Retroanálise probabilística tridimensional por equilíbrio-limite de rupturas de talude em Belo Horizonte/MG.

Abstract

Este trabalho apresenta as retroanálises probabilísticas de duas rupturas que ocorreram no mesmo talude, situado em Belo Horizonte/MG, realizadas por meio do método de equilíbriolimite em três dimensões. A encosta em questão, com aproximadamente 60 m de altura total, é composta por camada superficial de canga de minério que recobre saprolito de itabirito com intercalações de filito. A primeira ruptura estudada, ocorrida no ano de 2010, possui cerca de 35 m de altura e geometria côncava típica de escorregamento rotacional, ideal para aplicação da análise de estabilidade em 3D. A segunda ruptura avaliada, com volume de massa deslocado inferior a primeira, deu-se em dezembro de 2016, durante período de chuvas intensas. As modelagens numéricas tridimensionais, por equilíbrio-limite, foram realizadas por meio do software Slide3 da Rocscience. Para tanto, foram utilizados parâmetros de resistência determinados por ensaios de cisalhamento direto e aferidos por retroanálises. O modelo geomecânico local foi desenvolvido a partir da análise de oito furos de sondagens mistas, através do software Leapfrog da Seequent. Como as análises de estabilidade em 2D, largamente utilizadas na prática, ignoram a terceira dimensão dos taludes, os estudos em 3D foram desenvolvidos para mitigar essa simplificação. Porém, a parte gráfica da modelagem numérica, compreendendo a superfície externa e todas as camadas da geologia local, tornou-se um dos principais empecilhos na difusão da utilização desse tipo de análise. De maneira comparativa, também foi realizada a retroanálise por equilíbrio limite em duas dimensões, através do software Slide2 da Rocscience, para uma seção transversal crítica traçada no eixo de cada ruptura. Conforme esperado, pôde-se concluir que as análises de estabilidade em 2D foram mais conservadoras que as realizadas em 3D, com variação média dos fatores de segurança em torno de 10%. Apesar de ainda existirem diversos inconvenientes na aplicação plena de análises de estabilidade em 3D (como assumir que a massa pode ser dividida em colunas), estudos mostram que a diferença entre os fatores de segurança calculados pelos dois métodos pode chegar a até 30%. Com relação à retroanálises, os parâmetros de resistência ao cisalhamento encontrados em análises tridimensionais, tais que o fator de segurança seja unitário, são inferiores aos encontrados em retroanálises em 2D. Portanto, as retroanálises em 3D são, em geral, mais conservadoras. Nesse trabalho foi encontrada uma diferença de valor de coesão de 26%, comparando-se retroanálise bidimensional com a tridimensional.