Navegando por Autor "Ferreira, Lucas Deleon"
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Item Adensamento de rejeitos de mineração com drenos sintéticos : estudo de caso.(2021) Lopes, Nancy Raphaela Souza; Ferreira, Lucas Deleon; Gomes, Romero César; Ferreira, Lucas Deleon; Urashima, Denise de Carvalho; Vidal, Delma de MatosA execução de obras geotécnicas em solos compressíveis é um grande desafio, considerando os baixos valores de resistência ao cisalhamento, a alta compressibilidade e o elevado tempo de adensamento destes materiais. Assim como observado para os solos naturais, os rejeitos também passam pelo processo de adensamento e, geralmente, os rejeitos finos, por apresentarem baixa permeabilidade, passam pelo processo de adensamento de forma lenta e gradual, podendo ser comparados aos solos compressíveis naturais. Atualmente, levando-se em consideração os grandes volumes de rejeitos gerados e as restrições existentes para a implantação e/ou ampliação de barragens, assim como, a necessidade de fechamento de algumas estruturas existentes, a técnica de desaguamento de rejeitos a partir do processo de filtragem e a sua disposição sob a forma de empilhamento tem sido amplamente estudada e tem se mostrado como uma tendência dentro dos empreendimentos minerários. Um grande desafio que vem sendo avaliado é a disposição dos rejeitos filtrados sobre os reservatórios das barragens de rejeitos existentes, ou seja, sob solos pouco consistentes, inconsolidados e com baixa capacidade de suporte, sendo uma solução para o aproveitamento volumétrico destas estruturas, bem como para os projetos de fechamento. Este trabalho apresenta um estudo de caso de um projeto de fechamento e cobertura de uma barragem de rejeitos de ouro, por meio da disposição de rejeito desaguado sobre o reservatório atual, sob a forma de aterro compactado. Para a aceleração dos recalques por adensamento do material depositado no reservatório e, consequentemente, do seu ganho de resistência, foram dimensionados drenos sintéticos verticais (PVD - Prefabricated vertical drain), ou geocompostos drenantes, a serem instalados em malhas quadradas ao longo de todo reservatório. O trabalho também contempla a especificação da instrumentação geotécnica para monitoramento do comportamento do rejeito frente ao lançamento do rejeito filtrado no que se refere à dissipação de excessos de poropressão e ocorrência de recalques. Por meio do software GeoSlope, foram realizadas análises de estabilidade e de tensão x deformação do reservatório, considerando as características de implantação do projeto. Os estudos geotécnicos apresentaram fatores de segurança satisfatórios e mostraram a eficiência do PVD no que diz respeito à aceleração dos recalques e à dissipação das poropressões.Item Análise da capacidade da via permanente do Corredor Centro Sudeste para possíveis estudos de aumento de carga por eixo.(2019) Silva, Diógenes Segantini da; Fernandes, Gilberto; Fernandes, Gilberto; Ferreira, Lucas Deleon; Silva, Rodolfo Gonçalves Oliveira daA agricultura brasileira atravessa por forte crescimento, o qual continuará pelos próximos dez anos. A tendência será de aumento na exportação, frente ao consumo interno. O Corredor Centro Sudeste da empresa VLI S.A. é constituído por uma ferrovia que liga terminais no interior do Brasil ao porto de Santos. Esse é uma das principais rotas de exportações brasileiras, justificando um investimento de renovação de via permanente, para modernizar a ferrovia entre as cidades de Uberaba (MG) e Campinas (SP). Esse processo consiste em um aumento do perfil de trilho, substituição dos dormentes de madeira por concreto, alteração dos sistemas de fixação e aumento da camada de lastro, buscando aumento de confiabilidade e disponibilidade. Frente a essa reconfiguração, surgiu a oportunidade de estudar um possível aumento 10,0% da carga por eixo, o que se tornou o objetivo principal deste estudo. Foi escolhido um trecho experimental para coleta de amostras de solos das camadas de subleito, sublastro e lastro, e realizados ensaios geotécnicos. Foram obtidos dados da ferrovia junto a empresa. Com a base de dados formada, foram dimensionadas as tensões atuantes no pavimento utilizando métodos empíricos e mecanicistas. Os resultados das tensões pelo método empírico apresentaram valores mais conservadores. O método mecanicista foi realizado através do software Ferrovia 3.0, o qual apresentou as tensões em diversos pontos das camadas do pavimento, dado a sua malha de elementos finitos. As tensões foram verificadas em três cenários distintos, sendo eles considerando a ferrovia antes da renovação (25 t/eixo), após a renovação com 25 t/eixo e com 27,5 t/eixo. Foi calculada a tensão admissível do subleito para os diversos cenários utilizando o método de Meyerhoff e Hanna. Concluiu-se que a renovação de via não foi suficiente para o aumento de carga sugerido. Frente ao resultado, alternativas foram avaliadas, aprofundando-se na possibilidade de um novo aumento da camada de lastro em 5,0 cm. A tensão admissível do subleito para esse novo cenário foi de 0,84 kgf/cm², e o resultado da tensão obtida foi 1,11 kgf/cm². O resultado foi inferior ao limite, e não possui fator de segurança. Logo, não foi recomendado o acréscimo de carga. Foi sugerido a reconfiguração das camadas de subleito e sublastro.Item Análise da estabilidade e deformação de talude e túnel ferroviário em Liberdade/MG.