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Método plano

Storyboard

Encostas apresentam o problema de que o solo pode deslizar se as forças geradas pelo seu próprio peso excederem a coesão do solo. Como a coesão pode variar devido a fatores externos, existe a possibilidade de que uma massa perca estabilidade e se mova, tornando essencial compreender sua vulnerabilidade e a probabilidade de futura desestabilização.

>Modelo

ID:(383, 0)



Mecanismos

Iframe

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Código
Conceito

Mecanismos

ID:(16106, 0)



Modelo de coesão e ângulo de atrito Interno

Conceito

>Top


Tanto a coesão la coesão material ($c$) quanto o ângulo de atrito interno o ângulo de atrito interno do solo ($\phi$) dependem da composição do solo (la fração mássica de areia na amostra ($g_a$), la fração de massa de lodo na amostra ($g_i$), la fração mássica de argila na amostra ($g_c$)) e do teor de água (la fração de massa de água na amostra ($g_w$)).

Com base em medições, podem-se desenvolver modelos fenomenológicos para descrever essas propriedades:

Modelo de Coesão

A coesão la coesão material ($c$) é expressa pela seguinte equação:

$ c = c_0 + k ( g_i + g_c ) - m g_w$



Onde as constantes la coesão inerente do material seco ($c_0$), la grau de coesão induzido por partículas finas ($k$) e la sensibilidade de coesão à água ($m$) possuem os seguintes valores típicos:

• la coesão inerente do material seco ($c_0$):

Solos arenosos 0-5 kPa
Solos silteosos 5-15 kPa
Solos argilosos 15-50 kPa


• la grau de coesão induzido por partículas finas ($k$): 20 - 200 kPa
• la sensibilidade de coesão à água ($m$): 5 - 20 kPa

Modelo do Ângulo de Atrito Interno

O ângulo de atrito interno o ângulo de atrito interno do solo ($\phi$) é descrito pela seguinte equação:

$ \phi = \phi_0 + k_a g_a - k_c g_c - k_w g_w$



Onde as constantes o ângulo de atrito interno do solo base ($\phi_0$), la sensibilidade do ângulo de fricção à argila ($k_c$), la sensibilidade do ângulo de atrito à areia ($k_a$) e la sensibilidade do ângulo de fricção à água ($k_w$) possuem os seguintes valores:

• o ângulo de atrito interno do solo base ($\phi_0$):

Areia seca 30° - 40°
Silte seco 20° - 30°
Argilas compactas 15° - 25°


• la sensibilidade do ângulo de fricção à argila ($k_c$): 5° - 10°
• la sensibilidade do ângulo de atrito à areia ($k_a$): 3° - 8°
• la sensibilidade do ângulo de fricção à água ($k_w$): 5° - 15°

ID:(16125, 0)



Modelo

Top

>Top



Parâmetros

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$g$
g
Aceleração gravitacional
m/s^2
$\phi$
phi
Ângulo de atrito interno do solo
rad
$\phi_0$
phi_0
Ângulo de atrito interno do solo base
rad
$c_0$
c_0
Coesão inerente do material seco
Pa
$c$
c
Coesão material
Pa
$\rho_w$
rho_w
Densidade da água
kg/m^3
$\rho_s$
rho_s
Densidade sólida
kg/m^3
$SF$
SF
Fator de segurança
-
$k$
k
Grau de coesão induzido por partículas finas
Pa
$\gamma_w$
gamma_w
Peso unitário da água
N/m^3
$\gamma_s$
gamma_s
Peso unitário do solo
N/m^3
$s$
s
Saturação
-
$m$
m
Sensibilidade de coesão à água
Pa
$k_a$
k_a
Sensibilidade do ângulo de atrito à areia
rad
$k_w$
k_w
Sensibilidade do ângulo de fricção à água
rad
$k_c$
k_c
Sensibilidade do ângulo de fricção à argila
rad
$\sigma$
sigma
Tensão normal
Pa

