de ferramentas que permitam análises com base nas incertezas apresentadas tanto na aquisição de dados, quanto nas incertezas dos materiais.