(2018) Ribeiro, Renato Duque; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Almeida, Rodrigo Pereira de; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Ferreira, Lucas Deleon; Napa Garcia, Gian FrancoA ampliação de um túnel, próximo ao município de Liberdade (MG), promoveu um agravamento em uma deformação pré-existente na parede lateral da estrutura. A solução adotada para continuidade do tráfego ferroviário, foi a construção de uma variante para desvio do traçado original. Houve uma escavação de 243500 m³, executada em corte no relevo, com reforço do talude em solo grampeado na região contígua ao túnel. De acordo com as investigações geotécnicas de campo e laboratório, o solo superficial, residual maduro, composto por argila arenosa, e o solo das cotas inferiores, residual jovem, é basicamente arenoso, mal graduado com silte e traços de argila. A correlação entre os valores de resistência à penetração, dos dois métodos de sondagem utilizados, SPT e DPL, indicou uma equação específica para o solo residual jovem, por meio de uma regressão linear. Através destes dados e por correlações para solos tropicais, foi possível estimar os parâmetros de resistência e deformabilidade das unidades de solo presente no entorno do túnel. A coesão obtida para solo está entre 9 e 16 kN/m² e ângulos de atrito interno em torno de 32°. A análise de estabilidade, que considerou 4 modelos conhecidos, indicou uma região localizada acima da berma da estrada com superfícies potenciais de ruptura com FS inferiores a 1,30, abaixo do exigido por norma. A aplicação do solo grampeado nos taludes entre a ferrovia e a berma da estrada promoveu um acréscimo de 20% no FS, entretanto, não houve alteração do nível de segurança nos taludes localizados acima da berma da estrada. A análise de deformação foi realizada em 5 pontos no entorno do túnel, onde foram verificadas alterações entre 3 e 33 milímetros. Estas deformações são devidas ao alívio de carga ou acomodação na nova geometria do talude. A maior variação foi medida no segundo talude acima da estrada, naquela região com FS abaixo do necessário. Tais deformações foram comparadas com o monitoramento feito por extensômetros e medição da distância entre as paredes por trena a laser, apontando diferenças de ordem centimétrica. Para todos os extensômetros, as deformações verificadas estão abaixo de 5cm.Item Análise da influência das raízes de vetiver nos parâmetros de resistência dos solos com a profundidade.(2017) Teixeira, Thiago Marques Baptista; Lima, Hernani Mota de; Lima, Hernani Mota de; Ferreira, Lucas Deleon; Pereira, Aloísio RodriguesA utilização de técnicas de bioengenharia na estabilização de taludes tem crescido dentre os projetos geotécnicos nos últimos anos. Taludes vegetados apresentam inúmeras vantagens no que se refere à redução de processos erosivos e aumento da estabilidade contra escorregamentos rasos além de serem menos onerosos e de fácil implantação. A espécie de planta recomendada pelo Banco Mundial para projetos de engenharia de taludes e uma das mais utilizadas é a "Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty" conhecida mundialmente como Vetiver. Buscou-se nesta dissertação compreender a influência do sistema de raízes do Vetiver nos parâmetros geotécnicos do solo, coesão (c) e ângulo de atrito (φ), bem como as alterações no Fator de Segurança de acordo com a profundidade. Foram desenvolvidos ensaios de cisalhamento direto a partir de amostras indeformadas com a presença do vetiver e também sem as raízes. Posteriormente foram simuladas condições de taludes hipotéticos nos ângulos de inclinação de 15º, 30º e 45º utilizando-se o método do talude infinito e também modelagens numéricas pelos métodos de Bishop e Janbu Simplificado. Os resultados demonstraram a efetiva influência das raízes de Vetiver no aumento da coesão aparente do solo, contribuindo para a melhoria das condições de estabilidade dos taludes.Item Análise de desempenho de uma barragem de rejeito considerando interferências de detonações em uma mina a céu aberto.(2020) Guimarães, Filipe Colen de Freitas; Ferreira, Lucas Deleon; Ferreira, Lucas Deleon; Lima, Hernani Mota de; Mendanha, Fabiano OliveiraA metodologia aplicada para análises de estabilidade em barragens, sobretudo no que diz respeito à análises considerando eventos sísmicos, vem sendo cada dia mais aplicada no estudo de projetos de barragens de mineração, sobretudo pelo fato dos últimos acidentes ocorridos com este tipo de estrutura, os quais têm sido apontados como eventos relacionados à liquefação. Desta forma, os gatilhos de liquefação devem ser considerados de maneira mais conservadora ou mais precisa para as análises de estabilidade. É comum observar nos projetos de barragens no Brasil, a adoção de coeficientes sísmicos sugeridos em normas brasileiras e elaboração de análises de estabilidade pseudo-estáticas em softwares de geotecnia. Porém os coeficientes aplicados pelas empresas de projeto, podem estar aquém de uma determinada região; seja pelo fato de haver sismos naturais, sismos induzidos ou mesmo tráfego de equipamentos que podem causar vibrações em uma determinada estrutura, levando ao colapso. Esta dissertação tem como objetivo avaliar o desempenho de uma barragem de rejeitos perante os impactos ocasionados por detonações de rochas promovidas em uma mina à céu aberto localizada próxima à barragem. Os resultados de análises de estabilidade gerados, mostraram que o fator de segurança da barragem de rejeito em estudo foi superior aos estabelecidos pelas normas e critérios de projetos brasileiros. Além disso, os valores de aceleração de partícula registrados por sismógrafos instalados na barragem permitiram a classificação das detonações como Intensidades Instrumentais de nível VI, associadas a danos potenciais leves.Item Análise do desempenho de geotêxteis como elemento filtrante no processo de adensamento eletrocinético.