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$H$
H
Altura da camada
m
$\theta$
theta
Ângulo de inclinação da encosta
$g_w$
g_w
Fração de massa de água na amostra
-
$g_i$
g_i
Fração de massa de lodo na amostra
-
$g_a$
g_a
Fração mássica de areia na amostra
-
$g_c$
g_c
Fração mássica de argila na amostra
-
$p_v$
p_v
Pressão da água nos poros
Pa
$\tau$
tau
Tensão de cisalhamento
Pa

Cálculos


Primeiro, selecione a equação: para , depois, selecione a variável: para

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Variáve Dado Calcular Objetivo : Equação A ser usado




Equações

#
Equação

$ c = c_0 + k ( g_i + g_c ) - m g_w$

c = c_0 + k *( g_i + g_c ) - m * g_w


$ \gamma_s = \rho_s g $

gamma_s = rho_s * g


$ \gamma_w = \rho_w g $

gamma_w = rho_w * g


$ \phi = \phi_0 + k_a g_a - k_c g_c - k_w g_w$

phi = phi_0 + k_a * g_a - k_c * g_c - k_w * g_w


$ p_v = s \gamma_w H $

p_v = s * gamma_w * H


$ SF = \displaystyle\frac{ c + ( \sigma - p_v )\tan \phi }{ \tau } $

SF = ( c + ( sigma - p_v )*tan( phi ))/ tau


$ \sigma = \gamma_s H \cos \theta $

sigma = gamma_s * H *cos( theta )


$ \tau = \gamma_s H \sin \theta $

tau = gamma_s * H *sin( theta )

ID:(16105, 0)



Fator de segurança

Equação

>Top, >Modelo


O O fator de segurança ($SF$) representa a proporção da tensão que evita o deslizamento. Ele é calculado com base em la coesão material ($c$), ajustado por la tensão normal ($\sigma$), reduzido por la pressão da água nos poros ($p_v$), e ponderado usando a tangente de o ângulo de atrito interno do solo ($\phi$) e la tensão normal ($\sigma$), conforme expresso na seguinte equação:

$ SF = \displaystyle\frac{ c + ( \sigma - p_v )\tan \phi }{ \tau } $

$\phi$
Ângulo de atrito interno do solo
$rad$
10528
$c$
Coesão material
$Pa$
10527
$SF$
Fator de segurança
$-$
10526
$p_v$
Pressão da água nos poros
$Pa$
10511
$\tau$
Tensão de cisalhamento
$Pa$
10512
$\sigma$
Tensão normal
$Pa$
10510

ID:(16112, 0)



Esforço cortante

Equação

>Top, >Modelo


O tensão de cisalhamento ($\tau$) é calculado a partir de peso unitário do solo ($\gamma_s$), combinado com la altura da camada ($H$) e ponderado pelo seno de o ângulo de inclinação da encosta ($\theta$), conforme mostrado na fórmula a seguir:

$ \tau = \gamma_s H \sin \theta $

$H$
Altura da camada
$m$
8239
$\theta$
Ângulo de inclinação da encosta
$rad$
4953
$\gamma_s$
Peso unitário do solo
$N/m^3$
10508
$\tau$
Tensão de cisalhamento
$Pa$
10512

ID:(16111, 0)



Peso unitário da água

Equação

>Top, >Modelo


peso unitário da água ($\gamma_w$) da água é determinado a partir de la densidade da água ($\rho_w$) e la aceleração gravitacional ($g$), utilizando a fórmula a seguir:

$ \gamma_w = \rho_w g $

$g$
Aceleração gravitacional
9.8
$m/s^2$
5310
$\rho_w$
Densidade da água
$kg/m^3$
6000
$\gamma_w$
Peso unitário da água
$N/m^3$
10509

ID:(16108, 0)



Peso unitário do solo

Equação

>Top, >Modelo


peso unitário do solo ($\gamma_s$) de um corpo é calculado utilizando la densidade sólida ($\rho_s$) e la aceleração gravitacional ($g$), conforme mostrado na fórmula a seguir:

