O crescimento econômico acarreta na necessidade de aumento de capacidade de rodovias existentes. Quando localizadas em meia-encostas, muitas vezes estão vinculadas a ocorrências de instabilidade de modo que obras de aumento da capacidade geram grande impacto. O objetivo desta pesquisa é avaliar o aumento de capacidade de um trecho da Rodovia ERS/122, minimizando os impactos através da definição da seção-tipo com dimensões mínimas, segurança para o usuário, e utilização de um material leve como aterro a ser construído na meia encosta. O principal material avaliado para utilização como aterro são restos de pneus triturados, já encontrados no mercado atual. A avaliação desta solução de aterro em meia encosta decorre principalmente do fato de evitar desmontes de rocha que ocasionariam a interrupção do tráfego em uma importante rodovia do estado. Aliado a isso, é baixa a ocorrência de solos de boa qualidade no trecho, de modo que o aterro é geralmente realizado com materiais rochosos de ocorrência local ou materiais importados. A possibilidade de diminuir a utilização de um material nobre a ser explorado na natureza, juntamente com a utilização de materiais que ainda não possuem 100% de destinação adequada, aliada ao baixo peso específico e adequada resistência ao cisalhamento, incentivaram a realização dos estudos. Ensaios de resistência ao cisalhamento e comportamento de compressão foram realizados para avaliar os parâmetros geotécnicos, a fim de obter um modelo geomecânico. Devido aos resultados de teste satisfatórios, tem sido considerado possível o uso de tais materiais. Os parâmetros obtidos em condições de confinamento foram aceitáveis para aterros de rodovias especialmente quando as aparas de pneus foram misturadas com agregados rochosos. Seu uso como um material de aterro pode ser incentivado, a fim de reduzir o uso de rochas naturais, para obter uma utilização adequada de restos de pneus e para gerar uma maior estabilidade dos aterros com a substituição de solos com comportamento geotécnico pobre. Isto é conseguido principalmente pela diminuição do peso do aterro, pela melhoraria das condições de drenagem e pela definição de uma seção transversal geometricamente segura. / Economic growth leads to the need to increase the capacity of existing highways. When crossing natural slopes often are linked to occurrences of instability so that increased work capacity generate big impact. The objective of this research is to evaluate the increase in capacity of a highway stretch ERS / 122, minimizing impacts by setting the standard section with minimum dimensions, but safe for the user, using a lightweight material as fill. The main material evaluated for use as embankment is shredded tire debris, already found on the market. The evaluation of this embankment solution on natural slopes is mainly to avoid rock blasting which would interrupt the traffic on this important State highway. As there is few occurrences of good quality soil near the construction sites, the fills are usually built with local or imported rock materials. The ability to reduce the use of rock to be exploited from nature by the use of recycled materials combined with its low specific weight and adequate shear strength encouraged this study. Tests of shear strength and compression behavior were carried out to evaluate geotechnical parameters in order to obtain a geomechanical model. Due to satisfactory test results the use of such materials has been considered possible. The parameters obtained on confined conditions were acceptable for road fills especially when scrab tires were mixed with rock aggregates. Its use as an embankment material can be incentivatedf in order to reduce the use natural rocks, to obtain an adequate use for tire scraps and to generate a greater stability for embankments as replacement of soils with poor geotechnical behavior. This is achieved mainly by decreasing landfill weight, improving the drainage conditions and definition of geometrically safe embankment cross-section.

Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2016-02-04T12:22:07Z No. of bitstreams: 2 TESE_AncoragemSoloComportamento_V1.pdf: 7315827 bytes, checksum: 68b8d953f87775c10c75502096c25de8 (MD5) TESE_AncoragemSoloComportamento_V2.pdf: 20633573 bytes, checksum: 7a471631a89c8a385f997b89a005f8cd (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2016-02-05T11:17:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 TESE_AncoragemSoloComportamento_V1.pdf: 7315827 bytes, checksum: 68b8d953f87775c10c75502096c25de8 (MD5) TESE_AncoragemSoloComportamento_V2.pdf: 20633573 bytes, checksum: 7a471631a89c8a385f997b89a005f8cd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-05T11:17:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE_AncoragemSoloComportamento_V1.pdf: 7315827 bytes, checksum: 68b8d953f87775c10c75502096c25de8 (MD5) TESE_AncoragemSoloComportamento_V2.pdf: 20633573 bytes, checksum: 7a471631a89c8a385f997b89a005f8cd (MD5) Previous issue date: 2015 / Apesar do largo emprego da técnica de ancoragens reinjetáveis e protendidas em obras geotécnicas no Brasil, pouca pesquisa nacional foi realizada sobre a resistência ao cisalhamento de interface solo-tirante e sobre a importância deste parâmetro no desempenho desta técnica na estabilidade de cortinas atirantadas e contenções especiais em geral. Além disso, em função da escassa bibliografia brasileira sobre o mecanismo de transferência de carga solo-bulbo, percebe-se que as obras de contenções especiais no Brasil são dimensionadas muitas vezes por metodologias que não se adequam satisfatoriamente com a realidade do solo nacional, ocasionando projetos que não cumprem o paradigma básico da engenharia que é: “possibilitar a execução de obras econômicas e seguras”. Neste sentido, busca-se, com esta tese, propor uma metodologia semiempírica simplificada via web para previsão de análise comportamental de ancoragens em obras geotécnicas, tanto em termos de controle tecnológico de obras de contenção, como estimativa de capacidade de carga geotécnica de ancoragens. Os dados técnicos necessários para o desenvolvimento deste trabalho foram obtidos a partir de ensaios de recebimento, qualificação e básico executados nos estados de São Paulo e Minas Gerais em conformidade com a NBR 5629. Pretende-se, portanto, neste trabalho, iniciar uma discussão sobre as diversas metodologias existentes para avaliar a capacidade de carga geotécnica de tirantes, bem como sua aplicação prática no dia a dia do engenheiro, através de um aplicativo web, garantindo, assim, um melhor controle de qualidade das ancoragens no Brasil. Embora a metodologia semiempírica simplificada apresentada nesta pesquisa tenha sido feita com base em um número restrito de ensaios, entende-se que a mesma pode ser generalizada e aprimorada ao longo do tempo com a inserção de novos ensaios e sistemática de análises diferentes. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Despite the wide use of injection technique and prestressed anchors in geotechnical works in Brazil, very little genuinely national survey was conducted on resistance to soil interface shear rod and the importance of this parameter in the performance of this technique on the stability of cable-stayed curtains and special restraints in general. In addition, due to the scarce Brazilian literature on the ground-bulb load transfer mechanism realizes that the special works of contention in Brazil are often scaled by methods that do not fit well with the reality of national soil, causing projects that do not meet the basic paradigm of engineering that is "Enabling the execution of economic and safe work". In this sense, we try to, with this thesis, propose a simplified semi-empirical methodology via web to predict behavioral analysis anchors in geotechnical works, both in terms of technological control containment works, as estimates of geotechnical load capacity anchorages. The technical data necessary for the development of this study were obtained from receiving testing, qualification and basic run in the states of São Paulo and Minas Gerais in accordance with the NBR 5629. It is intended, therefore, in this work, start a discussion on the various existing methodologies to assess the geotechnical load capacity rods, as well as their practical application in everyday engineer, through a web application, thus ensuring a better quality control of anchors designed and executed in Brazil. Although the simplified semi-empirical methodology presented in this research has been done on the basis of a limited number of tests, it is understood that it can be generalized and improved over time with the inclusion of new tests and systematic analysis of different.

