POSGEO - Mestrado (Dissertações)
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Resultados da Pesquisa
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 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 Corrosão do swellex : um estudo de caso na Mina Lamego - Sabará/MG.(2017) Lima, David Ribeiro; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Pinto, Cláudio Lúcio Lopes; Charbel, Paulo AndréO swellex foi utilizado como contenção no desenvolvimento da Mina Lamego por mais de 10 anos. Essa situação ocorreu porque Lamego foi inicialmente projetada como uma mina de tempo de vida útil curto e o uso de contenção temporária era a solução que melhor equalizava segurança, custos e produtividade. O desenvolvimento da mina acrescentou novas informações geológicas, aumentando a longevidade do empreendimento, tornando necessário o uso de contenções permanentes. Essa mudança ocorreu com a implantação do tirante com resina, resolvendo o problema a partir do local onde passou a ser instalado, mas existe um passivo que implica na segurança e produtividade. Dessa forma, é necessário conhecer o tempo de vida útil do swellex para direcionar a reposição de contenção. Lamego é uma mina rasa, com profundidades em torno de 600m. Não há um campo de tensões que provoque esforços capazes de comprometer o swellex. Portanto, entende-se que a ineficiência da contenção é devido à corrosão ao longo do tempo. Não são conhecidos estudos sobre a corrosão do swellex no Brasil. No exterior há estudos descritivos da corrosão de reforços. O trabalho de Villaescusa et al (2007) propõe uma classificação da corrosão em ambiente de mina subterrânea a paritr do monitoramento da corrosão em tempo real de medição, para condições ambientais simuladas em laboratório (câmaras de corrosão) e in situ. O trabalho aqui realizado foi classificar a corrosão na Mina Lamego a partir da proposta de Villaescusa et al (2007) e relacionar os resultados com testes de tração para estimar o tempo de vida útil do swellex. A estimativa obtida pemitiu observar a diferença de durabilidade do swellex em função da ausência ou presença de umidade no maciço e o tempo de vida útil curto dessas contenções quando expostas à água subterrânea.Item Estudo de estabilidade de taludes Step 2 Sul Mina Serra do Sapo Conceição do Mato Dentro/MG.(2017) Barros, Manollo dos Santos; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Lana, Milene Sabino; Magalhães, Fábio SoaresO processo de estudo de estabilidade de taludes consiste em uma sequência de atividades para o desenvolvimento de um raciocínio lógico, buscando as premissas de um projeto, ou entendimento de um evento indesejado. Neste sentido esta dissertação vêm exemplificar o desenvolvimento deste raciocínio em um estudo de caso referente à estabilidade de taludes, do Step 2 Sul, da Mina da Serra do Sapo em Conceição do Mato Dentro, que consiste numa cava a céu aberto de lavra e Itabirito. Serão apresentadas metodologias já consagradas, como a classificação do maciço rochoso utilizando Rock Mass Raiting, associadas a ensaios não tão usuais, como por exemplo cisalhamento de blocos de grandes dimensões (30 x 30 x 30 cm), buscando sempre a melhor alternativa dentro de uma metodologia lógica e consistente. Neste trabalho também serão apresentados problemas comuns durante a fase de coleta de dados, como por exemplo, no recebimento dos ensaios de laboratório e a partir daí interpretar e apresentar parâmetros de análise factíveis com a realidade. Sendo o objeto, dessa dissertação a metodologia, o resultado dela está em conseguir passar por todas as etapas necessárias para o desenvolvimento de um estudo de estabilidade de talude com a qualidade necessária para a tomada de decisão no passo seguinte, seja pela confirmação ou mudança da geometria ou pela necessidade de aprimoramento de algum parâmetro de análise.Item Perfilagem geofísica aplicada à determinação de parâmetros geomecânicos em maciços rochosos.