Análise de estabilidade de declive

Desabamento parcial de casa em Belo Horizonte, por causa de deslizamentos em janeiro de 2020.

A análise de estabilidade de declive ou encostas é um método estático ou dinâmico, analítico ou empírico para avaliar a estabilidade de barragens de terra e enrocamento, aterros, encostas escavadas e encostas naturais em solo e rocha. A estabilidade da encosta refere-se à condição do solo inclinado ou encostas rochosas para resistir ou sofrer movimento. A condição de estabilidade de encostas é objeto de estudo e pesquisa em mecânica dos solos, engenharia geotécnica e geologia de engenharia.

Exemplos

Ver artigos principais: Deslizamento de terra e Avalancha

Encostas de terra podem desenvolver uma área de fraqueza esférica de corte. A probabilidade de isso acontecer pode ser calculada com antecedência usando um pacote de análise circular 2-D simples. Uma dificuldade primária com a análise é localizar o plano de deslizamento mais provável para qualquer situação. Muitos deslizamentos só foram analisados após o fato. Mais recentemente, a tecnologia de radar de estabilidade de taludes tem sido empregada, particularmente na indústria de mineração, para reunir dados em tempo real e auxiliar na determinação da probabilidade de falha em taludes.

Medindo o Ângulo de Repouso

O ângulo de repouso é definido como o ângulo mais íngreme de material granular não confinado medido a partir do plano horizontal no qual o material granular pode ser empilhado sem colapsar, variando entre 0-90 °. Para materiais granulares, o ângulo de repouso é o principal fator que influencia a estabilidade da encosta sob diferentes condições em relação à coesão/fricção do material, o tamanho do grão e a forma da partícula.

Medição Teórica

Este diagrama de corpo livre demonstra a relação entre o ângulo de repouso e o material na encosta.

Um diagrama de corpo livre simples pode ser usado para entender a relação entre o ângulo de repouso e a estabilidade do material na encosta. Para que o material acumulado entre em colapso, as forças de atrito devem ser equivalentes ao componente horizontal da força gravitacional $mg\sin \theta$, onde $m$ é a massa do material, $g$ é a aceleração gravitacional e $\theta$ é o ângulo de inclinação:

$mg\sin \theta =f$

A força de atrito $f$ é equivalente ao produto da multiplicação do coeficiente de atrito estático $\mu$ e a Força Normal $N$ ou $mgcos\theta$:

$mg\sin \theta =N\mu$

$mg\sin \theta =\mu mg\cos \theta$

$\left({\frac {\sin \theta }{cos\theta }}\right)=\mu$

$\theta _{R}=\arctan(\mu )$

Onde $\theta _{R}$ é o ângulo de repouso, ou o ângulo em que a inclinação falha em condições regulares, e $\mu$ é o coeficiente de atrito estático do material na encosta.