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http://hdl.handle.net/11422/29507
| Type: | Dissertação |
| Title: | Análise numérica da estabilidade de talude natural sob diferentes condições pluviométricas e de fraturamento do maciço rochoso subjacente |
| Author(s)/Inventor(s): | Gomes, Stéfany Cristina Costa |
| Advisor: | Mendonça, Marcos Barreto de |
| Co-advisor: | Ribeiro, Wagner Nahas |
| Abstract: | A cidade de Petrópolis, situada na Região Serrana do estado do Rio de Janeiro, apresenta alta suscetibilidade a deslizamentos deflagrados por precipitações intensas, em função do relevo acidentado, das características geológico-geotécnicas e da ocupação urbana desordenada. Diante desse cenário, este trabalho tem como objetivo avaliar, por meio de modelagem numérica transiente de fluxo, a influência das condições de chuva e das propriedades do maciço rochoso sobre a estabilidade de uma encosta representativa do Monte Florido, em Petrópolis/RJ, composta por solo residual sobre rocha fraturada. As simulações foram realizadas no software de elementos finitos RS2, considerando o comportamento não saturado do solo e o método de Shear Strength Reduction (SSR) para determinar o fator de segurança (Strength Reduction Factor – SRF). Foram avaliados sete cenários de precipitação, definidos a partir de diferentes distribuições temporais e probabilidades de ocorrência de deslizamentos representativos para o município, além de três condições de permeabilidade do maciço rochoso (k=1×10⁻³, 1×10⁻² e 1×10⁻¹ m/s), representando distintos graus de fraturamento. Os resultados indicaram redução progressiva do fator de segurança, ao longo do tempo, com maior perda de estabilidade nos cenários de chuva intensa e em maciços de maior condutividade hidráulica. O aumento da poropressão na interface solo–rocha foi determinante para a instabilidade, concentrando deformações cisalhantes nessa região. Em maciços mais permeáveis, observaram-se possíveis inconsistências numéricas, enquanto nas menores permeabilidades o modelo apresentou resposta coerente e gradual, com redução ordenada do fator de segurança e comportamento fisicamente consistente. Apesar das limitações numéricas observadas, o estudo apresenta potencial para aprimorar a identificação de condições e momentos críticos de instabilidade e subsidiar análises mais robustas na previsão de deslizamentos. |
| Abstract: | The city of Petrópolis, located in the mountainous region of the state of Rio de Janeiro, is highly susceptible to landslides triggered by intense rainfall, due to its steep relief, geological–geotechnical characteristics, and unplanned urban occupation. In this context, the present study aims to assess, by means of transient numerical flow modelling, the influence of rainfall conditions and rock mass properties on the stability of a slope representative of Monte Florido, in Petrópolis/RJ, composed of residual soil over fractured rock. The simulations were performed with the RS2 finite element software, considering the unsaturated behaviour of the soil and the Shear Strength Reduction (SSR) method to determine the factor of safety, expressed by the Strength Reduction Factor (SRF). Seven rainfall scenarios were analysed, defined from different temporal distributions and probabilities of occurrence of landslides representative of the municipality, as well as three rock mass permeability conditions (k = 1×10⁻³, 1×10⁻² and 1×10⁻¹ m/s), representing different degrees of fracturing. The results indicated a progressive reduction in the factor of safety over time, with greater loss of stability in scenarios of intense rainfall and in rock masses with higher hydraulic conductivity. The increase in pore pressure at the soil–rock interface was decisive for instability, concentrating shear deformations in this region. In more permeable rock masses, possible numerical inconsistencies were observed, whereas for lower permeabilities the model showed a coherent and gradual response, with an orderly reduction in the factor of safety and physically consistent behaviour. Despite the numerical limitations observed, the study has the potential to improve the identification of critical conditions and timing of instability and to support more robust analyses for landslide prediction. |
| Keywords: | Estabilidade de taludes Infiltração de chuvas Solo não saturado Modelagem numérica Petrópolis (RJ) Rocha fraturada |
| Subject CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::RECURSOS HIDRICOS::SEDIMENTOLOGIA |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental |
| Production unit: | Escola Politécnica |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | 2025 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | por |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Citation: | GOMES, Stéfany Cristina Costa. Análise numérica da estabilidade de talude natural sob diferentes condições pluviométricas e de fraturamento do maciço rochoso subjacente. 195 f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Escola Politécnica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2025. |
| Appears in Collections: | Engenharia Ambiental |
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