(2017) Pereira, Wanderson Roberto; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Lana, Milene Sabino; Magalhães, Fábio SoaresA caracterização de maciços rochosos depende do emprego de métodos eficientes de determinação de parâmetros geomecânicos. Nesse contexto, a perfilagem geofísica constitui uma ferramenta abrangente e precisa, permitindo o mapeamento de descontinuidades, a determinação do RQD (Rock Quality Designation) e dos módulos elásticos in situ, com medidas tomadas diretamente no interior do maciço. Neste trabalho foram utilizadas as ferramentas de perfilagem geofísica gama natural para a definição de domínios litológicos, ferramenta gama-gama para a determinação das densidades, ferramenta OTV (Optical Televiewer) e ATV (Acoustic Televiewer) para o mapeamento de descontinuidades e ferramenta Full Wave Sonic para determinação das velocidades de propagação de ondas acústicas compressionais e cisalhantes no interior de cinco maciços rochosos. Foram mapeadas 17.438 descontinuidades, separadas em classes de acordo com sua abertura e condição de preenchimento, medidos 3.533,3 m de dados de densidade e 950,7 m de dados de velocidade de propagação de onda, cujos dados permitiram determinar módulos elásticos ao longo dos furos estudados. Foram feitos ensaios de compressão uniaxial para comparação com os dados obtidos de perfilagem geofísica, tendo o módulo de Young apresentado valores sistematicamente menores que os obtidos através dos ensaios de compressão uniaxial, os valores do módulo cisalhante apresentaram valores muito próximos aos obtidos nos ensaios, e o coeficiente de Poisson apresentou valores acima do obtido nos ensaios para intervalos de rocha fraturada e abaixo, mas muito próximo deste para intervalos compactos. A densidade apresentou valores entre 0,3 e 4,5 g/cm³, a velocidade de propagação de ondas compressionais variou entre 2.000 e 7.000 m/s, e as e velocidades de propagação de onda cisalhante, variou entre 1.000 e 3.000 m/s. O módulo de Young apresentou valor máximo de 62 GPa, o módulo cisalhante apresentou valor máximo de 68 GPa, e a razão de Poisson apresentou valor máximo de 0,46.Item Reavaliação do sistema de classificação de barragens realizado pelo DNPM.(2017) Pedrosa, Leonardo; Gomes, Romero César; Gomes, Romero César; Barbosa, Terezinha de Jesus Espósito; Ribeiro, Luís Fernando MartinsO setor mineral é estratégico para a economia do Brasil. No entanto, a extração de bens minerais, em geral, gera uma grande quantidade de resíduos, os quais, em grande quantidade são armazenados em barragens. Os rompimentos dessas estruturas têm levantado preocupação em relação à segurança das barragens. Nesse contexto, o Governo Federal implantou a Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB) no ano de 2010. Dentre os temas abordados nessa política foi proposto um sistema de classificação das barragens em relação aos riscos e danos que essas estruturas apresentam. O Departamento Nacional de Produção Mineral – DNPM através da PNSB classifica as barragens em relação à Categoria de Risco, aspectos Características Técnicas, Estado de Conservação e Plano de Segurança e em relação ao Dano Potencial Associado. No entanto, as barragens onde os acidentes aconteceram apresentavam baixo risco nessa classificação. Portanto, este estudo teve o objetivo de verificar a eficiência do sistema de classificação das barragens. O estudo foi realizado em quatorze barragens de rejeito, localizadas no estado de Minas Gerais, nas quais foram realizadas vistorias em campo a fim de verificar se as informações prestadas pelo empreendedor retratam a real situação do empreendimento. Além disso, verificar se existe necessidade de adequação no atual sistema de classificação. Os resultados encontrados em relação à Categoria de Risco, parâmetro Estado de Conservação, revelam que em 100% das barragens, a pontuação informada pelo empreendedor foi menor que a constatada na vistoria. Mesmo com o aumento da pontuação, somente 21% das barragens mudaram de classificação em relação ao CRI (Índice de Categoria de Risco). Em relação ao DPA (Dano Potencial Associado) 36% das barragens tiveram uma nova classificação. Em relação à Classificação Final, que correlaciona o CRI e DPA, 50 % das barragens tiveram uma nova classificação. Portanto, é possível considerar que a PNSB foi um grande avanço na gestão da Segurança das Barragens, no entanto, precisa de adequações a fim de minimizar os riscos inerentes à atividade.Item Finos de agregados reativos na minimização da reação álcali-agregado.(2017) Oliveira, Magno André de; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Lima, Hernani Mota de; Paiva, Paulo Renato Perdigão deObjetivado ao desenvolvimento de um novo produto que minimize a Reação Álcali Agregado RRA, avaliou-se a utilização de finos de rochas reativas em substituição ao cimento Portland. Para isso foram dosadas argamassas para o ensaio acelerado de expansibilidade por RAA com substituição do cimento Portland por finos de rochas reativas nos percentuais de 10, 20 e 30%. Como rocha reativa, foi utilizado o basalto usado na construção da usina hidrelétrica de Nova Ponte. Os materiais utilizados foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, granulometria, petrografia. As argamassas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, absorção