PPGEG - Programa de Pós-graduação em Engenharia Geotécnica

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    Estudo do agregado reciclado de construção civil em misturas betuminosas para vias urbanas.
    (2009) Silva, Cesar Augusto Rodrigues da; Padula, Flávio Renato de Góes
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    Estabelecimento estatístico de valores de controle para a instrumentação de barragens de terra : estudo de caso das barragens de Emborcação e Piau.
    (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Fusaro, Teresa Cristina; Gomes, Romero César
    Este trabalho visa aferira aplicabilidade dos métodos estatísticos no estabelecimento de valores de controle para os dados da instrumentação de barragens de terra, através da análise das séries históricas das medidas dos instrumentos instalados nas barragens de Emborcação e Piau, operadas pela Cemig Geração e Transmissão S.A. Para isto, inicialmente foramexpostos os princípios dos métodos de auscultação e sua importância para a segurança de barragens, bemcomoos objetivos da instrumentação. Foramdiscutidos os procedimentos de análise dos parâmetros medidos em barragens de terra e as aplicações e limitações dos métodos determinísticos usualmente empregados para esta finalidade. Foram,então, pesquisados os fatores de variação nasleituras, que justificam as diferenças entre valores previstos nos modelos numéricos e os valores obtidos pela instrumentação de campo. Os principais métodos estatísticosaplicáveisà análise dasséries temporais de dados da instrumentação foram estudados e verificada a sua aplicação atual emprojetos de barragens no Brasil. Para a barragemde Emborcação foramutilizadas técnicasde regressão e de séries temporais para prever valores futuros das leituras para todosos instrumentos de medida de pressão instalados na barragem de terra principal, sendo feitas comparações entre os resultados obtidos. Correlações entretensões totaise pressõespiezométricas medidas por instrumentos adjacentes tambémforamimplementadas. Tentativas de previsão de recalques futuros foramdesenvolvidas através do estudo das variações das velocidades das deformações como tempo. No caso da Barragemde Piau, aplicou-se a técnica de máximos e mínimos em intervalos pré-fixados para a previsão de valores de nível d’água e de poropressão para todos os instrumentos instalados no maciço de terra da barragem. Os resultados obtidospermitiramo estabelecimento de valoresdecontrole estatísticos para os instrumentos estudadose a elaboraçãode fluxogramas de alerta automático para situações de comportamento divergentes das condições de referência historicamente detectadas pela instrumentação.
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    Avaliação do suporte com cabos de aço na mina Cuiabá (Sabará/MG).
    (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Barbosa, Edvaldo Santos; Figueiredo, Rodrigo Peluci de
    Esta dissertação tem por objetivo avaliar o suportecom cabos de aço utilizado na mina Cuiabá, situada em Sabará/MG. Para sua realização, inicialmente, fez-se acurada pesquisa bibliográfica sobre os maciços rochosos e seu comportamento quando sob intervenção, aí incluindo as recomendações de tratamentos a eles destinados nas escavações. Nessa investigação, deu-se relevo aos sistemas de classificação desses maciços, Sistema RMR, Sistema Q e GSI, somados a parâmetros deles derivados ou a eles associados. Aplicados à mina Cuiabá, que teve sua geologia e ciclo operacional devidamente descritos, esses estudos ajudaram no levantamento dos principais parâmetros para a atualização da classificação geomecânica das rochas em torno da escavação do corpo Fonte Grande Sul, selecionado como objeto especial da pesquisa efetuada. Os dados obtidos possibilitaram a classificação desse maciço rochoso, segundo as metodologias empíricas dos sistemas acima mencionados, às quais se associaram, de forma bastante pontual, o uso de programas computacionais e de extensômetros utilizados apenas para calibrar a modelagem numérica. As análises realizadas a partir desses procedimentos permitirama avaliação do sistema de suporte com cabos de aço empregado na mina Cuiabá, discutido em termos do comprimento e da densidade necessários à garantia da estabilidadedo maciço escavado. Os resultados dessas discussões mostraram evidências de que, na situação atual da mina, essa estabilidade existe, mas não está permanentemente garantida. Essa conclusão exige o estabelecimento de diretrizes que contemplem uma observação constante do comportamento do maciço e o monitoramento freqüenteda sua movimentação relativa, visando determinar a necessidade de ajustes dos parâmetros de análise da estabilidade das escavações. Esses procedimentos produzirão conhecimentos a serem lançados em programas computacionais que favorecerão a visualização rápida de soluções quando de consulta no caso de problemas que impliquem em probabilidade de ocorrência de colapsos.
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    Análise do comportamento geotécnico da barragem Forquilha III para a geometria atual e para alteamentos futuros pelo método de montante.
