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A Escola de Minas de Ouro Preto foi fundada pelo cientista Claude Henri Gorceix e inaugurada em 12 de outubro de 1876.

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Simulação numérica tridimensional de escavações em meios geológicos.
(2022) Castro, Philipe Silva Cardoso de; Nogueira, Christianne de Lyra; Nogueira, Christianne de Lyra; Santos, Tatiana Barreto dos; Charbel, Paulo André
Os processos de escavação, a céu aberto ou subterrâneo, estão intimamente relacionados com a atividade de mineração. Estes processos conduzem a uma alteração do estado de tensão e deformação no meio geológico que é altamente dependente, dentre outros fatores, das condições geométricas e suas variações intermediárias ao longo do processo. Para que seja possível o acompanhamento das variações dos campos de tensão e deformação no decurso do processo construtivo da escavação torna-se imprescindível a utilização de um método aproximado para a solução do sistema de equações diferenciais parciais que governam este problema mecânico de equilíbrio estático com contorno variando a cada estágio da escavação. As equações aproximadas deste problema mecânico, em condição tridimensional, são obtidas através da formulação em deslocamento do método dos elementos finitos juntamente com uma metodologia que avalia as forças nodais equivalentes à remoção de parte do domínio do problema, a partir do estado de tensão na porção remanescente da escavação. Com base nesta formulação, foi desenvolvido um módulo para simulação tridimensional de escavações tomando como base computacional o módulo para simulação de escavações em condição bidimensional já implementado no sistema computacional ANLOG. Vários modelos discretos 3D foram testados e o módulo adaptado apresentou resultados satisfatórios para diversos tipos de análise em comparação com soluções analíticas presentes na literatura especializada, assim como em comparação com simulações bidimensionais.
Análise tensão-deformação aplicada a verificação de parâmetros elásticos provenientes de correlações geomecânicas e medidas de deslocamento.
(2020) Brandão, Ingrid Neves; Lana, Milene Sabino; Lana, Milene Sabino; Alameda Hernández, Pedro Manuel; Cacciari, Pedro Pazzoto
O setor de mineração tem sido palco de muitas transformações nos últimos anos e a busca pela melhor compreensão do comportamento geotécnico dos materiais continua crescente. O avanço tecnológico tem proporcionado novos estudos, e novas formas de conhecimento. As soluções por Equilíbrio Limite são as análises mais corriqueiras na rotina de avaliação da estabilidade de taludes e atendem satisfatoriamente as demandas, porém algumas solicitações necessitam não somente do entendimento das equações de equilíbrio de momentos e forças, mas também das deformações que o maciço possa estar submetido, principalmente porque o setor mineral caminha para cenários de lavras mais profundas. Por outro lado, as análises por tensão-deformação exigem a entrada de parâmetros não somente de resistência, mas também de parâmetros elásticos das rochas em questão e o entendimento das tensões iniciais. Os parâmetros elásticos, assim como os parâmetros de resistência são obtidos via de regra através de ensaios geotécnicos de laboratório e/ou a partir de correlações geomecânicas. Mas em se tratando de rochas brandas de minério de ferro, há uma dificuldade intrínseca na amostragem, no ensaio e na interpretação dos resultados. Aliado ao avanço de novas tecnologias, tem sido prática comum na maioria das minas a céu aberto o emprego do monitoramento geotécnico através do equipamento RADAR que utiliza do princípio de interferometria para medidas de deslocamento nas superfícies dos taludes. Essa dissertação apresenta uma estimativa de parâmetros elásticos e tensões in situ utilizando modelagem numérica pelo método de tensão-deformação através da calibração dos resultados utilizando o deslocamento medido pelo RADAR em um evento que causou a mobilização de cinco bancos de 10m de altura cada em uma mina a céu aberto.
Estudo tensão deformação da barragem do Torto.