(2022) Oliveira, Lilian Agda de; Ferreira, Lucas Deleon; Ferreira, Lucas Deleon; Urashima, Denise de Carvalho; Silva, Jefferson Lins daOs geossintéticos são aplicados em obras de engenharia em diversas funções, uma vez que que estes materiais apresentam acentuada versatilidade e se adaptam à diferentes demandas da engenharia. Neste contexto, estão inseridos os geossintéticos condutores de eletricidade (GCE), também conhecidos pela terminologia em inglês Electrically Conductive Geosynthetics (EKG’s), trata-se de um geocomposto drenante. O conceito GCE consiste em materiais geossintéticos tradicionalmente utilizados na função de filtrar e drenar e recebem a inserção de elementos condutores de eletricidade em sua estrutura. Tais materiais têm sido empregados em projetos de desaguamento de rejeitos de mineração e adensamento de solos moles, o presente trabalho se insere nesta aplicação. Com o intuito de analisar o desempenho dos geossintéticos na filtração do adensamento eletrocinético, foram realizados ensaios de adensamento eletrocinético de um solo em consistência de lama (teor de sólidos próximo a 45%). Na série de experimentos, avaliou-se o efeito do gradiente de potencial elétrico (com 100V/m e 50V/m) submetido a uma corrente contínua. Como elemento filtrante, utilizou-se um tipo de geotêxtil não tecido e outros dois tecidos. Foram verificadas a influência destes elementos a partir da eficiência de desaguamento, da perda de voltagem na interface geocomposto/solo e do volume de água drenado. Foi possível perceber o melhor desempenho do geotêxtil tecido no que tange a quantificação do volume drenado se comparado ao geotêxtil não tecido. Além disso, registrou-se o fluxo eletrosmótico que foi no sentido do catodo para o anodo em todos os experimentos com gradiente de 100V/m. Amaior eficiência de desaguamento foi no ensaio que utilizou gradiente de 100V/m e autilização do geotêxtil tecido. Verificou-se que os materiais analisados não obtiveram bom desempenho em testes cone para análise de eficiência de filtração, contudo, nos ensaios de adensamento eletrocinético todos os materiais apresentaram resultados satisfatórios a partirda coleta do fluido com baixa turbidez nestes ensaios.Item Análise geotécnica da erodibilidade do rejeito proveniente do rompimento da barragem de Fundão : um estudo de caso na Bacia do Rio Gualaxo do Norte.(2023) Baudson, Diogo Reis Stavaux; Ferreira, Lucas Deleon; Ferreira, Lucas Deleon; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Couto, Bruno de Oliveira CostaO rompimento da barragem de Fundão foi responsável pela geração de inúmeros impactos ambientais. A bacia do Rio Gualaxo do Norte foi umas das áreas mais afetadas pela tragédia, onde a deposição do rejeito provocou um agravamento dos processos erosivos, sobretudo nos períodos chuvosos, em que os mecanismos de erosão hídrica se intensificam. Apesar de muitas medidas terem sido tomadas, em diversas localidades da bacia o rejeito ainda se encontra presente. Este trabalho teve como objetivo principal investigar a erodibilidade do rejeito, comparando-o com duas classes de solo e utilizando metodologias indiretas sob a perspectiva da engenharia geotécnica. A campanha experimental contemplou ensaios de caracterização física, química, mineralógica e da metodologia MCT. Também foram realizados ensaios de sucção, adensamento e cisalhamento direto em amostras indeformadas de rejeito. Paralelamente aos estudos de erodibilidade, foram realizados ensaios para comparar os principais parâmetros geotécnicos, químicos e mineralógicos de amostras de solo coletadas em áreas diretamente impactadas e não impactadas pela lama. Os resultados de caracterização física confirmaram a menor resistência do rejeito, representada pelos elevados teores de silte (48%) e areia fina (32%), baixa plasticidade, elevado peso específico natural (1,93 g/cm3 ) e de partículas (2,95 g/cm3 ), baixa porosidade (36%) e a menor condutividade hidráulica. Os ensaios químicos e mineralógicos identificaram baixo teor de matéria orgânica e a presença de óxidos e hidróxidos de Fe e Al, enquanto os solos apresentaram mineralogia variável. A metodologia MCT mostrou ser coerente com as características das amostras e de boa aplicação para materiais como o rejeito. Os ensaios de adensamento indicaram uma baixa compressibilidade e comportamento colapsível para as tensões de 25, 50 e 100 kPa. A perda de resistência ao cisalhamento devido à inundação foi significativa, cerca de 15 vezes menor que na condição seca. Quanto aos solos coletados nas áreas impactadas e não impactadas, a caracterização geotécnica mostrou que o solo impactado apresentou o dobro da fração argila e uma pequena redução da porosidade e do índice de vazios. Os ensaios de FRX apresentaram um aumento expressivo de Fe2O3 (88%), enquanto os ensaios de DRX foram inconclusivos, não permitindo afirmar que a deposição da lama teve influência direta na mineralogia do solo impactado. Através das análises foi possível constatar que o rejeito apresenta elevada predisposição à erosão hídrica, contribuindo significativamente com os processos erosivos e favorecendo a degradação ambiental na bacia.Item Análise geotécnica em estacas hélice contínua no município de Sinop-MT.(2019) Romanini, Augusto; Porto, Thiago Bomjardim; Porto, Thiago Bomjardim; Ferreira, Lucas Deleon; Azevedo, Crysthian Purcino Bernardes; Crispim, Flavio AlessandroO projeto de estruturas de fundação profundas utilizando métodos semi-empíricos não possibilita a verificação da probabilidade de falha, podendo resultar em estruturas superdimensionadas ou subdimensionadas em termos de ocorrência de falhas. O uso de fatores de segurança (FS) globais ou parciais, nem sempre propiciam o conhecimento real segurança de uma estrutura de fundações. Atrelado a isso, pode-se citar também a influência do ensaio do tipo SPT (Standard Penetration Test) que implica no resultado do dimensionamento pelos métodos semi-empíricos. As provas de cargas possibilitam medir uma carga real e respectivo deslocamento, que podem levar a estrutura de fundação a ruptura ou não, com o intuito de compreender o comportamento da estaca e sua respectiva interação com solo por meio da aplicação do carregamento. Nesse quesito, a pesquisa analisou 8 provas de cargas