    (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Dornas, Andréa Leal Loureiro; Gomes, Romero César
    O objetivo principal deste trabalho é avaliar o comportamento da barragem de contenção de rejeitos de minério de ferro Forquilha III, localizada na mina de Fábrica, Ouro Preto, MG, baseando-se em dados de monitoramento periódico e estudos de estabilidade. Forquillha III está sendo implantada por etapas de alteamentopelo método de montante sobre a praia de rejeitos a partir do dique inicial. Inicialmente fizemos um amplo levantamento dos critérios e premissas adotados nas diferentes fases do projeto e da construção da barragem. Os dados existentes sobre a instrumentação instalada foram catalogados considerando suas características físicas, local de instalação e cronologia de instalação. Os resultados obtidos demonstram a viabilidade deconstrução de estruturas pelo método de montante. No entanto, ressalva-se que este tipo de construção precisa se apoiar em estudos criteriosos na fase de projetos, acompanhamento e fiscalização na fase de implantação das obras assim como de um plano de monitoramento constante, baseado em uma carta de risco, elaborado de forma a atender todos os pontos específicos de operação da estrutura.
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    Restauração rodoviária usando asfalto modificado por polímero.
    (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Gusmão, Márcio; Fernandes, Gilberto
    O presente trabalho apresenta um estudo sobre a utilização de asfalto modificado por polímero em serviços de restauração rodoviária. O polímero modificador de asfalto utilizado foi o Terpolímero Elastomérico Reativo (RET), por apresentar facilidade de manuseio na incorporação ao ligante betuminoso. A metodologia utilizada constou de seleção de um trecho experimental na rodovia BR-116/MG, que foi subdividido em cinco segmentos com extensão aproximada de trezentos metros cada um, onde foram aplicadas camadas de reforços em concreto betuminoso usinado a quente utilizando asfalto modificado por polímero. Com intuito de se verificar a efetividade do teor de polímero nos parâmetros avaliados, foram utilizadosna confecção do concreto asfáltico, cimento asfáltico de petróleo - CAP 50/70, modificados com teores de polímeros de 0,5%, 1,0%, 1,5% e 2,0% em peso sobre o cimento asfáltico de petróleo, além de um segmento tilizando o cimento asfáltico de petróleo não modificado, para servir de parâmetro de comparação com os recapeados com polímero. Previamente à aplicação da massa asfáltica, foram efetuadas medidas das deflexões utilizando o equipamento Falling Wheight Deflectometer que foram usadas parao dimensionamento do reforço, e confeccionado o projeto do concreto betuminoso usinado a quente definindo as quantidades de cada agregado, o teor de betume e ascaracterísticas Marshall da mistura. A modificação do asfalto com a adição do polímero era realizada em tanques especiais no próprio canteiro de obras. Os controles tecnológicos da massa e do ligante obedeceram às prescrições constantes nas Normas e Especificações do Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes. Após a aplicação da camada de reforço, foram executadas medições de deflexões utilizando a viga Benkelman e retiradas amostras do revestimento asfáltico utilizando a sonda rotativa. Estas amostras foram submetidas aos ensaios de resistência à tração por compressão diametral, fadiga e módulo de resiliência, além obter-se a sua massa especifica. Os dados obtidos foram compilados e analisados, chegando-se à conclusão dasua superioridade em relação ao cimento asfáltico de petróleo puro, principalmente no aumento da vida de fadiga e na redução da deflexão do pavimento.
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    Estudos de tensão deformação para o 3º alteamento da barragem do Itabiruçu.
    (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Costa, Aluisio Marcondes; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva
    A Barragem do Itabiruçu, localizada no Município de Itabira – MG é destinada à contenção de rejeitos de minério de ferro. Visando o aumento da capacidade do reservatório e adequação da estrutura para sua utilização final e descomissionamento foi proposto recentemente um alteamento de dezoito metros e meio, associado a diversas medidas corretivas e de segurança. Com base em informações do projeto de alteamento e da pesquisa bibliográfica, foi desenvolvida para este trabalho uma modelagem do problema, utilizando programas do pacote Geostudio 2007©. Nesta modelagem, as camadas de materiais e parâmetros geotécnicos foram totalmente reavaliados sendo introduzida a simulação do alteamento em camadas, de acordo com a sequência cronológica prevista para a obra. A análise acoplada de fluxo, tensões-deformações e estabilidade do talude de jusante permitiu avaliar as condições de fluxo, tensões in situ , tensões-deformações e estabilidade nos períodos antes, durante e após o final da obra. Este estudo foi desenvolvido com base nas pressões estáticas e pressões geradas pelo alteamento. Ao final é apresentada a análise acoplada Sigma ( pwp change ) -Slope, considerando em tempo real de cálculo, os incrementos de tensões determinados pelo processo de adensamento e avaliando os fatores de segurança da Barragem em diversas etapas. Do ponto de vista qualitativo é sabido que solos argilosos compactados na umidade ótima apresentam aumento de poropressão em função da elevação do aterro. O aumento de poropressão tem sido modelado por parâmetros de poropressão ou parâmetros de resistência totais. Nesta modelagem foi utilizada uma nova ferramenta de trabalho que possibilita avaliar em tempo real a estabilidade de taludes compactados, considerando de forma acoplada o aumento de poropressão advindo do alteamento e sua velocidade de execução, concomitante à sua dissipação no tempo. Por se tratar de uma ferramenta nova e tendo como base funções aproximadas, o estudo aqui desenvolvido não é conclusivo, mas aponta na direção mais avançada e consistente de como estes processos construtivos devem ser avaliados em projeto e segurança de barragens.
