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Título: Modelo analítico dos efeitos mecânicos e hidrológicos da vegetação na estabilidade superficial de taludes sob condição não saturada
Autor(es): Aragão, Davi Martins de
Orientador(es): Cavalcante, André Luís Brasil
Assunto: Expansão urbana
Solos - permeabilidade
Taludes (Mecânica do solo)
Data de apresentação: 11-Dez-2023
Data de publicação: 10-Jun-2026
Referência: ARAGÃO, Davi Martins de. Modelo analítico dos efeitos mecânicos e hidrológicos da vegetação na estabilidade superficial de taludes sob condição não saturada. 2023. 90 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.
Resumo: Este trabalho aborda a problemática da expansão urbana desordenada e os desafios associados, como deslizamentos de encostas e aumento da velocidade do fluxo de água durante chuvas intensas. Destaca-se a importância da vegetação na estabilização do solo, enfocando os efeitos hidrológicos e mecânicos que contribuem para aumentar a resistência ao cisalhamento e o Fator de Segurança (FS) do talude. Para simular esses efeitos e avaliá-los minunciosamente, foi proposta a formulação de um modelo analítico destinado a medir os impactos mecânicos e hidrológicos da vegetação, com foco primordial na segurança, e seu subsequente efeito na estabilidade superficial dos taludes. A análise fundamentou-se nos parâmetros de um solo do tipo Cambissolo do Distrito Federal, conforme estudado por Wanderley Neto (2020) e parâmetros do capim vetiver, estudados por Machado (2014), considerando um talude infinito de solo em condição não saturada. Os efeitos hidrológicos do capim vetiver resultaram em um aumento notável da sucção, contribuindo para um significativo aumento do FS ao longo do talude. Os efeitos mecânicos, destacados pela coesão atribuída pelo capim vetiver, levaram a um aumento potencial de até 18 vezes no FS, especialmente na região da zona de raízes. Esses valores superaram consideravelmente os observados em solos não vegetados, apresentando crescimento exponencial e indicando uma relação direta entre a extensão da zona de raízes e a estabilidade, com notáveis incrementos de segurança nessa área específica. Fora dessa região crítica, a presença da vegetação aumentou o FS em até 33% a uma profundidade de 1 metro, comparado a um solo não saturado e sem vegetação. Esses resultados evidenciam a importância dos efeitos hidráulicos da vegetação em toda a extensão do talude e dos efeitos mecânicos principalmente relacionados à profundidade das raízes no solo. A análise também compreendeu diferentes parâmetros, como ângulo de inclinação, tamanho e profundidade das raízes, coesão efetiva, ângulo de atrito, condutividade hidráulica e variações sazonais na taxa de transpiração. Portanto, conclui-se que a escolha adequada desses parâmetros é crucial para a segurança do talude, influenciando tanto os efeitos vii hidrológicos quanto mecânicos. Destaca-se também, a importância de integrar essas descobertas em estratégias práticas de manejo do solo e da vegetação, especialmente em áreas suscetíveis a desastres ambientais. A pesquisa também aponta para a necessidade de considerar as características específicas de cada região, tipo de solo e vegetação ao desenvolver práticas de manejo personalizadas. As conclusões ressaltam o papel decisivo da vegetação, especialmente do capim vetiver, na prevenção de deslizamentos de terra e na promoção da estabilidade dos taludes.
Abstract: This paper addresses the issue of unplanned urban expansion and its associated challenges, such as slope instability and increased water flow velocity during intense rainfall. The significance of vegetation in soil stabilization is emphasized, focusing on the hydrological and mechanical effects that contribute to enhancing shear resistance and the slope's Factor of Safety (FS). To simulate and thoroughly assess these effects, an analytical model was proposed to measure the mechanical and hydrological impacts of vegetation, with a primary focus on safety, and its subsequent influence on the superficial stability of slopes. The analysis was based on the parameters of a Cambisol soil in the Federal District, as studied by Wanderley Neto (2020), and parameters of vetiver grass, studied by Machado (2014), considering an infinite slope of unsaturated soil. The hydrological effects of vetiver grass resulted in a noticeable increase in suction, contributing to a significant rise in the FS along the slope. The mechanical effects, highlighted by the cohesion provided by vetiver grass, led to a potential increase of up to 18 times in the FS, especially in the region of the root zone. These values considerably exceeded those observed in unvegetated soils, showing exponential growth and indicating a direct relationship between the extent of the root zone and stability, with notable safety increments in this specific area. Outside this critical region, vegetation presence increased the FS by up to 33% at a depth of 1 meter, compared to unsaturated and unvegetated soil. These results underscore the importance of hydraulic effects of vegetation across the slope and mechanical effects primarily related to root depth in the soil. The analysis also considered different parameters such as slope angle, root size and depth, effective cohesion, friction angle, hydraulic conductivity, and seasonal variations in transpiration rate. Therefore, it is concluded that the appropriate selection of these parameters is crucial for slope safety, influencing both hydrological and mechanical effects. It is also emphasized the importance of integrating these findings into practical soil and vegetation management strategies, especially in areas prone to environmental disasters. The ix research also points to the need to consider the specific characteristics of each region, soil type, and vegetation when developing customized management practices. The conclusions highlight the decisive role of vegetation, especially vetiver grass, in preventing landslides and promoting slope stability.
Informações adicionais: Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2023.
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