estáticas realizadas em estacas do tipo hélice contínua, de 4 diâmetros diferentes e com comprimento de 30 m cada, executadas no município de Sinop – MT, por meio de sondagens do tipo SPT realizou-se o dimensionamento destas estacas utilizando método de Décourt-Quaresma (1978;1996) e conduziu-se o mapeamento geotécnico utilizando o banco de sondagens disponíveis. Através das cargas obtidas pela interpretação de provas e métodos semi-empíricos realizou-se a análise do comportamento das cargas, recalque e de confiabilidade dessas estacas. Observou-se que o método de Décourt-Quaresma (1978;1996) subestima a carga admissível das estacas quando comparado as cargas obtidas a partir das provas de carga. Nota-se que o FS igual a 2,0 resultou em análise de confiabilidade em que a ocorrência da carga de trabalho ocorre de forma certa (a cada 1 dia) ou frequente (a cada 1 semana) ou provável (a cada 1 mês), algumas análises resultaram em probabilidade de falha considerada ocasional com a carga de trabalho ocorrendo a cada 1 ano, porém, quando a carga é dimensionada em função dessa expectativa de falha ocorrem FS negativos ou carga de trabalho abaixo do esperado pelo método de dimensionamento semi-empírico utilizado. Algumas análises retornam FS próximos ou abaixo do valor de 1,0, indicando que a falha é certa. A análise probabilística mostrou-se como uma importante ferramenta para a análise de cargas em estacas.Item Análise probabilística de estabilidade de um talude grampeado sobre emboque de um túnel.(2023) Silva Júnior, Paulo César da; Ferreira, Lucas Deleon; Ferreira, Lucas Deleon; Porto, Thiago Bomjardim; Pereira, Armando BelatoA caracterização de maciços terrosos e rochosos é uma necessidade para elaboração de projetos geotécnicos, com a ampliação e popularização de ensaios geotécnicos de campo e de laboratório, a obtenção de parâmetros geotécnicos representativos do local de estudo torna-se uma realidade, mas ainda existem incertezas relacionadas com a variabilidade geológica/geotécnica desses maciços. Nesse contexto, a utilização de métodos determinísticos em análises e em projetos tem sido substituída pela aplicação de métodos probabilísticos de análise. Os métodos probabilísticos complementam e permitem quantificar as incertezas inerentes às variabilidades dos parâmetros geotécnicos por meio do Índice de Confiabilidade β. Esse, por sua vez, evidencia o quanto o fator de segurança probabilístico apresenta valores mais confiáveis e de impacto na redução da Probabilidade de Ruptura, embora não expresse todas as fontes de dispersão envolvidas na obtenção dos dados. No presente trabalho é apresentado um estudo de caso relacionado com a análise de estabilidade de duas seções de um talude reforçado com grampos. As simulações foram conduzidas por métodos de equilíbrio limite utilizando-se de análises determinísticas e probabilísticas. Foram avaliadas a influência de parâmetros geométricos (inclinação e altura dos taludes), bem como a configuração dos grampos no Fator de Segurança (FS) da estrutura. Adicionalmente, foi constatado por intermédio de análises de sensibilidade as influências dos parâmetros geotécnicos no FS. Neste estudo foram utilizados dois métodos probabilísticos complementares (FOSM e Monte Carlo) usualmente empregados em análises de estabilidade de taludes. As duas seções do estudo de caso de um talude reforçado com grampos, apresentaram índice β distintos, apesar de possuírem geometrias semelhantes. A estratificação e interpretação das camadas dos solos apresentaram ter grande relevância na probabilidade de ruptura da estrutura.Item Avaliação comparativa de modelos constitutivos para um rejeito de minério de ferro do Quadrilátero Ferrífero.(2022) Faria, André de Oliveira; Ferreira, Lucas Deleon; Delgado, Bruno Guimarães; Ferreira, Lucas Deleon; Pereira, Eleonardo Lucas; Cirone, AlessandroA Mecânica dos Solos em sua abordagem clássica apresenta limitações no que tange, principalmente, o comportamento plástico dos solos na medida em que aspectos de resistência e de deformabilidade são tratados de maneira distinta e simplificada. Neste contexto, a Mecânica dos Solos dos Estados Críticos propõe uma abordagem integrada do comportamento do solo, introduzindo o conceito de estado crítico associado à teoria da plastificação com endurecimento e amolecimento. Essa consideração permite um tratamento mais rigoroso na resolução dos problemas, em especial àqueles relacionados ao comportamento tensão-deformação. A disseminação desse conceito ainda é relativamente nova no Brasil, uma vez que o tema não é usualmente abordado na esfera acadêmica e tem sido aplicado pontualmente no mercado de trabalho, em que tradicionalmente são adotadas soluções de modelagem mais simples. Neste contexto, o objetivo deste trabalho consiste em comparar a capacidade preditiva de três modelos constitutivos para a simulação do comportamento de um rejeito de minério de ferro do Quadrilátero Ferrífero, considerando o modelo de Mohr-Coulomb, amplamente utilizado no mercado de trabalho, Cam-Clay Modificado e NorSand, os quais consideram o conceito de estado crítico em suas formulações. Para o desenvolvimento das modelagens foi utilizado o programa GeoStudio (SIGMA/W) e dados experimentais disponíveis na literatura. Os resultados numéricos a partir da utilização do modelo constitutivo Mohr-Coulomb confirmaram as suas limitações em termos de resposta perfeitamente plástica. Dentre os três modelos, o NorSand foi aquele que apresentou melhor representatividade numérica em relação ao comportamento experimental, o que pode estar atrelado à utilização do maior número de parâmetros, à aplicação do parâmetro de estado, bem como à natureza siltosa do rejeito analisado. Adicionalmente, observou-se dificuldade em simular o comportamento denso do material, o que pode estar associado à formação de planos de cisalhamento durante o ensaio triaxial, bem como à complexidade em modelar a ocorrência desse fenômeno em ensaios virtuais utilizando o modelo NorSand. Por fim, a melhor aderência aos resultados experimentais evidenciou a importância da aplicação da Mecânica dos Solos dos Estados Críticos nos estudos tensão-deformação, a qual pode ser eventualmente adotada na simulação do comportamento de estruturas reais submetidas a altas tensões, como perspectiva de pesquisas futuras.Item Avaliação da erodibilidade de diferentes horizontes em latossolos por meio da resistência não drenada em campo : estudo de caso na região do Quadrilátero Ferrífero –MG.