A presente dissertação apresenta um estudo experimental e de simulação de fluxo de água investigando os efeitos de chuvas torrenciais sobre o solo existente em um talude da região de São Vendelino. Para este estudo foi selecionada uma encosta na qual houve duas ocorrências de rupturas rasas que deram origem a corridas de detritos num evento importante que ocorreu no local em dezembro de 2000. Ao longo da cicatriz deixada por uma delas, foram realizados ensaios de caracterização e determinadas as propriedades hidráulicas do solo a partir de ensaios de campo e de laboratório. Os ensaios de campo compreenderam ensaios com o permeâmetro de Guelph, ensaios com piezômetros de tubo aberto e infiltrômetro de anel duplo. Em laboratório foram realizados ensaios utilizando dois diferentes permeâmetros de parede flexível. Foi feita também a determinação da curva característica do solo através do método do papel-filtro. A partir das propriedades hidráulicas do solo, da geometria do talude e espessura dos materiais, obtidas a partir de topografia, foram realizadas análises de fluxo utilizando o programa Seep/W simulando a precipitação medida de 148 mm/2 h que deflagrou as corridas de detritos de dezembro de 2000. As análises mostraram que, como o solo coluvionar tem uma condutividade hidráulica bastante elevada, ocorre a infiltração de toda a chuva ocorrida. As análises de fluxo mostraram uma elevação progressiva do nível freático com o tempo, o qual atinge a superfície do terreno no trecho crítico do talude (trecho de maior inclinação) após cerca de 95 minutos de precipitação. Análises de estabilidade simplificadas (talude infinito) mostram fatores de segurança próximos da unidade com o nível freático em 80% da camada de solo coluvionar, considerando o trecho mais íngreme do talude. Embora com algumas simplificações de análise, estes resultados mostram que as análises de fluxo e de ruptura, utilizando dados reais medidos em campo, são muito promissores pois conseguem modelar de forma adequada a ruptura ocorrida (FS=1,0). / This dissertation presents an experimental study and a simulation of hydraulic flow in a slope at São Vendelino region, to investigate the effects of torrential rains on the existing soil. A natural slope was selected in which two shallow slope failures had occurred in December 2000 during a serious debris flow event. Soil characterization tests and hydraulic properties have been determined in the laboratory on soil samples taken close to one of the scars left by the failures. The field tests involved Guelph permeameter, stand pipe piezometers and doublering infiltrometer tests. Tests on two different flexible wall permeameter tests and the determination of the moisture-suction characteristic curve have also been carried out in the laboratory. Using the measured soil hydraulic properties, the slope geometry and soil covering depths obtained through topography, some hydraulic flow analyses have been carried out. The SEEP/W software was used and the measured precipitation of 148mm/ 2h, which caused the debris flow event of December 2000, was simulated. The analyses have shown that all the precipitation can infiltrate, as the soil has a large hydraulic conductivity, and there is a progressive rising of the phreatic line with time. This level of water reaches the soil surface in the critical length of the slope (the length with the larger inclination) after 95 min of rain. Simplified slope stability analysis (infinite slopes) had shown values of safety factors close to one in the critical length of the slope when the phreatic line is at 80% depth of the colluvium soil. Although there are some simplifications in the analysis, these results show that the flow and the stability analyses using the real data collected from field tests modeled in an appropriate way the real failure (FS~1,0).

Submitted by Admir José Giacon Junior null (juniorgiacon@gmail.com) on 2018-03-06T14:12:14Z No. of bitstreams: 1 Análise probabilística da estabilidade de taludes via teoria da confiabilidade - GIACON JUNIOR - 2018.pdf: 4258233 bytes, checksum: 777c3f6fb0d3f477af5650ac6adc895a (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Marlene Zaniboni null (zaniboni@bauru.unesp.br) on 2018-03-07T17:37:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 giaconjunior_aj_me_bauru.pdf: 4258233 bytes, checksum: 777c3f6fb0d3f477af5650ac6adc895a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-07T17:37:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 giaconjunior_aj_me_bauru.pdf: 4258233 bytes, checksum: 777c3f6fb0d3f477af5650ac6adc895a (MD5) Previous issue date: 2018-01-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Devido às consequências negativas associadas à ruptura e deslizamentos de taludes, a análise de estabilidade desses assume uma parte primordial na área da engenharia geotécnica. A maioria dessas análises é realizada de maneira determinística, não incorporando as incertezas inerentes ao sistema. A constatação dessas incertezas