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    Estudo da liquefação estática em rejeitos e aplicação de metodologia de análise de estabilidade.
    (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Freire Neto, João Pimenta; Espósito, Terezinha de Jesus
    A liquefação é um fenômeno que ocorre em solos granulares saturados quando submetidos a carregamentos suficientemente rápidos para produzir um grande acréscimo das poropressões com a consequente redução das tensões efetivas e da resistência ao cisalhamento. No contexto da mineração, a possibilidade de ocorrência da liquefação nos rejeitos granulares, quando saturados, é uma preocupação relevante que deve ser considerada na avaliação da segurança de barragens de rejeitos. A liquefação pode ser ativada tanto por carregamentos dinâmicos, tais como aqueles provocados por terremotos, quanto por carregamentosestáticos, como, por exemplo, a construção de um dique de alteamento em uma barragem de rejeitos. Como o território brasileiro está localizado em umaárea predominantemente assísmica, o escopo desta dissertação está restrito apenas à liquefação estática, com um enfoque especial nos rejeitos granulares. Nesta dissertação está apresentada a metodologia proposta por Olson (2001), que avalia a suscetibilidade à liquefação, o gatilho da liquefação e a estabilidade relativa à ruptura em fluxo por liquefação. Esta metodologia utiliza correlações, entre valores de resistência à penetração de SPT e/ou CPT corrigidos e razões de resistência ao cisalhamento, obtidas pela retro-análise de casos históricos de ruptura por liquefação. O objetivo principal desta dissertação é a avaliação da liquefação estática de uma barragem de rejeitos de minério de ferro a partir da Metodologia de Olson (2001). Com a aplicação de uma segunda metodologia, denominada Metodologia Comparativa, baseada em resultados de ensaios triaxiais, busca-se também a validação da Metodologia de Olson (2001) como técnica aplicável para a avaliação da liquefação estática em barragens de rejeitos. Os resultados encontrados nas análises realizadas nesta dissertação mostram que a Metodologia de Olson (2001) é uma ferramenta simples, eficaz e conservadora, que pode ser incorporada na rotina dos projetos de barragens de rejeitos.
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    Avaliação mínero-geoambiental da mina de Gongo Soco para fins de descomissionamento – propostas.
    (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Eustáquio Neto, Sérgio; Prado Filho, José Francisco do
    A mineração é uma das atividades que mais interferesobre os recursos naturais causando impactos ambientais expressivos quando desenvolvidade maneira não planejada. Partindo desta afirmação este trabalho apresenta, diante da legislação minerária e ambiental atualizada, proposta de descomissionamento para a mina de Gongo Soco da Vale – Companhia Vale do Rio Doce, visando o uso futuro daárea, aptidões e particularidades técnicas e ambientais. Desde 2000 a Vale desenvolve na mina de Gongo Soco uma atividade minerária de forma planejada. A exaustão do minério está prevista para2014 e um novo uso deve ser dado ao local. Com base na caracterização do empreendimento, diagnóstico ambiental e situação sócioeconômica regional, inserida no bioma de Mata Atlântica, a proposta base de uso futuro para Gongo Soco foi dirigida para a criação de uma unidade de conservação na categoria de reserva particular de patrimônio natural – RPPN. Esta unidade abrangerá as áreas de propriedade da empresa que não sofreram intervenções minerárias, mais as áreas recuperadas e recompostas com vegetação nativa das estruturas minerárias remanescentes, tais como as pilhas de disposição de estéril, totalizando 1.133,47 hectares. No entanto, frente à situação sócio-econômica regional, uma outra alternativa de uso misto mineração/conservação foi delineada, resultando em duas alternativas desenhadas e planejadas, para que no momento do fechamento, sejam executadas, a fim de dar novo uso à área minerada a saber: Uso exclusivo para conservação fomentando a recomposição dos ambientes remanescentes com os ecossistemas originais, criação de unidade de conservação com vistas à implantação de estrutura de pesquisa, divulgação, visitação e educação. Para essa alternativa haverá necessidade de desmobilização das instalações de tratamento de minérios e formação de um lago na cava. Uso misto para outra atividade minerária, aproveitando as instalações de tratamento de minérios e o ramal ferroviário para escoamento da produção de produto final. A cava pode ser usada como bacia de contenção de rejeitos para tratamentos de minério de outras minas próximas. Paralelamente a empresa poderá fomentar a recuperação dos ambientes remanescentes, criar a unidade de conservação, desenvolver um ambiente de educação e pesquisa, oportunizando planos de visitação de caráter técnico e educativo. Tais alternativas podem ajudar a empresa a decidir sobre o melhor uso a ser dado para seu empreendimento, lembrando que parte do sítio é tombado pelo IEPHA e integrante de bioma protegido por Lei.