de água, índice de vazios, massa específica, resistência à compressão, módulo de elasticidade, flexão e expansibilidade acelerada em prismas de argamassas. Os resultados apresentados pelo MEV, revelaram que quanto maior o percentil adicionado de finos, menor é a ocorrência patológica nas argamassas. Ademais, o material apresenta um caráter inibidor pela difração de raio X, a qual observou-se que, nenhum novo produto foi gerado pelo material adicionado e nem pela condição de cura dos CPs. Em relação ao resultado de petrografia, confirmou-se a reatividade do material usado, tendo como composição 30% de vidro vulcânico. Sob a determinação da absorção de água por imersão - Índice de vazios e massa específica, os resultados avaliados pelo método estatístico Scott_Knott demostram que, independente das substituições, os compósitos se apresentam semelhantes. Referente aos ensaios mecânicos de compressão, a argamassa contendo 10% m/m são semelhantes ao padrão e quanto maior a substituição de cimento CPV menor e a sua resistência. A tração na flexão, revela que quanto maior o percentil adicionado melhor é o seu comportamento, o mesmo pode-se afirmar para o módulo de elasticidade. Por fim, o ensaio de expansibilidade das argamassas contendo substituição de 20 e 30 (% m/m), demostram-se ser 100% eficientes, inibindo por completo a RAA. Neste contexto, após avaliação de todos os resultados, concluiu-se que os finos adicionados são eficientes como material pozolânico e minimizador da expansibilidade, sem alterações significativas das demais propriedades dos compósitos.Item Avaliação de indicadores geoquímicos no processo natural de atenuação da fração orgânica do percolado na região do aterro sanitário de Belo Horizonte - MG.(2011) Barella, Cesar Falcão; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Nalini Júnior, Hermínio AriasA Atenuação Natural Monitorada – MNA é uma técnica de remediação baseada na capacidade natural de atenuação ao longo do tempo, envolvendo processos físicos, químicos e biológicos que, sob condições favoráveis, vão influenciar o comportamento do poluente no solo. Para avaliar a sua viabilidade, os órgãos ambientais responsáveis têm exigido a realização de uma série de estudos que demonstrem a ocorrência desses processos, principalmente os capazes de degradar o contaminante, visto que esses são os únicos aptos a removê-lo do sistema. Com o objetivo de avaliar a eficácia do processo de atenuação da água subterrânea do aterro sanitário de Belo Horizonte, a metodologia foi baseada na quantificação e distribuição espacial de indicadores geoquímicos capazes de evidenciar a degradação da fração orgânica do contaminante, além da determinação indireta de processos como diluição e sorção, que, apesar de não removerem a contaminação, podem atenuar o efeito e retardar seu deslocamento. O processo de degradação do contaminante orgânico envolvido no mecanismo de atenuação natural se desenvolve através de reações de oxidação-redução catalisadas por microorganismos específicos na presença de Aceptores Terminais de Elétrons – TEAs, podendo ser identificado pela redução na concentração do oxigênio dissolvido, nitrato e sulfato, além do aumento na concentração de ferro dissolvido. A observação de outros fenômenos, como por exemplo, a perda do contaminante ao longo do tempo e a elevação da alcalinidade sob condições anaeróbicas também podem ser utilizados para evidenciar o fenômeno. A amostragem foi realizada pela adoção da metodologia de baixa vazão, com a coleta de água para determinação de O2, NO3-, NO2-, SO4-2, H2S, pH, Eh e turbidez em laboratório terceirizado (CTQ Análises Químicas e Ambientais) e de metais e metalóides no Laboratório de Geoquímica Ambiental – LGqA da Universidade Federal de Ouro Preto, contemplando as seguintes espécies químicas: Al, As, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Sc, Sr, Ti, V, Y e Zn. Além disso, foram utilizadas informações de análises históricas da água subterrânea fornecidas pela Superintendência de Limpeza Urbana de Belo Horizonte – SLU. Todos esses dados, quando utilizados em conjunto, permitiram verificar a ocorrência de processos como a degradação aeróbia do contaminante seguido da redução de ferro e sulfato na proximidade do aterro. A abertura de amostras por meio de ataques ácidos evidenciou a ocorrência de possíveis fenômenos de sorção e formação de complexos metálicos com substâncias orgânicas. Ainda, a modelagem por meio do PHREEQC deixou evidente a tendência de precipitação da pirita, gibbsita e minerais férricos e ferrosos como processos secundários a oxidação da matéria orgânica, além da dissolução da barita, caso a mesma faça parte do arcabouço mineralógico da região investigada, evidenciando a possibilidade da concentração de bário no sistema ser de origem geogênica. Também, a grande variabilidade encontrada na concentração do cloreto ao longo da distribuição espacial dos poços analisados revelou uma forte diluição agindo como mecanismo de atenuação do meio.Item Co-disposição e disposição compartilhada de rejeitos e estéreis em cava exaurida.