(2021) Couto, Bruno de Oliveira Costa; Gomes, Romero César; Ferreira, Lucas DeleonA erosão é um processo natural de modelagem do relevo que sofre influência de diversos fatores. Dentre estes, as características específicas solo tem grande influência, propriedade chamada de erodibilidade. A maioria das metodologias para estimativa da erodibilidade contempla critérios determinados em laboratório e em campo, não havendo consenso para sua determinação, se tornando muito moroso em alguns casos. O presente trabalho aborda a erodibilidade em taludes de corte rodoviários, com a presença de horizontes com comportamento antagônicos entre si em relação a erosão. Para análise da erodibilidade foram realizados ensaios de caracterização em laboratório e a determinação de resistência ao cisalhamento em campo, por meio de mini vane test, sendo os resultados posteriormente correlacionados com o fator K de erodibilidade determinado com uso de metodologias indiretas. A erodibilidade mostrou relação expressiva com a resistência ao cisalhamento, onde horizontes suscetíveis à erosão possuem menores valores, reflexo direto de um conjunto de propriedades do solo, principalmente granulometria, plasticidade e teor de matéria orgânica. Por meio de análise de variância foi possível diferenciar os solos erodíveis dos não erodíveis, sendo que estes resultados também apresentaram correlação negativa significativa com o fator de erodibilidade. Portanto, a metodologia se mostrou promissora para estimar o potencial erodível de solos em campo.Item Avaliação do regime de fluxo e da poropressão de uma barragem alteada para montante : comparação das observações de campo e da modelagem numérica.(2017) Ribeiro, Artur Bastos; Barbosa, Terezinha de Jesus Espósito; Barbosa, Terezinha de Jesus Espósito; Ferreira, Lucas Deleon; Ribeiro, Saulo Gutemberg SilvaA crescente demanda e a exploração mineral em jazidas com teores de concentração cada vez mais baixos, resultam numa produção maior do material de descarte do rejeito. Os rejeitos são em sua maioria descartados em forma de polpa, com grande volume de água em barragens de contenção. Na indústria da mineração as barragens de rejeito construídas pelo método de montante são as preferidas pela praticidade e pelo fato do material necessário à construção fazer parte do processo de produção. Apesar de não se tratar de solos de formação natural, os conceitos da mecânica dos solos são aplicados no estudo dos rejeitos. O estudo e o monitoramento das estruturas existentes se tornam essenciais para o aperfeiçoamento das técnicas de gestão e contenção de rejeitos na mineração. Os reservatórios de rejeito são estruturas heterogêneas, além de serem dinâmicas com a construção ocorrendo em etapas. A interpretação do comportamento do regime de fluxo e do desenvolvimento das poropressões ao longo da operação é desafiadora, visto que o regime pode ser influenciado por uma série de fatores, tais como: teor de ferro presente, granulometria, segregação hidráulica das partículas, concentração da polpa, taxa de disposição, etc. A proposta desta dissertação é realizar um estudo do regime de fluxo e das poropressões de uma barragem de rejeitos de minério de ferro alteada por montante. Foram avaliadas as características geotécnicas das partículas depositadas no reservatório através de ensaios de laboratório e de campo. A partir da instrumentação instalada e resultados de ensaios geotécnicos de campo, observou-se o comportamento do regime de fluxo. A partir dos parâmetros encontrados foram elaborados uma série de modelos numéricos para observar a influência da variação da permeabilidade da fundação, permeabilidade dos rejeitos, segregação da praia e construção dos alteamentos no regime de fluxo e poropressões. Posteriormente, os resultados dos modelos numéricos foram comparados com as observações de campo, ensaios geotécnicos e piezometria, para avaliação do regime real. Os resultados apresentaram indicativo da existência de fluxo verticalizado em direção a fundação. O modelo da condição 7 apresentou melhores resultados em relação as observações de campo. A condição 3 apresentou os resultados mais distantes.Item Avaliação geotécnica da influência da vegetação arbórea na estabilidade de taludes de pilhas de estéril.(2019) Mendanha, Fabiano Oliveira; Lima, Hernani Mota de; Lima, Hernani Mota de; Ferreira, Lucas Deleon; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de; Barbosa, Michele Cristina Rufino; Martins, Sebastião VenâncioA inclusão da presença de árvores numa análise de estabilidade de taludes não é muito comum. Do ponto de vista geotécnico, a influência de árvores, resume-se a uma análise qualitativa. Para as análises de estabilidade, as forças decorrentes da presença arbórea não são, normalmente, consideradas. Atribui-se a essa não consideração à dificuldade de obtenção de parâmetros específicos de um sistema arbóreo num determinado talude. Este estudo avalia a influência dos parâmetros de coesão adicional imposta pelo enraizamento, do peso das árvores e da força do vento que, incidindo nas árvores é transmitida para o solo pelas raízes, numa análise de estabilidade em pilhas de estéril revegetadas. A força do vento é a variável mais complexa para ser quantificada