EM - Escola de Minas
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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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Item Desempenho de sistemas de cobertura por meio de modelagem numérica bidimensional para uma pilha de resíduo de bauxita filtrado.(2023) Silva Junior, Gedeon Carlos da; Souza, Felipe Ribeiro; Nogueira, Christianne de Lyra; Souza, Felipe Ribeiro; Nogueira, Christianne de Lyra; Maia, Karla Cristina Araújo Pimentel; Lima, Hernani Mota deO fechamento de estruturas geotécnicas é uma das etapas obrigatórias em qualquer empreendimento mineral. Um dos principais objetivos de qualquer fechamento desse tipo é a garantia da estabilidade física, química e biológica de longo prazo, com integração ao ambiente de maneira harmoniosa e redução dos impactos associados às atividades minerárias. Nesse sentido, a utilização de sistemas de cobertura se destaca como uma das estratégias mais eficientes para minimizar os impactos ambientais das estruturas de disposição de rejeitos. Este trabalho apresenta análises numéricas de interação solo-planta-atmosfera bidimensionais realizadas no software Seep/W 2023.1 para avaliar o desempenho de diferentes sistemas de cobertura para uma pilha de resíduo de bauxita não inerte filtrado. Para isso, inicialmente foram interpretados ensaios para definição dos parâmetros dos materiais disponíveis para cobertura, além da compilação de dados climáticos e estabelecimento de parâmetros da vegetação. Posteriormente, análises de sensibilidade realizadas avaliaram o refinamento da malha de elementos finitos dos modelos, características da vegetação e variação da geometria. Por fim, análises de cenários de cobertura indicaram que para o clima semiárido sistemas simplificados possuem bom desempenho, entretanto para o clima tropical amazônico apenas sistemas robustos formados por grandes espessuras de barreiras hidráulicas, ou pela utilização de geossintéticos, ou ainda pela utilização de sistemas compostos por barreiras hidráulicas e barreiras capilares, conseguiriam reduzir a infiltração líquida aos valores objetivados na análise. A utilização de modelos numéricos para a avaliação do desempenho de sistemas de cobertura se mostrou eficaz para realização de um primeiro filtro de todas as alternativas estudadas, além de possibilitar o entendimento, a partir de análises de sensibilidade, dos parâmetros e características que mais influenciaram nos resultados.Item Mechanics of Cosserat generalized continuum and modelling in structural geology.(2020) Moraes, Anderson; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Vargas Júnior, Eurípedes do AmaralA concepção e interpretação de modelos em geologia estrutural, especialmente os numéricos, são eminentemente baseadas nos princípios da mecânica do contínuo clássico, onde a formulação intrínseca possui alto grau de simetria em sua própria essência. No entanto, as estruturas geológicas apresentam em todas as escalas de observação um nível notável de assimetria. Por outro lado, a mecânica do contínuo generalizado de Cosserat, ao incorporar comprimentos característicos da estrutura da matéria em suas leis constitutivas e em seus critérios de ruptura, conduz naturalmente à assimetria e à heterogeneidade dos campos cinemáticos e dinâmicos responsáveis pela estruturação presente em rochas. Baseado na formulação intrínseca dos meios contínuos de Cosserat, o presente trabalho enfatiza modelos conceituais, analíticos e numéricos que sugerem uma ampliação na interpretação da gênese e do desenvolvimento de estruturas geológicas, em particular as encontradas em zonas de falhas.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 Calibração do modelo numérico por meio da abordagem probabilística e da diluição estruturalmente controlada no método de lavra sublevel stoping.(2019) Batista, Gustavo Antônio Pereira; Assis, André Pacheco de; Assis, André Pacheco de; Alameda Hernández, Pedro Manuel; Charbel, Paulo AndréA diluição não planejada representa um dos fatores que mais impactam economicamente a indústria da mineração. O seu aumento torna o processo de escavação instável e provoca o acréscimo nos custos de transporte, tratamento de minério e deposição do rejeito podendo inviabilizar áreas de lavra. A predição de eventos de instabilidade não desejados em uma mina subterrânea pode dar-se a partir da aplicação do conceito de retroanálise, a fim de proceder com a calibração do modelo. Nesse contexto, esta tese apresenta uma metodologia de retroanálise por meio de interpretações tridimensionais de juntas ubíquas e seus impactos na prevenção da diluição não planejada em lavra de veios estreitos pelo método sublevel stoping, bem como os resultados da calibração dos parâmetros de resistência do maciço em áreas escavadas a 750m de profundidade utilizando o critério de ruptura de Mohr-Coulomb. Os parâmetros de resistência do maciço foram calibrados utilizando um método probabilístico, respeitando a heterogeneidade natural do maciço rochoso e quantificando o dano causado a partir da probabilidade de ruptura. Após determinar a envoltória de ruptura, e fundamentado nos resultados da calibração do modelo com os dados reais de instabilidade, foi proposto um novo design de lavra com o intuito de reduzir a diluição não planejada e aumentar a produtividade. Quatro exemplos com o novo layout, a uma profundidade de 850m, foram analisados tornando possível determinar as condições de instabilidade da região de lavra, quantificar a diluição não planejada e comparar os resultados do layout antigo, além de demonstrar os ganhos na performance operacional e na redução da diluição. Os estudos corroboram para a importância da aplicação de uma metodologia adequada na previsão do comportamento do maciço e na identificação de áreas instáveis, sendo considerada fator essencial para o desenvolvimento de projetos de suporte assertivos e consequentemente a causa para a elevação dos índices de segurança no âmbito laboral.