$ \gamma_s = \rho_s g $

$g$
Aceleração gravitacional
9.8
$m/s^2$
5310
$\rho_s$
Densidade sólida
$kg/m^3$
4944
$\gamma_s$
Peso unitário do solo
$N/m^3$
10508

ID:(16107, 0)



Pressão da água nos poros

Equação

>Top, >Modelo


La pressão da água nos poros ($p_v$) gerada pela água nos poros é calculada utilizando o saturação ($s$), peso unitário da água ($\gamma_w$) e la altura da camada ($H$), conforme mostrado na fórmula a seguir:

$ p_v = s \gamma_w H $

$H$
Altura da camada
$m$
8239
$\gamma_w$
Peso unitário da água
$N/m^3$
10509
$p_v$
Pressão da água nos poros
$Pa$
10511
$s$
Saturação
$-$
10529

ID:(16110, 0)



Tensão normal

Equação

>Top, >Modelo


La tensão normal ($\sigma$) é a tensão que contrabalança o deslizamento, calculada utilizando peso unitário do solo ($\gamma_s$), la altura da camada ($H$) e o ângulo de inclinação da encosta ($\theta$), conforme mostrado na fórmula a seguir:

$ \sigma = \gamma_s H \cos \theta $

$H$
Altura da camada
$m$
8239
$\theta$
Ângulo de inclinação da encosta
$rad$
4953
$\gamma_s$
Peso unitário do solo
$N/m^3$
10508
$\sigma$
Tensão normal
$Pa$
10510

ID:(16109, 0)



Modelo de coesão

Equação

>Top, >Modelo


La coesão material ($c$) pode ser estimada utilizando la coesão inerente do material seco ($c_0$), la grau de coesão induzido por partículas finas ($k$), la sensibilidade de coesão à água ($m$), la fração mássica de argila na amostra ($g_c$), la fração de massa de lodo na amostra ($g_i$) e la fração de massa de água na amostra ($g_w$), com a seguinte fórmula:

$ c = c_0 + k ( g_i + g_c ) - m g_w$

$c_0$
Coesão inerente do material seco
$Pa$
10531
$c$
Coesão material
$Pa$
10527
$g_w$
Fração de massa de água na amostra
$-$
10530
$g_i$
Fração de massa de lodo na amostra
$-$
10098
$g_c$
Fração mássica de argila na amostra
$-$
10099
$k$
Grau de coesão induzido por partículas finas
$Pa$
10532
$m$
Sensibilidade de coesão à água
$Pa$
10535

ID:(16123, 0)



Modelo do ângulo de atrito interno

Equação

>Top, >Modelo


O ângulo de atrito interno do solo ($\phi$) pode ser estimado utilizando o ângulo de atrito interno do solo base ($\phi_0$), la sensibilidade do ângulo de fricção à argila ($k_c$), la sensibilidade do ângulo de atrito à areia ($k_a$), la sensibilidade do ângulo de fricção à água ($k_w$), la fração mássica de argila na amostra ($g_c$), la fração mássica de areia na amostra ($g_a$) e la fração de massa de água na amostra ($g_w$), com a seguinte fórmula:

$ \phi = \phi_0 + k_a g_a - k_c g_c - k_w g_w$

$\phi$
Ângulo de atrito interno do solo
$rad$
10528
$\phi_0$
Ângulo de atrito interno do solo base
$rad$
10534
$g_w$
Fração de massa de água na amostra
$-$
10530
$g_a$
Fração mássica de areia na amostra
$-$
5797
$g_c$
Fração mássica de argila na amostra
$-$
10099
$k_a$
Sensibilidade do ângulo de atrito à areia
$rad$
10537
$k_w$
Sensibilidade do ângulo de fricção à água
$rad$
10536
$k_c$
Sensibilidade do ângulo de fricção à argila
$rad$
10538

ID:(16124, 0)