dado às incertezas como a velocidade do vento, os coeficientes de arraste e as características locais. Em construções metálicas a força do vento é um parâmetro preponderante num dimensionamento estrutural. Este estudo propõe um modelo, baseado no cálculo estrutural de estruturas metálicas, para avaliação da influência arbórea em taludes naturais e construídos. O estudo apresenta ainda análises de sensibilidade dos parâmetros da vegetação e sua influência de acordo com o posicionamento das árvores em um talude. Os resultados quantitativos encontrados diferem de várias abordagens qualitativas observadas na literatura. O método sugerido foi aplicado numa pilha de estéril de uma mina recuperada. Os resultados encontrados de uma análise geotécnica considerando a presença de árvores em taludes são diversos em função do porte das árvores, do tipo de sistema radicular, da fertilidade ao longo do perfil do solo, da inclinação e posição das árvores no talude e da direção e da velocidade do vento. Os resultados sugerem que árvores de grande porte são indicadas para a base de uma pilha e que para o talude superior árvores de pequeno porte e arbustos são mais adequadas para garantia de estabilidade em longo prazo dos taludes.Item Caracterização de rejeito de minério de ferro por meio de ensaios de campo e laboratório aplicada à análise de susceptibilidade à liquefação.(2021) Coelho, Pablo dos Santos Cardoso; Ferreira, Lucas Deleon; Ferreira, Lucas Deleon; Pereira, Eleonardo Lucas; Minette, EnivaldoAs barragens de mineração construídas pelo método de alteamento a montante atualmente existentes no território brasileiro recentemente tornaram-se um sério problema de geotecnia, estabelecido o contexto das recentes rupturas ocasionadas pelo fenômeno de liquefação da barragem de Fundão, da Mina Germano, em 5 de novembro de 2015, localizada em MarianaMG e da barragem B1, da mina Córrego do Feijão, em 25 de janeiro de 2019, em BrumadinhoMG. Conhecida a relação entre a ocorrência das rupturas e a natureza suscetível à liquefação dos rejeitos de mineração dispostos na barragem exercendo o papel de fundação dos alteamentos, faz-se necessária a caracterização dos rejeitos de mineração a fim de se mensurar os riscos associados à operação, manutenção e descaracterização destas estruturas. Neste contexto, o presente trabalho apresenta um fluxo de caracterização de um rejeito de mineração de minério de ferro disposto hidraulicamente em uma barragem alteada pelo método de montante, atualmente em processo de descaracterização, aplicada a análises de susceptibilidade à liquefação. Foram percebidos no interior da estrutura dois rejeitos: um de natureza granular e outro de natureza fina. Foram analisados: ensaios de caracterização física e de resistência laboratoriais dos rejeitos finos, aos quais, dada a sua saturação parcial, fez-se necessária campanha de caracterização mais extensiva para elaboração do projeto de descaracterização; ensaios SPT e sCPTu realizados em ambos os rejeitos. A partir da análise do dado foi possível a estimativa de parâmetros geotécnicos de resistência e da suscetibilidade à liquefação. Adicionalmente, foram estimados parâmetros de permeabilidade e adensamento para os rejeitos finos.Item Comparação de metodologias para estimativa da resistência não drenada de um solo tropical silto argiloso a partir de ensaios CPTu.(2023) Rigatto, Ingrid Belcavello; Ferreira, Lucas Deleon; Ferreira, Lucas Deleon; Porto, Thiago Bomjardim; Araújo, Mariana Tonini deEste trabalho apresenta um estudo de caso de seção de barragem de terra apoiada sobre um solo tropical silto argiloso, analisando sua fundação. Os dados utilizados consistem em ensaios de caracterização geotécnica, SPT e CPTu com dissipação de poropressão. Além de mapas e descrições geológicas regionais e locais, utilizou-se os ensaios SPT e CPTu para estimativa do perfil estratigráfico, interpretando a condição de drenagem da seção pelos ensaios de dissipação. Subdividiu-se a fundação segundo o comportamento em relação ao sobreadensamento e valores de Bq, caracterizando dois materiais principais. A partir dessa seção principal, estima-se a resistência não drenada normalizada (Su/σ’v0) ao longo dos materiais da fundação, a partir dos ensaios CPTu realizados e interpretados por cinco metodologias (autores diferentes e fator de capacidade de carga pela resistência de ponta ou poropressão como base). Também estimou-se a resistência não drenada normalizada a partir do modelo de Mayne e Mitchell (1988), que utiliza ensaios de caracterização laboratorial. O estudo compara os valores obtidos entre si e entre os dois materiais principais, destacando as particularidades das metodologias que focam na resistência de ponta ou na poropressão do ensaio CPTu, comparando com a metodologia que não utiliza CPTu. Entre os principais resultados, observa-se a necessidade de uma boa estimativa das condições de poropressão em profundidade e influência do OCR no valor da resistência, que não é contemplado em alguns modelos. O estudo destacou a importância da avaliação da metodologia que se aplica ao local estudado com a avaliação conjunta de ensaios de campo e laboratório, principalmente para solos tropicais. Dentre as metodologias analisadas, Battaglio et al. (1981) e Robertson e Cabal (2014) foram as mais conservadoras, enquanto as mais arrojadas foram as de Mayne e Peuchen (2018) e Agaiby e Mayne (2018). Já a metodologia de Mantaras et al. (2014b) indicou variabilidade dos resultados em virtude dos valores de OCR.Item Comportamento de ancoragens passivas em ensaios de arrancamento executados em Itabirito friável.