Previsão de alcances de rupturas de taludes de Belo Horizonte por meio de retroanálises: uma contribuição para a gestão do risco

• Main Author: Luciene Oliveira Menezes
• Other Authors: Gustavo Ferreira Simoes
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2011
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9DLETX

=== The objective of this research is to evaluate the applicability of the dynamic analysis methodology to predict the runout of slope failures in Belo Horizonte and to obtain rheological parameters of the studied materials. Five retro-analysis of well documented slope failures were carried out, using the model DAN-W (Dynamic Analysis of Landslides), release 10, developed by Hungr (1995). This computational tool allows the dynamic analysis of landslides using eight different rheological models and with different parameters. The frictional model uses friction angle at the sliding surface and the pore-pressure coefficient ru as rheological parameters. To the Newtonian fluid model, the rheological parameter is the dynamic viscosity. The values of the back-analyzed parameters were defined as the intersection between the observed field values of the sliding mass reaches and those simulated using the models. The compatibility of each model to each slope was evaluated considering the following aspects: if the behavior simulated reflects what was observed in the field; if the simulated curves show logical and defined behavior, and if the results of the retro-analysis are consistent with results obtained in tests carried out or in the bibliography. The selection of the slopes favored those with a representative geology of the area of Belo Horizonte, with well known geometry before and after the failure, and with characterization and strength tests information. The slopes chosen were denominated Ponteio Slope, Planetoides Slope, Taquaril Slope, Engenho Nogueira Slope and Juliana Slope. The rheological parameters were compared with the literature. It was observed that for all slopes back-analyzed, the frictional model showed better results and the Newtonian fluid model did not converge. The rheological parameters obtained in the back-analysis of Ponteio Slope were also used to simulate another failure, occurred in 2005, after a stabilization solution, using bioengineering techniques associated with soil nailing, was implemented in 2003. The purpose of this simulation was to verify the contribution of the stabilization solution in decreasing the extent of debris flow. It was observed that the stabilization solution could not prevent the slope failure, but it decreased the extent of failure to approximately 1/5 of the reach estimated with DAN-W program, assuming no stabilization. The methodology to predict slope failures reaches using dynamic analysis proved applicable to Belo Horizonte slopes, since a backanalysis of a similar case is previously performed and the compatibility criteria of the rheological model are achieved. === O objetivo desta pesquisa é avaliar a aplicabilidade da metodologia de análise dinâmica para previsão de alcances de rupturas de taludes do município de Belo Horizonte. Foram realizadas retroanálises de casos conhecidos de cinco rupturas utilizando o programa DAN-W, versão 10, de análise dinâmica, desenvolvido por Hungr (1995). Esta ferramenta computacional permite a análise dinâmica de rupturas a partir de oito modelos reológicos, dentre eles merecem destaque os modelos friccional e fluido newtoniano. Para o modelo friccional, os parâmetros reológicos são o ângulo de atrito na base da superfície de ruptura e o coeficiente de poropressão ru, e para o modelo fluido newtoniano, o parâmetro reológico é a viscosidade dinâmica. O valor do parâmetro retroanalisado foi definido como o ponto de interseção das curvas de simulações de alcance obtidas pelo programa DAN-W com a reta do alcance observado em campo. A compatibilidade de cada modelo para cada talude foi avaliada considerando os seguintes aspectos: se o comportamento simulado pelo programa DAN-W reflete o observado em campo; se as curvas de simulação apresentam comportamento lógico e definido, e se o resultado da retroanálise está coerente com os dados de ensaios ou da bibliografia. A escolha dos taludes privilegiou aqueles com geologia representativa da região de Belo Horizonte, com geometria conhecida antes e após ruptura, e com ensaios de caracterização e resistência executados. Os taludes escolhidos foram denominados Talude Ponteio, Talude Planetóides, Talude Taquaril, Talude Engenho Nogueira e Talude Juliana. Os parâmetros reológicos obtidos foram comparados com a bibliografia. Foi observado que para todos os taludes retroanalisados, o modelo friccional apresentou os melhores resultados e o modelo fluido newtoniano não convergiu. Para o talude Ponteio, além de determinar os parâmetros reológicos por retroanálise foi realizada uma aplicação destes parâmetros em uma outra ruptura que ocorreu no mesmo talude Ponteio posteriormente ao evento utilizado na retroanálise, especificamente próxima à crista do mesmo, após ter sido implantada solução de estabilização com tela metálica e manta vegetal. O objetivo desta simulação foi verificar qual a contribuição da solução de estabilização implantada na diminuição do alcance da corrida de detritos. Obteve-se como resultado que a solução de estabilização adotada não conseguiu evitar a ruptura do talude, mas, diminuiu o alcance da ruptura para aproximadamente 1/5 (um quinto) do alcance previsto pelo programa DAN-W, caso não houvesse a tela metálica e cobertura vegetal. A metodologia de previsão de alcances por meio de análise dinâmica mostrou-se aplicável a taludes de Belo Horizonte, desde que a etapa de retroanálise de um caso similar ao talude que se deseja prever alcance seja realizada, e os critérios de compatibilidade do modelo reológico sejam atendidos.