POSGEO - Mestrado (Dissertações)
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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 Avaliação da susceptibilidade à liquefação de um rejeito silto-arenoso com base em ensaio CPTu.(2021) Santos Junior, Mauro Pio dos; Gomes, Romero César; Gomes, Romero César; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva; Delgado, Bruno GuimarãesO fenômeno da liquefação estática, objeto de estudo deste trabalho, ocorre em solos saturados ou com alto grau de saturação que apresentam perda de resistência durante o cisalhamento não drenado, sendo comum em areais e siltes muito fofos, bem como argilas sensíveis. No contexto da mineração brasileira, o estudo da liquefação estática tem se tornado um assunto de alta relevância devido às características geotécnicas dos rejeitos granulares. Quando dispostos hidraulicamente nas barragens, os rejeitos tendem a apresentar alto grau de saturação e índice de vazios, condições propícias à ocorrência da liquefação. O fenômeno da liquefação foi o motivo de diversos casos de ruptura de barragens de rejeito, como a ruptura da Barragem B-I em Brumadinho (MG) em 2019 e da Barragem do Fundão em Mariana (MG) em 2015. Diversas metodologias têm sido propostas para avaliar o potencial à liquefação dos solos. Essas metodologias consistem em classificar o comportamento dos solos durante o cisalhamento (contrátil ou dilatante) por meio da análise de ensaios in situ, tipicamente os ensaios Cone Penetration Test (CPTu) e Standard Penetration Test (SPT). Dos ensaios in-situ disponíveis comercialmente no Brasil, o ensaio CPTu é o que apresenta melhor qualidade para avaliar o potencial à liquefação, devido à sua alta precisão, boa repetibilidade e grande quantidade de informações obtidas. O presente trabalho tem por objetivo realizar uma comparação das principais metodologias apresentadas na bibliografia para avaliar a susceptibilidade à liquefação de um rejeito silto-arenoso com base em ensaios do tipo CPTu, sendo elas: i) Olson (2001), ii) Robertson (2016), iii) Plewes et al. (1992) e iv) Shuttle e Cunning (2008). Além disso, o trabalho propõe uma metodologia para a correção da envoltória sugerida por Olson (2001) para solos de alta e média compressibilidade. Para o rejeito avaliado neste trabalho, as metodologias propostas por Robertson (2016), Plewes et al. (1992) e Shuttle e Cunning (2008) apresentaram resultados bastante semelhantes, exceto para o trecho entre 16m - 27m, que apresenta maior heterogeneidade de comportamento. A correção da envoltória sugerida por Olson (2001) proposta neste trabalho não se mostrou suficiente para que os resultados fossem aderentes às demais metodologias avaliadas, o que reforça as limitações de aplicabilidade deste método, especialmente em rejeitos de média ou alta compressibilidade.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.