em projetos de taludes associa-se a previsão de uma probabilidade de falha no desempenho de taludes quanto à segurança. Nesse contexto, esta dissertação busca avaliar a segurança de taludes através de uma abordagem probabilística, simulando taludes com geometrias e solos variados, verificando ainda a influência da elevação da posição do nível d´água. Para essa finalidade foram realizadas análises probabilísticas utilizando First Order Reliability Method (FORM) com base nos métodos de Equilíbrio Limite, através dos programas computacionais acadêmicos RASS (análises determinísticas) e RELgen (análises probabilísticas). Com base nos resultados, verificou-se que as superfícies críticas obtidas pelos métodos determinísticos podem não coincidir com as superfícies que apresentam a maior probabilidade de falha. Isto é verificado ainda na análise de inclinação da superfície do talude, em que inclinações apresentando fatores de segurança admissíveis, apresentaram probabilidades de falha não aceitáveis. Estas divergências são atribuídas às incertezas inerentes ao sistema. Sendo assim, as análises de estabilidade de talude baseadas apenas nos resultados de análises determinísticas não apresentam todas as variáveis presentes no contexto do projeto. Por fim, através dos resultados obtidos nesta pesquisa é possível inferir que a adoção da análise probabilística em projeto de taludes auxilia de uma forma consistente a avaliação da segurança dos taludes, contribuindo de maneira satisfatória na prática de projetos de engenharia geotécnica. / Due to the negative consequences associated with slope rupture and landslides, the stability analysis of these slopes plays an important role in geotechnical engineering. Most of these analyzes are carried out in a deterministic manner, not incorporating the uncertainties inherent to the system. The observation of these uncertainties in slope projects is associated with the forecast of a probability of failure in slope performance in terms of safety. In this context, this paper present research seeks to evaluate slope safety in a probabilistic manner, simulating slopes with varied geometries and soils, also verifying the influence of elevation of the water level position. For this purpose, were performed probabilistic analyzes using First Order Reliability Method (FORM), based on the Limit Equilibrium methods, RASS (deterministic analysis) and RELgen (probabilistic analyzes). Based on the results, it was found that the critical surfaces obtained by the deterministic methods may not coincide with the highest most probability surfaces to fail. This is still verified in surface slope analysis, where inclinations with acceptable safety factors presented probabilities of failure unacceptable. These divergences are attributed to the uncertainties inherent in the system. Therefore, slope stability analyzes based only on the results of deterministic analyzes do not present all the variables present in the project context. Finally, through the results obtained in this research it is possible to infer that the adoption of probabilistic analysis in slope design assists in a consistent way the assessment of slope safety, contributing in a satisfactory way in the practice of geotechnical engineering projects.

A pesquisa voltada para a retroanálise de taludes de mineração está se tornando cada vez mais importante. As dimensões das atuais cavas de mineração visam sempre obter a melhor relação entre custo, benefício e segurança. Isso exige que por vezes o trabalho ocorra próximo destes limites. Neste trabalho o estudo de retroanálise consiste em um talude misto composto por aluvião e rocha em uma mineração de carvão localizada no município de Arroio dos Ratos, RS. O objetivo foi realizar um estudo de retroanálise onde se utilizou dois métodos de análise método dos Elementos Finitos (MEF) e o método do Equilíbrio Limite (EL). A metodologia adotada foi dividida em três fases: uma etapa de campo, para coleta do material e dados geométricos do talude, uma etapa de laboratório para caracterizar todo o material e a última etapa computacional onde foram gerados os modelos e simulações numéricas através dos softwares comerciais da empresa RocScience, sendo eles o SLIDE e o RS2. Os resultados encontrados mostraram que a porção do talude composta por aluvião apresentava seis camadas intercaladas de areias bem graduadas e argilas de média a alta plasticidade. Em relação as simulações, observou uma diferença entre o MEF e EL devido ao grande número de camadas presentes no talude e a interação entre elas. Foram criados quatro diferentes cenários para observar o comportamento do talude, com presença e ausência de água. O MEF mostrou uma superfície de ruptura próxima a encontrada porem com a presença de água o Fator de Segurança (FS) sofreu uma grande depreciação. O EL considerou uma superfície de ruptura satisfatória, nas simulações com presença de água FS sofreu uma depreciação mínima mesmo com máxima saturação de água no talude. Apesar