(2020) Zanon, Bernardo Beteli Silva; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva; Ferreira, Lucas Deleon; Ribeiro, Fernando Sgavioli
A economia mundial demanda uma grande quantidade de minério de ferro gerando a necessidade de disposição de resíduos provenientes do beneficiamento do minério através de pilhas ou barragens. A engenharia geotécnica aplicada à mineração busca trabalhar de forma assertiva para obter projetos seguros e de qualidade e vem evoluindo constantemente, principalmente, após os acidentes da barragem de Fundão no ano de 2015 em Mariana - MG (distrito de Bento Rodrigues) e barragem B1 no ano de 2019 em Brumadinho - MG. Este trabalho teve seu desenvolvimento baseado em uma barragem de solo compactado destinada a acumulação de água e rejeitos cujo projeto foi realizado com fundamentação geotécnica de ensaios, sondagens e amostras dos materiais de empréstimo. Desta forma, foram realizados estudos tensão deformação contemplando os efeitos da fundação e o posicionamento e geometria do sistema de drenagem. A solução numérica desenvolvida foi obtida através do software GeoStudio 2020, módulo Sigma. Estes resultados gerados através da modelagem em elementos finitos permitiram analisar a condição do comportamento da fundação em tensões, recalques e também possibilitaram as comparações dos cenários, os quais foram elaborados a partir de situações reais e hipóteses que permitiram uma avaliação econômica da solução aplicada ao projeto. O estudo de caso apresenta resultados que indicam a viabilidade qualitativa e quantitativa na troca do solo de fundação de aluvião para colúvio no que tange deformações verticais do barramento, deslocamentos verticais, tensões totais além da análise de arqueamento do filtro.
Estudos geotécnicos para o projeto de implantação da mina subterrânea de urânio na INB, Caetité - BA.
(2017) Rocha, Lívio Alexandre; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Silva, José Margarida da; Freire, Germán Marcelo Martins Vinueza
As Indústrias Nucleares do Brasil (INB), objetivando dar continuidade ao Programa Nuclear Brasileiro, optou pela continuidade da extração do minério de urânio na Mina Cachoeira, localizada no município de Caetité, estado da Bahia, Brasil, por meio de uma mina subterrânea, pois, abaixo da cota 770 m, os estudos de viabilidade mostraram que, devido ao aumento da relação estéril/minério, é inviável a continuidade da extração do mesmo por meio da lavra a céu aberto. Sabendo disso, a INB elaborou um projeto básico de lavra para a Mina Subterrânea Cachoeira (MSB-C) e, a partir de 2009, deu inicio à escavação da rampa de acesso aos corpos mineralizados. Essa rampa avançou em subsolo aproximadamente 480 m. Entretanto, o desenvolvimento da rampa foi paralisado pela Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) sob a alegação de que o projeto básico de lavra dessa mina não apresentava a completeza necessária em termos da caracterização geomecânica do maciço. Consequentemente, a INB-URA permanece pleiteando as devidas autorizações e licenças perante a CNEN, as quais só poderão ser obtidas por meio da realização de novos estudos geotécnicos. Dessa forma, o objetivo do trabalho aqui apresentado é reavaliar as características geomecânicas do maciço rochoso na área de implantação da MSB-C, a partir da realização de estudos geotécnicos, contemplando as seguintes atividades: revisão dos trabalhos de geologia e geotecnia já realizados na área; descrição geotécnica dos taludes e dos testemunhos de sondagem da Mina Cachoeira; avaliação de resultados de ensaios geotécnicos de laboratório; aplicação do sistema de classificação geomecânica RMR; elaboração de seções geológico-geotécnicas e simulações computacionais das escavações de lavra. Os resultados obtidos a partir dos estudos geotécnicos realizados permitiram obter os parâmetros geomecânicos do maciço rochoso na área de implantação da MSB-C. Além disso, foi feita uma estimativa da magnitude das tensões naturais atuantes no maciço rochoso, sendo essa estimativa um importante dado de entrada para as simulações das condições geotécnicas de lavra. A partir daí, foi possível avaliar o sequenciamento de lavra, a estabilidade das galerias por meio de simulações numéricas e obter uma estimativa dos fatores de segurança associados às principais escavações e estruturas da mina projetada pela INB.
Influência da redistribuição de tensões provocada por realces nas condições de estabilidade de galerias de desenvolvimento.
(2016) Mendonça, Guilherme Alzamora; Lana, Milene Sabino; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Lacerda, Carla Maria Mendes; Silva, José Margarida da
A lavra de minérios a partir de minas subterrâneas requer o desenvolvimento de acessos à jazida, liberação do minério das rochas encaixantes e seu transporte para a superfície. Assim, são necessárias escavações que irão exercer diferentes funções, apresentando variadas dimensões. Os realces de lavra, aberturas das quais se extrai o minério, frequentemente, assumem grandes dimensões, como no caso do método de lavra por subníveis. Tensões induzidas por estas grandes escavações podem afetar as condições de estabilidade de outras escavações de menor porte, principalmente aquelas situadas em sua proximidade. Este trabalho tem como objetivo investigar a influência das tensões induzidas por realces de lavra nas galerias de desenvolvimento secundário de uma mina. Estudos paramétricos, alternando a posição das galerias de desenvolvimento em relação aos realces, foram realizados a fim de avaliar as condições de estabilidade destas aberturas. Para tanto, utilizou-se nas simulações a modelagem numérica, aplicando-se o método dos elementos finitos. Inicialmente, foi assumido um comportamento elástico do maciço rochoso, possibilitando a simulação de um grande número de localizações para as galerias. Os resultados indicaram cenários distintos, desde alguns casos de colapso total das galerias, até casos em que a estabilidade das aberturas se mostrou possível. De posse desses resultados, para aqueles casos em que o maciço apresentou as melhores condições de estabilidade, foram realizadas análises elasto-plásticas do mesmo, a fim de se verificar zonas de plastificação e obter um melhor entendimento da sua condição de estabilidade. A geometria das escavações da Mineração Caraíba, empresa situada no Brasil e que extrai cobre a partir de uma mina subterrânea, foi utilizada nestas análises, com o intuito de se ilustrar uma situação real, em que foram observados problemas de rupturas em suas galerias de desenvolvimento.