(2014) Silva, Raika Katiuscia Alves; Gomes, Romero CésarA mineração, qualquer que seja o método de lavra e beneficiamento, gera modificações ambientais através das mudanças do relevo local em função das grandes escavações, da supressão vegetal, de eventuais assoreamentos de mananciais ao longo do tempo, ou até de forma instantânea por eventos de rupturas das estruturas de disposição de seus resíduos (rejeitos e materiais estéreis). Com muita frequência os materiais estéreis e os rejeitos de mineração são dispostos individualmente em pilhas e barragens de rejeito, respectivamente, ambas localizadas em áreas virgens, no entorno das minas. Dentro deste contexto, o presente trabalho pretende contribuir para o estudo de disposição conjunta (co-disposição e disposição compartilhada) desses materiais em área exaurida de cava ainda em operação. Para tal, esta dissertação foi desenvolvida com base em um estudo de caso da Mina Capim I, localizada na cidade de Ipixuna do Pará, estado do Pará, de propriedade da Pará Pigmentos SA, tratando-se, portanto de um caso real de projeto. Para o desenvolvimento do projeto de disposição integrada foram utilizados ensaios de laboratório sobre amostras de rejeitos isoladas e misturadas e sobre amostras de materiais estéreis, de acordo com as Formações geológicas presentes. Foram realizadas análises de percolação (método de elementos finitos) e de estabilidade (método de equilíbrio limite), ambas através do programa Slide da Rocscience Inc., e por fim, análise de liquefação dos rejeitos. No corpo do trabalho encontra-se a bibliografia que foi consultada, juntamente com as principais vantagens e desvantagens dos métodos encontrados sobre o assunto. A dissertação, através do tipo de solução proposta busca, entre outras razões econômicas e financeiras, minimizar o uso de áreas virgens, diminuindo com isso o impacto ambiental da mineração. Adicionalmente, tem-se a recuperação topográfica e ambiental da área degradada, antecipando as operações necessárias ao fechamento da mina. As análises obtidas no trabalho demonstraram que é possível viabilizar a técnica de disposição conjunta entre materiais de características geotécnicas diferentes.Item Caracterização geoambiental das escórias de aciaria de cinco estados brasileiros.(Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2013) Barbosa, Marina Renó; Fernandes, GilbertoAs crescentes necessidades de investimentos no setor de infraestrutura no Brasil vêm sendo uma preocupação constante. A busca por alternativas tecnológicas sustentáveis tem sido uma premissa para as construções de obras de pavimentação. As escórias de aciaria produzidas pela siderurgia são geradas em grandes quantidades e podem ser uma alternativa econômica e ambientalmente viável, cerca de 100 a 150 kg de escória são gerados a cada tonelada de aço produzida. O presente trabalho tem como finalidade o estudo de cinco diferentes tipos de escórias de aciaria em várias regiões brasileiras, com diversos processos industriais de aciaria, diferentes tipos de aço, vários processos de cura e comparar os resultados, a fim de evidenciar as diferenças e semelhanças entre as escórias e checar seu potencial de aplicação na pavimentação rodoviária, principalmente, em base e sub-base das rodovias e revestimento primário. O projeto de pesquisa analisou os parâmetros físicos, químicos, ambientais e mecânicos via laboratório na Universidade Federal de Ouro Preto. Todas as escórias de aciaria demonstraram desempenho satisfatório e foi comprovada a viabilidade de aplicação de qualquer um dos materiais estudados, para a amostragem utilizada. Neste trabalho foi observado o enorme potencial de aplicação das escórias de aciaria em base e sub-base, evidenciando que com cuidados de cura, estabilização, peneiramento e separação metálica é possível utilizar com segurança os materiais estudados, fazendo necessária a comprovação das suas propriedades específicas pelos estudos do Projeto Executivo de Engenharia para cada aplicação. E o processo de segregação das escórias no momento da geração é de suma importância para a garantia de qualidade do produto gerado a partir da escória de aciaria.