das diferenças ambos os métodos são confiáveis mas devem ser usados de forma adequado ao tipo de problema existente. Situações mais simples e com taludes mais homogêneos o EL trona-se mais indicado, para problemas de maior complexidades e interações entre camadas o MEF se mostrou satisfatório e com boa resposta. O resultados através do MEF se aproximaram mais da situação real encontrada em campo. / A research focus on retro analysis on mine slopes is becoming increasingly important. The dimensions of current mining caves aim to always obtain the best cost benefit ratio as well as the highest safety level. This demands that the work sometimes is done within these limits. In this paper the study of retro analysis is made up of a mixed slope composed of alluvial and rocks, in a coal mine in Arroio dos Ratos, RS. The goal was to carry out a retro analysis study using two analysis methods: The Finite Element Method (FEM) and Limit Equilibrium analysis (LE). The methodology adopted was split into three phases: a field stage for the sample collection and slopes geometric , a laboratory stage to classify all the material and a final computacional stage were model and numerical simulations were created by way of commercial software, Slide and RS2, by RocScience. The results showed that the portion of the slope composed of alluvium had six layers interspersed with well graded sands and high plasticity clays. The simulations observed a difference between the FEM and LE due to the number of layers present in the slope and the interaction among them. Four different scenarios were created in order to observe the behavior of the slope. The FEM presents surface failure similar to one found in the field. The LE always takes into consideration the overall critical surface which is not observed in the field, it also show high security factor levels above one 1.3 that does not reflect a real situation since the slope is collapsed. In spike of the differences, both methods are reliable but they must be used according to the existing problems. For simpler situations with homogeneous slopes LE is recommended while move complex problems and interactions among lawyers calls for FEM.

Esta dissertação discute o emprego de técnicas de estabilização de taludes rodoviários de corte e aterros utilizando drenagem superficial e vegetação. Os conceitos de aplicação de vegetação no aumento da resistência do solo, diminuição da poro-pressão e diminuição da erosão superficial do terreno são revisados. O trabalho discute a importância da interação solo-vegetação, sua influência em taludes, a importância da matéria orgânica nos solos, a sucessão vegetal com vegetação nativa. Estes conceitos foram utilizados na análise de um trecho da BR386, entre a entrada para a via de acesso a Progresso até Canoas, atualmente em processo de duplicação. A partir da inspeção de campo foram identificados os principais problemas de instabilidade e erosão da obra. Foram coletadas seis amostras de solos de quatro taludes da obra para caracterização e para melhor descrição dos problemas de ruptura superficial e controle de erosão nos cortes e aterros analisados. Os materiais amostrados envolveram duas amostras com característica de argila de alta plasticidade, uma argila de baixa plasticidade, uma areia siltosa não plástica, uma areia argilosa e uma areia argilosa não plástica. Foram analisados os problemas encontrados em campo, em função do tipo de materiais, tendo sido propostas soluções adaptadas a cada caso, principalmente focando problemas referentes à drenagem e a busca de soluções ambientais eficazes e com preservação do caráter paisagístico. / This work discusses the use of stabilization techniques for road cuttings and embankments using drainage and vegetation. The concepts of increase soil strength due to vegetation, decrease of the pore pressure and reduction in erosion of the ground surface are reviewed. The work also discusses the importance of soil-vegetation interactions, their influence on slopes, the importance of organic matter in soils and plant succession with native vegetation. These concepts were used in the analysis of a length of the BR386 highway, between the entrance to the access route to Progress up to Canoas, currently in the process of duplication. From the field inspection the main problems of instability and erosion of the works were identified. Six soil samples were collected from four slopes for soil characterization and better description of the superficial instabilities and erosion control in the cuts and embankments analyzed. The materials involved two samples with characteristic of high plasticity clay, low plasticity clay, non plastic silty sand and sand clay not plastic. The problems encountered in the field were analyzed, considering the type of soils involved and proposals of solutions have been made adapted for each case, mainly focusing on drainage and the search for effective environmental solutions which preserve the landscape character.