Estudo do comportamento de barragem de rejeito arenoso alteada por montante.
(2013) Rezende, Viviane Aparecida; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de; Gerscovish, Denise Maria Soares
As empresas de mineração têm gerado volumes cada vez maiores de rejeitos provenientes do processo de beneficiamento. Por este motivo novas pilhas e barragens de rejeitos têm sido projetadas e construídas com elevações cada vez maiores em áreas de forte restrição ambiental e reguladora. A maioria dos projetos destas grandes estruturas tem sido realizada por meio de métodos empíricos e analíticos por equilíbrio limite. Este trabalho foi desenvolvido para uma barragem de rejeito arenoso com base em análise de campanhas de ensaios. Foram feitos estudos tensão deformação do processo construtivo e operacional, modelados por meio de modelos constitutivos não lineares. O estudo contemplou o acoplamento de fluxo transiente e permanente em zonas saturadas e não saturadas. A solução numérica foi obtida por elementos finitos, com apoio do sistema computacional GeoStudio 2012, módulos Sigma e Seep. Com base nos resultados numéricos foi possível fazer uma análise geral do comportamento predito para a barragem em termos de recalques, tensões, interação entre os elementos da estrutura, posicionamento da linha freática, estimativa de vazão, dentre outras informações de relevância. Os ensaios de laboratório mostraram certa dispersão para alguns parâmetros geotécnicos, em relação ao comportamento clássico da mecânica dos solos. Os estudos tensão deformação foram realizados por meio dos modelos constitutivos Elasto-Plástico, Hiperbólico e Cam Clay. O uso destes três modelos proporcionou uma análise crítica do estudo avançado e suas ponderações em termos práticos. No caso em questão, o comportamento dos três modelos mostrou-se consistente, sendo mais instável o comportamento numérico do modelo Hiperbólico. Os resultados do estudo de caso da barragem mostraram recalques compatíveis com a estrutura e elementos de drenagem, piezometria adequada para condições de contorno e de fluxo implementadas.
Análise teórico-experimental do uso de parafuso estrutural como conector de cisalhamento em pilar misto composto de perfil tubular preenchido com concreto.
(2016) Ribeiro Neto, Juliano Geraldo; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Farage, Michele Cristina Resende; Fakury, Ricardo Hallal
Atualmente tem-se um aumento do uso de estruturas metálicas no mercado da construção civil, principalmente em edifícios residenciais e comerciais e o uso de pilares mistos tem acompanhado essa tendência. Dentre os tipos usuais, os preenchidos têm ganhado destaque pelas suas vantagens na composição de sistemas estruturais. Este trabalho compreende um estudo analítico e experimental do comportamento estrutural de pilares mistos formados por perfis tubulares laminados a quente de seção circular de aço preenchidos por concreto simples, com foco na região de introdução de carga quando da ligação de outros elementos como as vigas. Nessa região, quando a tensão de cisalhamento atuante ultrapassa a tensão de aderência natural entre os dois materiais, há a necessidade de utilização de conectores mecânicos para que se garanta a continuidade da transferência de cargas na interface aço-concreto. Para este estudo foi adotado um conector do tipo parafuso estrutural, a fim de verificar a validade das expressões analíticas constantes na ABNT NBR 16239 (2013) e analisar o seu comportamento estrutural. Foram realizadas duas séries de ensaios experimentais de cisalhamento direto. Na primeira foram analisados protótipos de 1000 mm de comprimento, onde foi fixado o diâmetro externo do perfil tubular e variado a espessura, o diâmetro do parafuso, a resistência do concreto e a presença ou não de folga no furo. Para a segunda série foram analisados protótipos de 500 mm de comprimento com aplicação de graxa internamente no perfil tubular antes da concretagem e adicionalmente foi analisada também a influência do comprimento do conector e da presença de uma ou duas linhas de conectores. Da análise dos resultados observa-se que é viável a utilização desse tipo de conector, que as equações existentes para o dimensionamento dos mesmos estão muito conservadoras e uma nova equação é proposta fornecendo um valor de resistência mais próximo do real e que considera os efeitos de flexão e cisalhamento do conector.
