Estabilidade de taludes naturais

Abstract

Slope failure is a current problem in soil mechanics, as confirmed by the great number of landslides registered in past years after periods of intense flash downpours of rain or above average precipitation. This case study deals with a slope built on a section of a highway (A-13) where a sliding portion caused huge losses for its reconstruction. In this dissertation, to study the peculiarities of this black shale in relation to others, a laboratorial study was undertaken with tests to determine the soil’s parameters resulting from soft rock alteration by examining two types of shale: black and brown, with the objective of characterizing the behavior of the silty-clay material from which they are essentially composed, reducing them to fine particles. In order to characterize the slope, a series of identification tests, including Bromhead ring shear tests were performed using samples of black and brown shale. With these tests it was possible to analyse and classify the material, and determine its resistance to residual cut. The Oedometer test was conducted on the two shale samples in order to obtain the soil’s consolidation and compressibility parameters.Also determined were the consistency limits and the influence in the two samples’ granulometrics, submitted to wet and dry cycles. The results showed that there is a fraction increase in the fine particules belonging to the black shale, but no granulometric alteration in the brown sample.From this work, one concludes that the two samples’ behavior is quite diferent, as it would be expected, since the black shale is composed mainly from clay and silt, having the behavior of a “mud” when in contact with water, whereas the brown shale being made up of sand and silt presents no problems in slope failure, since it does not change in the presence of water.

O deslizamento de taludes é um problema atual da mecânica dos solos, em que se verifica o registo de inúmeros deslizamentos nos últimos anos, após períodos de chuva instantânea intensa ou de precipitações acima da média. O caso em estudo trata-se de um talude construído num troço de uma autoestrada (A-13) em que o deslizamento de uma parte do mesmo causou um enorme prejuízo para a sua reconstrução. Nesta dissertação, de forma a efetuar o estudo da peculiaridade deste xisto negro relativamente aos outros, efetuou-se um estudo laboratorial através de ensaios para determinar os parâmetros do solo resultante da alteração da rocha branda, em que se analisaram dois tipos de xisto – o negro e o castanho – cujo objetivo é caracterizar o comportamento do material silto-argiloso de que são essencialmente compostos, reduzindo os mesmos a partículas de dimensão fina.Para a caracterização do talude foi realizada uma série de ensaios de identificação, de caixa anelar de corte rotativo de Bromhead, usando amostras de xisto negro e xisto castanho. Com estes ensaios foi possível analisar e classificar o material e determinar a sua resistência ao corte residual. Foi realizado o ensaio Edométrico nas duas amostras de xisto de forma a obter os parâmetros de consolidação e compressibilidade do solo. Foram também determinados os limites de consistência e a influência na granulometria das duas amostras, submetidas a ciclos de molhagem e secagem. Verificou-se haver um aumento da fração das partículas finas na amostra de xisto negro, enquanto que na amostra de xisto castanho não houve alteração na granulometria. Do presente trabalho conclui-se que o comportamento das duas amostras é bastante distinto, como seria expectável, uma vez que o xisto negro é composto essencialmente por argila e silte, apresentando por isso o comportamento de uma “lama” quando está em contacto com a água, enquanto que o xisto castanho é composto por areia e silte, não apresentando problemas para o deslizamento do talude, uma vez que não se altera na presença de água.