O crescimento econômico acarreta na necessidade de aumento de capacidade de rodovias existentes. Quando localizadas em meia-encostas, muitas vezes estão vinculadas a ocorrências de instabilidade de modo que obras de aumento da capacidade geram grande impacto. O objetivo desta pesquisa é avaliar o aumento de capacidade de um trecho da Rodovia ERS/122, minimizando os impactos através da definição da seção-tipo com dimensões mínimas, segurança para o usuário, e utilização de um material leve como aterro a ser construído na meia encosta. O principal material avaliado para utilização como aterro são restos de pneus triturados, já encontrados no mercado atual. A avaliação desta solução de aterro em meia encosta decorre principalmente do fato de evitar desmontes de rocha que ocasionariam a interrupção do tráfego em uma importante rodovia do estado. Aliado a isso, é baixa a ocorrência de solos de boa qualidade no trecho, de modo que o aterro é geralmente realizado com materiais rochosos de ocorrência local ou materiais importados. A possibilidade de diminuir a utilização de um material nobre a ser explorado na natureza, juntamente com a utilização de materiais que ainda não possuem 100% de destinação adequada, aliada ao baixo peso específico e adequada resistência ao cisalhamento, incentivaram a realização dos estudos. Ensaios de resistência ao cisalhamento e comportamento de compressão foram realizados para avaliar os parâmetros geotécnicos, a fim de obter um modelo geomecânico. Devido aos resultados de teste satisfatórios, tem sido considerado possível o uso de tais materiais. Os parâmetros obtidos em condições de confinamento foram aceitáveis para aterros de rodovias especialmente quando as aparas de pneus foram misturadas com agregados rochosos. Seu uso como um material de aterro pode ser incentivado, a fim de reduzir o uso de rochas naturais, para obter uma utilização adequada de restos de pneus e para gerar uma maior estabilidade dos aterros com a substituição de solos com comportamento geotécnico pobre. Isto é conseguido principalmente pela diminuição do peso do aterro, pela melhoraria das condições de drenagem e pela definição de uma seção transversal geometricamente segura. / Economic growth leads to the need to increase the capacity of existing highways. When crossing natural slopes often are linked to occurrences of instability so that increased work capacity generate big impact. The objective of this research is to evaluate the increase in capacity of a highway stretch ERS / 122, minimizing impacts by setting the standard section with minimum dimensions, but safe for the user, using a lightweight material as fill. The main material evaluated for use as embankment is shredded tire debris, already found on the market. The evaluation of this embankment solution on natural slopes is mainly to avoid rock blasting which would interrupt the traffic on this important State highway. As there is few occurrences of good quality soil near the construction sites, the fills are usually built with local or imported rock materials. The ability to reduce the use of rock to be exploited from nature by the use of recycled materials combined with its low specific weight and adequate shear strength encouraged this study. Tests of shear strength and compression behavior were carried out to evaluate geotechnical parameters in order to obtain a geomechanical model. Due to satisfactory test results the use of such materials has been considered possible. The parameters obtained on confined conditions were acceptable for road fills especially when scrab tires were mixed with rock aggregates. Its use as an embankment material can be incentivatedf in order to reduce the use natural rocks, to obtain an adequate use for tire scraps and to generate a greater stability for embankments as replacement of soils with poor geotechnical behavior. This is achieved mainly by decreasing landfill weight, improving the drainage conditions and definition of geometrically safe embankment cross-section.

Esta dissertação discute o emprego de técnicas de estabilização de taludes rodoviários de corte e aterros utilizando drenagem superficial e vegetação. Os conceitos de aplicação de vegetação no aumento da resistência do solo, diminuição da poro-pressão e diminuição da erosão superficial do terreno são revisados. O trabalho discute a importância da interação solo-vegetação, sua influência em taludes, a importância da matéria orgânica nos solos, a sucessão vegetal com vegetação nativa. Estes conceitos foram utilizados na análise de um trecho da BR386, entre a entrada para a via de acesso a Progresso até Canoas, atualmente em processo de duplicação. A partir da inspeção de campo foram identificados os principais problemas de instabilidade e erosão da obra. Foram coletadas seis amostras de solos de quatro taludes da obra para caracterização e para melhor descrição dos problemas de ruptura superficial e controle de erosão nos cortes e aterros analisados. Os materiais amostrados envolveram duas amostras com característica de argila de alta plasticidade, uma argila de baixa plasticidade, uma areia siltosa não plástica, uma areia argilosa e uma areia argilosa não plástica. Foram analisados os problemas encontrados em campo, em função do tipo de materiais, tendo sido propostas soluções adaptadas a cada caso, principalmente focando problemas referentes à drenagem e a busca de soluções ambientais eficazes e com preservação do caráter paisagístico. / This work discusses the use of stabilization techniques for road cuttings and embankments using drainage and vegetation. The concepts of increase soil strength due to vegetation, decrease of the pore pressure and reduction in erosion of the ground surface are reviewed. The work also discusses the importance of soil-vegetation interactions, their influence on slopes, the importance of organic matter in soils and plant succession with native vegetation. These concepts were used in the analysis of a length of the BR386 highway, between the entrance to the access route to Progress up to Canoas, currently in the process of duplication. From the field inspection the main problems of instability and erosion of the works were identified. Six soil samples were collected from four slopes for soil characterization and better description of the superficial instabilities and erosion control in the cuts and embankments analyzed. The materials involved two samples with characteristic of high plasticity clay, low plasticity clay, non plastic silty sand and sand clay not plastic. The problems encountered in the field were analyzed, considering the type of soils involved and proposals of solutions have been made adapted for each case, mainly focusing on drainage and the search for effective environmental solutions which preserve the landscape character.