(2023) Gomes, Daniel da Silva; Porto, Thiago Bomjardim; Porto, Thiago Bomjardim; Ferreira, Lucas Deleon; Rincent, Jean JacquesNos últimos anos ocorreu um aumento nas aplicações da técnica de solo grampeado, no entanto há uma dificuldade na compreensão do comportamento das ancoragens, seja para dimensionamento ou por questões de funcionamento do elemento, sendo promissoras as pesquisas que se concentram a ampliar o conhecimento neste quesito. Esta dissertação apresenta informações do comportamento de ancoragens passivas inseridas em material itabirito friável, submetidas a ensaios de arrancamento convencionais e monitorados com extensômetros elétricos. Estes ensaios de arrancamento foram executados em uma obra geotécnica com características peculiares e com a utilização de infraestrutura pesada, no total foram submetidas aos ensaios, 18 ancoragens concentradas numa região da obra. As ancoragens foram executadas com variabilidade do comprimento do trecho ancorado, com 1,00 metro, 2,00 metros e 3,00 metros do trecho ancorado com preenchimento por calda de cimento. Seis ancoragens destas foram ensaiadas após a instalação de extensômetros elétricos, bem como a utilização de célula de carga e transdutor LVDT para a validação da carga aplicada sobre a ancoragem e obtenção do deslocamento respectivamente, no intuito de avaliar o comportamento da distribuição da carga durante os estágios de carregamento e descarregamento. Nove ensaios foram realizados com o procedimento adaptado da NBR 5629 (ABNT, 2018), obtendo informações de carregamento e descarregamento, enquanto três ensaios foram executados com o procedimento com taxa de carregamento constante até a ruptura geotécnica, os quais não foram obtidos diferenciação nos resultados de carga de ruptura comparado aos ensaios com execução de carregamento/descarregamento. Foram também realizados ensaios de laboratório para caracterização do material e execução de ensaios de cisalhamento direto. As amostras foram coletadas em região próxima aos ensaios de arrancamento. Os resultados obtidos nos ensaios de arrancamento demonstraram que com o aumento do comprimento do trecho ancorado ocorre uma ligeira redução na resistência ao arrancamento das ancoragens. E que os valores de resistência ao arrancamento obtidos nos ensaios com taxa de carregamento constante foram considerados mais conservadores comparado aos ensaios de arrancamento executados com metodologia convencionais. A partir disto conclui que esta pesquisa apresentou resultados com boas perspectivas para o aperfeiçoamento no conhecimento do comportamento de ancoragens passivas a partir da execução de ensaios de arrancamento em itabirito friável.Item Contribuição ao estudo do comportamento mecânico de um solo residual compactado empregado no Dique Direito da UHE Baguari.(2022) Capanema, Priscila Ítala; Pereira, Eleonardo Lucas; Pereira, Eleonardo Lucas; Ferreira, Lucas Deleon; Villar, Lúcio Flávio de SouzaPor muitos anos privilegiou-se na construção de barragens de terra no Brasil o emprego de solos mais nobres em detrimento dos solos residuais. A dificuldade em se lidar com os solos residuais reside no fato destes se comportarem de maneira distinta dos solos sedimentares, predominantes no hemisfério norte e nos quais toda a Mecânica dos Solos Clássica foi baseada. O principal fator responsável pelo comportamento mecânico diferenciado dos solos residuais é a presença de uma pressão negativa na água dos poros, denominada sucção. Apesar de conferir ao solo um acréscimo de resistência, a sucção costuma ser desprezada nos projetos geotécnicos por se entender que na maioria dos casos a condição saturada corresponde à situação mais crítica à qual a obra pode estar sujeita ou pela dificuldade em se obter os parâmetros de resistência do solo não saturado necessários às análises. O desenvolvimento da Mecânica dos Solos Não Saturados, entretanto, proporcionou o surgimento de formulações empíricas para estimativa da resistência na condição não saturada, que podem ser úteis nas fases preliminares dos projetos geotécnicos, tais como a função hiperbólica proposta por Vilar (2006). Com o objetivo de caracterizar geotecnicamente e avaliar experimentalmente a influência da sucção na resistência ao cisalhamento de um solo residual de gnaisse compactado empregado na construção do Dique Direito da Usina Hidrelétrica Baguari, foi realizado um extenso programa experimental em amostra deformada de solo coletada em uma das áreas de empréstimo utilizadas na época da construção, que permitiu constatar que o solo residual corresponde a um silte areno argiloso de baixa plasticidade, altamente intemperizado, com estrutura composta por micro-agregados e que sua curva de retenção de água apresenta distribuição bimodal de poros. Empregando-se a metodologia proposta por Vilar (2006) foram verificadas alterações significativas nos parâmetros de resistência do solo na passagem da condição saturada para a condição não saturada. Enquanto o intercepto coesivo variou de 16,9 kPa para 52,2 kPa, o que representa um ganho de 3 vezes, o ângulo de atrito variou de 31,1o para 43,2o, representando um aumento de cerca de 40%. A função hiperbólica de Vilar (2006) possibilitou ainda a estimativa da envoltória de resistência ao cisalhamento do solo não saturado.Item Creep em rejeito de bauxita : caracterização reológica e simulação numérica.