Análise das tensões in situ em ambiente de lavra subterrânea - Mina Cuiabá – Sabará/MG.
(2013) Trópia, Isabela Ribeiro; Figueiredo, Rodrigo Peluci de
O estudo das tensões in situ realizado na presente dissertação foi conduzido a partir da norma publicada pela International Society of Rock Mechanics (ISRM) no ano de 2012 em que sua metodologia se baseia em diversas etapas a serem seguidas para consolidação de um modelo de tensões in situ para uma dada região. A mina Cuiabá localizada na região norte do Quadrilátero Ferrífero tem suas atividades de lavra subterrâneas datadas desde o ano 1985 e serviu de modelo para aplicação da norma uma vez que várias informações sobre tensão estavam disponíveis. Foram utilizados neste estudo dados geológicos, topográficos, testemunhos de sondagem, furos de ventilação, parâmetros de laboratório e resultados de ensaios de tensão in situ. Diversos métodos para estimativa das tensões in situ foram considerados sendo ensaio de sobrefuração como método direto e as ocorrências de discing e as quebras em escavações circulares como indiretos. A primeira etapa da dissertação seguiu com a análise dos dados regionais que contribuíram para entendimento e classificação preliminar do campo de tensões em que a mina está inserida. Os litotipos e a estrutural da área foram analisados, além do resultado de ensaios de compressão uniaxial e condições dos maciços rochosos. Foram levantados 35 furos de ventilação da mina entre os níveis 7 e 15 sendo que parte destes apresentam quebras diametralmente opostas ao longo de suas paredes. Foi verificada a possibilidade de estas quebras serem indicadores da orientação das tensões como breakouts clássicos. Ensaios de sobrefuração foram realizados no ano de 2004 nos níveis 12 e 14 da mina nas profundidades 800m e 933m, respectivamente. O resultado dos ensaios foi considerado na interpretação dos dados de campo dos furos de ventilação em modelagem numérica 3D. Os furos de sondagem na mina Cuiabá tem registrado diversos intervalos com a ocorrências de discings em suas rochas de caráter rúptil desde 2008. Detalharam-se diversas características dos discings que incluem forma, espessura, distribuição espacial e outras com intuito de que estes fossem empregáveis no conhecimento das tensões in situ. Todos os dados foram interpretados e validados para consolidar o conhecimento do campo de tensões da mina.
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.
Comportamento de enrocamentos em barragens – estudo de caso da barragem de emborcação.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2010) Divino, Paula Luciana; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva
Este trabalho visa avaliar o comportamento tensão-deformação da barragem de Emborcação, por meio da avaliação das possíveis condicionantes que geraram recalques a montante e na crista da barragem acima do previsto, na construção e enchimento do reservatório, assim como a persistência de recalque, em pequena escala, no tempo. Para isto, foi exposta a evolução do conceito dos enrocamentos, bem como as características geomecânicas mais importantes para o comportamento destes materiais: resistência ao cisalhamento e deformabilidade. Não menos importante, as tensões de grande magnitude atuantes nos contatos dos enrocamentos e outros fatores intervenientes no comportamento geomecânico destes materiais são discutidos. O estudo foi desenvolvido por meio de modelagem numérica com suporte do sistema computacional GeoStudio 2007, módulo Sigma. Os dados obtidos numericamente são correlacionados com os dados da instrumentação de campo, sempre que possível, uma vez que boa parte dos instrumentos de medição de recalques e deslocamentos horizontais da barragem danificou-se durante o período construtivo. A simulação numérica evidenciou que três condicionantes principais propiciaram os recalques excessivos, a saber: módulo de elasticidade dos enrocamentos compactados com espessura de 120cm com valores inferiores aos preditos na fase de projeto; elevado deslocamento do núcleo argiloso no enchimento do reservatório, proporcionada pela baixa rigidez dos materiais de jusante; efeito da submersão e possível colapso nos enrocamentos de montante. Artifícios numéricos foram implementados para avaliar numericamente o recalque no tempo em função das oscilações do reservatório, pois o sistema computacional não permite a aplicação da carga do reservatório em camadas internas. A modelagem dos recalques por enchimento, colapso e oscilação do nível do reservatório mostrou-se bastante compatível com os dados medidos na crista da barragem e no comportamento geral do maciço.

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