A presente dissertação apresenta um estudo experimental e de simulação de fluxo de água investigando os efeitos de chuvas torrenciais sobre o solo existente em um talude da região de São Vendelino. Para este estudo foi selecionada uma encosta na qual houve duas ocorrências de rupturas rasas que deram origem a corridas de detritos num evento importante que ocorreu no local em dezembro de 2000. Ao longo da cicatriz deixada por uma delas, foram realizados ensaios de caracterização e determinadas as propriedades hidráulicas do solo a partir de ensaios de campo e de laboratório. Os ensaios de campo compreenderam ensaios com o permeâmetro de Guelph, ensaios com piezômetros de tubo aberto e infiltrômetro de anel duplo. Em laboratório foram realizados ensaios utilizando dois diferentes permeâmetros de parede flexível. Foi feita também a determinação da curva característica do solo através do método do papel-filtro. A partir das propriedades hidráulicas do solo, da geometria do talude e espessura dos materiais, obtidas a partir de topografia, foram realizadas análises de fluxo utilizando o programa Seep/W simulando a precipitação medida de 148 mm/2 h que deflagrou as corridas de detritos de dezembro de 2000. As análises mostraram que, como o solo coluvionar tem uma condutividade hidráulica bastante elevada, ocorre a infiltração de toda a chuva ocorrida. As análises de fluxo mostraram uma elevação progressiva do nível freático com o tempo, o qual atinge a superfície do terreno no trecho crítico do talude (trecho de maior inclinação) após cerca de 95 minutos de precipitação. Análises de estabilidade simplificadas (talude infinito) mostram fatores de segurança próximos da unidade com o nível freático em 80% da camada de solo coluvionar, considerando o trecho mais íngreme do talude. Embora com algumas simplificações de análise, estes resultados mostram que as análises de fluxo e de ruptura, utilizando dados reais medidos em campo, são muito promissores pois conseguem modelar de forma adequada a ruptura ocorrida (FS=1,0). / This dissertation presents an experimental study and a simulation of hydraulic flow in a slope at São Vendelino region, to investigate the effects of torrential rains on the existing soil. A natural slope was selected in which two shallow slope failures had occurred in December 2000 during a serious debris flow event. Soil characterization tests and hydraulic properties have been determined in the laboratory on soil samples taken close to one of the scars left by the failures. The field tests involved Guelph permeameter, stand pipe piezometers and doublering infiltrometer tests. Tests on two different flexible wall permeameter tests and the determination of the moisture-suction characteristic curve have also been carried out in the laboratory. Using the measured soil hydraulic properties, the slope geometry and soil covering depths obtained through topography, some hydraulic flow analyses have been carried out. The SEEP/W software was used and the measured precipitation of 148mm/ 2h, which caused the debris flow event of December 2000, was simulated. The analyses have shown that all the precipitation can infiltrate, as the soil has a large hydraulic conductivity, and there is a progressive rising of the phreatic line with time. This level of water reaches the soil surface in the critical length of the slope (the length with the larger inclination) after 95 min of rain. Simplified slope stability analysis (infinite slopes) had shown values of safety factors close to one in the critical length of the slope when the phreatic line is at 80% depth of the colluvium soil. Although there are some simplifications in the analysis, these results show that the flow and the stability analyses using the real data collected from field tests modeled in an appropriate way the real failure (FS~1,0).