(2023) Duarte, Jessica Pereira; Ferreira, Lucas Deleon; Ferreira, Lucas Deleon; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de; Delgado, Bruno GuimarãesO conhecimento do comportamento de fluência de rejeitos de mineração pode auxiliar na acurácia da previsão do comportamento tensão-deformação-tempo dos materiais e na otimização de espaço para armazenamento de rejeitos, porém estudos sobre o assunto ainda são limitados. O comportamento da fluência em rejeitos de bauxita foi analisado através de uma abordagem teórica e prática, baseada na caracterização reológica (ensaios reológicos de creep e rotacionais) e análises numéricas. Os testes de fluência e recuperação realizados nos rejeitos de bauxita revelaram que o material apresentou deformações irreversíveis quando submetido a ciclos de carregamento constantes, indicando alterações em sua estrutura sólida com comportamento viscoelástico-plástico. O desenvolvimento do modelo numérico foi baseado em parâmetros geotécnicos estimados a partir de um compilado de ensaios de laboratório e de campo. Por meio da análise numérica, foi possível comparar o desenvolvimento de deslocamentos, poropressão e tensões entre um modelo constitutivo que considera fluência (Soft Soil Creep, SSC) e um modelo constitutivo simplificado (elástico perfeitamente plástico com critério de ruptura de Mohr-Coulomb), que não incorpora a dimensão do tempo. O trabalho destaca que a incorporação da dimensão temporal e das características viscoplásticas do material é fundamental para uma caracterização mais completa e assertiva dos fenômenos de adensamento e fluência, principalmente para rejeitos.Item Desaguamento e adensamento de rejeito de mineração utilizando processos eletrocinéticos.(2016) Ferreira, Lucas Deleon; Gomes, Romero César; Gomes, Romero César; Luz, José Aurélio Medeiros da; Rodrigues, Otávia Martins Silva; Almeida, Maria das Graças Gardoni de; Barbosa, Maria CláudiaO processo de disposição de rejeitos de mineração está frequentemente associado à construção de grandes estruturas de contenção seja pelo elevado volume desses resíduos gerados nas plantas industriais de beneficiamento ou pelas dificuldades na concessão de novas áreas de disposição. É evidente que, nos últimos anos, essas estruturas de contenção foram maximizadas a dimensões surpreendentes, desencadeando um aumento considerável dos riscos associados a elas. Neste contexto, novas técnicas de gerenciamento integrando as diversas áreas da mineração envolvidas na exploração, beneficiamento e disposição de resíduos devem ser desenvolvidas visando a diminuição do volume de resíduos produzidos e também a otimização dos processos de disposição desses materiais. Dentre as novas metodologias, encontra-se a proposta de aceleração do processo de desaguamento/adensamento de rejeitos considerados finos, através das técnicas de eletrocinética. Os primeiros trabalhos envolvendo o desaguamento de resíduos da mineração através de técnicas de eletrocinética foram desenvolvidos nas décadas de 1970 e 1980 pela United States Bureau of Mines (USBM) nos Estados Unidos e pela organização de pesquisa CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization) na Austrália. Desde então a técnica tem despertado interesse e trabalhos recentemente foram realizados tais como Fourie (2006), Fourie et al (2007a, 2007b) Fourie e Jones (2009), Hall et al (2008) dentre outros. Nesse contexto, foram realizados ensaios de desaguamento/adensamento eletrocinético em um rejeito fino de bauxita, as amostras que inicialmente apresentaram percentuais de sólidos entre 20 e 30% de sólidos alcançaram valores finais compreendidos entre 43 e 66% nas diferentes versões dos experimentos. Os resultados aqui apresentados foram alcançados através de experimentos realizados em duas células eletrocinéticas: uma apresentada por Ferreira (2011) e outra desenvolvida durante a execução da presente pesquisa. A taxa de consumo de energia estimado por tonelada de rejeito drenado foi de 0,05 a 0,32 kWh/tonelada drenada, nos ensaios realizados na célula eletrocinética 2. Dessa forma, os resultados obtidos apresentam a associação de processos eletrocinéticos no desaguamento de rejeitos como uma técnica merecedora de maiores investigações.Item Desaguamento eletrocinético de rejeito de minério de ferro.(2020) Ferreira, Ana Carolina; Ferreira, Lucas Deleon; Ferreira, Lucas Deleon; Pereira, Eleonardo Lucas; Barbosa, Maria CláudiaDiante dos problemas enfrentados no cenário atual da mineração é imprescindível o desenvolvimento de estudos que apresentem formas eficazes de desaguamento dos rejeitos de mineração viabilizando sistemas alternativos de disposição destes materiais, bem como viabilizando o processo de fechamento e recuperação destas áreas, proporcionando, assim, segurança e maior vida útil ao empreendimento. Esse trabalho tem como proposta apresentar a aplicação de fenômenos eletrocinéticos em um rejeito fino de minério de ferro com intuito de acelerar o processo de desaguamento deste material. No Brasil, as principais referências que envolvem a temática dos fenômenos eletrocinéticos em rejeito de mineração, são embasados nos estudos realizados por Ferreira (2011), Ferreira (2016), Rezende (2017) e Ferreira (2018) utilizando rejeito da mineração de bauxita. Na presente pesquisa será utilizado um equipamento laboratorial e metodologias desenvolvidos por Ferreira (2016), sendo estes modificados e adaptados para as condições do rejeito analisado. Na primeira série de experimentos avaliou-se o efeito do gradiente de potencial elétrico (150 V/m, 100 V/m e 75 V/m) no desaguamento da polpa submetido a corrente contínua, e na segunda série avaliou-se a desidratação da polpa com a aplicação de corrente intermitente (12/6, 18/9 e 24/12 segundos ligado/desligado). O ensaio da primeira série com gradiente de potencial elétrico (150 V/m) iniciou com teor de sólidos igual a 37% e sendo alcançado um valor final de aproximadamente 59%. Tal ensaio apresentou o maior valor de eficiência de desaguamento, e consumo de energia equivalente a 17,8 kWh/m³. Notou-se que nos ensaios com intermitência de corrente e gradiente de potencial elétrico de 150 V/m, apresentou redução de aproximadamente 36% do consumo de energia quando comparados com o ensaio de 150 V/m e corrente contínua. Devido aos resultados promissores na eficiência de desaguamento da eletrocinética em rejeitos de mineração e ao baixo custo associado, tal técnica mostra-se merecedora de maiores investigações no que tange o comportamento desses materiais submetidos ao processo eletrocinético.
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