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    Avaliação do desempenho de pavimentos restaurados por meio de técnicas de reciclagem de materiais de pavimentação.
    (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Souza, Firmino Sávio Vasconcellos de; Ceratti, Jorge Augusto Pereira
    As indicações do Tratado de Kyoto, com o intuito de promover a sustentabilidade do planeta, evidenciaram a necessidade imediata de adotar medidas preventivas ou mitigatórias dos impactos ambientais causados pelas atividades produtivas, apontando a conveniência de atividades como a restauração de pavimentos por reciclagem, dado ao grande volume de materiais envolvidos e pela comprovação irrefutável de ser técnica e economicamente eficaz. O principal objetivo desta dissertação é demonstrara eficácia da técnica de reciclagem dos materiais de pavimentação e de outras técnicas correlatas, principalmente quando aplicadas no momento adequado, apontado pela corrreta avaliação de seu desempenho. Este trabalho apresenta um Estudo de Caso que compara o desempenho de extensões de pavimentos restaurados por diferentes técnicas, na rodovia SP-351, ao longo de dez anos, elegendo como indicadores de desempenho dos pavimentos restaurados as deflexões máximas reversíveis e a irregularidade do perfil longitudinal dos pavimentos, ou seja: de formabilidade elástica e de formabilidade plástica, respectivamente, que confirma a hipótese de que a restauração dos pavimentos por reciclagem propiciou melhor desempenho que as demais medidas de restauração consideradas. O anexo I apresenta umrelato completo de uma obra de restauração por reciclagem de um trecho da rodovia SP-351, incluído no Estudo de Caso aqui apresentado, descrevendo, passo a passo, a execução de uma obra realizada com sucesso quanto aos seus aspectos técnicos tais como materiais, equipamentos, logística e controles tecnológicos. O levantamento bibliográfico foi feito sobre o desempenho de pavimentos, sobre reciclagem de materiais de pavimentação e sobre gestão da manutenção de pavimentos. Ao final, evidencia-se a necessidade de dar sequência a estudos sobre o assunto, sugerindo-se possíveis temas para pesquisa futura.
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    Análise tensão deformação e por equilíbrio limite do mecanismo de tombamento flexural.
    (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Santos, Glaucia Alves dos; Figueiredo, Rodrigo Peluci de
    A busca pela explotação máxima do bem mineral aliada à segurança necessária para que esta atividade seja viável nos faz buscar novas formas de análise que permitam alcançar estas diretrizes de forma otimizada. Na tentativa da melhor compreensão da ruptura por tombamento flexural para taludes em filitos na região do Quadrilátero este trabalho tem como propósito contribuir para o melhor esclarecimento do fenômeno gerando dados de entrada para situações com mesma tendência de comportamento. Além de servir deparâmetro na rotina diária de operação das minas em função dos ângulos de face praticados para este tipo de maciço. Análises paramétricas foram realizadas em bancada de pequena altura, utilizando como base condições de ruptura em taludes propícias ao tombamento flexural comum nas escavações em Filitos observados na Região do Quadrilátero Ferrífero. Nas análises paramétricas foram considerados método de Análise Cinemática de Goodman e Bray (1976), avaliação das condições de tombamento por Método de Equilíbrio Limite através do Método de Aydan e Kawamoto (1992) e a análise por Método de Elementos Finitos realizados via ProgramaPhase2, RocScience. Com base nos resultados encontrados, a condição de ruptura por cisalhamento no pé do talude foi acrescida as técnicas de Equilíbrio Limite, aplicáveis em problemas de Estabilidade de Taludes através de planilhas Excel. Onde o tombamento flexural, por limitações geométricas, não era possível de ocorrer. Gráficos de tendência de comportamento para variações de inclinação da face do talude, ângulo de mergulho das descontinuidades, bem como para o espaçamento entre as descontinuidades foram gerados, tentando simular as condições mais favoráveis à ocorrência do tombamento flexural.