Métodos de estudo de estabilidade de taludes são diversificados e estão bastante desenvolvidos e consolidados na Geologia de Engenharia. Paralelamente, a aplicação de ferramentas de geoprocessamento tem se intensificado bastante em todos os campos de conhecimento técnico científico, demonstrando ser uma ferramenta de grande importância e auxiliando a tomada de decisão, sendo inclusive utilizado no estudo de escorregamentos e processos correlatos a instabilização de taludes. Dentro deste contexto, este trabalho objetivou desenvolver uma abordagem de estudo para caracterizar a estabilidade de taludes de mineração combinando técnicas e métodos usuais de investigação e análise geológico-geotécnica. A pesquisa foi aplicada nas minas de ferro do complexo Fazendão, localizadas no município de Catas Altas (MG) e são de propriedade da companhia VALE S/A. O trabalho está dividido essencialmente em duas etapas de estudo: primeiramente um foco semi-regional, seguido de um estudo de detalhe em uma mina em particular. Para a análise semi-regional foi utilizando Sistema de Informação Geográfica - SIG para geração de mapas temáticos, abrangendo todas as minas do complexo. Já no estudo de detalhe, foram realizados levantamentos sistemáticos em campo na mina de São Luís, sendo posteriormente realizado um levantamento específico de seções dentro da mina. A partir dos mapas temáticos foram identificadas as principais drenagens e bacias hidrográficas da área de estudo. Estes mapas juntamente com os mapas de declividade, curvatura, direção de vertente e mapa geológico, forneceram informações importantes sobre a região onde as minas estão inseridas, o que possibilita um melhor planejamento das intervenções que vierem a serem feitas. As análises por estereogramas indicaram várias situações de instabilidade frente às direções de fraturas e bandamento, com relação à direção e ângulo de mergulho de alguns taludes, sendo várias destas feições identificadas em campo. Por outro lado, a análise por equilíbrio limite apontam fatores de segurança muito altos, desde que não ocorra a influência do nível de água. Por fim, a abordagem utilizada foi bastante útil na caracterização da região. O estudo semi-regional em conjunto com uma análise de detalhe permitiu identificar feições que comprometem a segurança dentro da mina. A partir do resultado deste estudo, espera-se auxiliar a programação do avanço da mina de forma otimizar sua exploração, sem comprometer a segurança. / Methods of study of slope stability are diverse and are well developed and consolidated in Engineering Geology. In addition, the application of GIS tools has intensified greatly in all fields of scientific expertise, proven to be an important tool aiding in the decision making, including being used in the study of landslides and processes related to slope instability. Within this context, this study aimed to develop a approach to characterize the stability of slopes mining combining geoprocessing techniques and the usual methods of investigation and analysis of geological-geotechnical. The research was applied to the iron mines of Fazendão complex, located in the municipality of Catas Altas (MG) and are the property of the company VALE S/A. The research is divided into two main stages of the study: first a semi-regional focus followed by a study in detail of a particular mine. For the semi-regional analysis has been using GIS for thematic maps, covering all the mines the complex. In the study of detail, systematic surveys were conducted in the field for geological and geotechnical parameters in the mine of São Luís, and later conducted a survey within specific sections of the mine. From the thematic maps were identified the major drainage and hydrographic basins of the study area. Those maps, analyzed together with the slope map, curvature, direction of slope and geologic map provided important information about the area which the mines are located, allowing better planning of interventions that were to be made. The stereograms analyzes indicated various situations of instability depending of the fractures and banding directions, according to direction and dip angle of some slopes, some of it identified in the field. Moreover, the limit equilibrium analysis safety factors showed very high, since there was no influence of the water levels. Finally, the used approach was useful in characterizing the region. The semi-regional study combined with a detail analysis allowed to identify features that compromise the safety inside the mine. From the results of this study is expected to help advance the schedule of the mine in order to optimize their operations, without compromising security.