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 dos gatilhos de liquefação dinâmica e modelagem numérica da Barragem do Germano.(2017) Castilho, Breno de Matos; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Marques, Eduardo Antônio GomesA liquefação é um fenômeno em que uma massa de solo perde grande porcentagem de sua resistência ao cisalhamento, quando submetida a carregamento monotônico, cíclico ou brusco, e flui de maneira similar a um líquido até que as tensões cisalhantes atuantes na massa se tornem tão baixas quanto sua resistência ao cisalhamento. Na mineração, a presença de rejeitos arenosos favorece a ocorrência desse modo de falha, especialmente em estruturas alteadas pelo método de montante. Rupturas por liquefação têm causado diversos acidentes fatais, além de enormes prejuízos financeiros e significativos impactos ambientais. No entanto, o entendimento de solicitações dinâmicas que podem desencadear rupturas por liquefação em barragens ainda é incipiente no Brasil. Esta dissertação tem como objetivo a análise de potenciais gatilhos de liquefação dinâmica, além da confecção de modelos numéricos para a realização de análises de estabilidade e de tensão-deformação pós-sismo da Barragem do Germano - barragem de mineração alteada pelo método de montante e com a presença de rejeitos arenosos. Para tanto, ensaios de granulometria, índices de vazios e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), entre outros, foram realizados com o intuito de caracterizar os rejeitos presentes na estrutura. Os resultados demonstraram a grande heterogeneidade dos rejeitos, o que torna sua análise de suscetibilidade à liquefação uma tarefa significativamente mais complexa. As acelerações advindas de potenciais gatilhos de liquefação foram mensuradas com a utilização de um acelerômetro, e a resposta da estrutura a essas solicitações foi analisada por meio de outros instrumentos, tais como radares e piezômetros. Os resultados obtidos demonstraram que as acelerações monitoradas no período de estudo foram insuficientes para causar deformações na barragem, ainda que tenham sido responsáveis por pequenas elevações na poropressão, em algumas situações. A modelagem numérica foi realizada com a utilização dos módulos SIGMA/W, SLOPE/W e QUAKE/W do sistema computacional GeoStudio 2016 (GeoSlope International Ltd.) e demonstrou fatores de segurança satisfatórios para as análises estáticas e dinâmicas da Barragem do Germano, apesar da ocorrência de liquefação em determinadas regiões no reservatório. Os estudos de tensão-deformação realizados demonstraram, ainda, que pequenas deformações ocorreriam em função do sismo aplicado.Item Análise numérica via MEF de problemas de adensamento devido à variação do nível d’água.(2004) Pinto, Marcelo Antônio Furtado; Nogueira, Christianne de LyraO objetivo deste trabalho é apresentar uma formulação que resolva problemas de adensamento considerando o rebaixamento da superfície freática. Portanto, uma formulação acoplada baseada no método de elementos finitos foi desenvolvida para simular este fenômeno físico. Utilizando elementos isoparamétricos de oito nós para aproximar a carga total hidráulica e os deslocamentos como variáveis primárias, a formulação é verificada na solução de problemas sob condições transientes de fluxo e deformação.O modelo físico utilizado para representar o comportamento tensãodeformação é linear-elástico. A redução de permeabilidade devido às poro-pressões negativas, é considerada no presente trabalho. O processo de localização da superfície freática baseia-se no procedimento de fluxo residual (Desai, 1976 e Bathe,1982) e onde sua aplicação é discutida e verificada neste trabalho. Embora seja apresentado um esquema iterativo para solução do sistema de equações, neste trabalho o sistema algébrico é resolvido utilizando um esquema puramente incremental.São apresentados exemplos de validação, onde comparações entre soluções analíticas e numéricas são realizadas. Comparações com resultados do programa comercial da GEOSLOPE® International Ltd. também são apresentadas no presente trabalho.Item Modelagem numérica de ligações K tubulares entre RHS e CHS.(2011) Santos, Marcela Lima; Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de; Sarmanho, Arlene Maria Cunha; Vellasco, Pedro Colmar Gonçalves da Silva; Silva, José Guilherme Santos da; Neves, Luis Felipe da CostaOs perfis tubulares sem costura são largamente em diversos países, porém, no Brasil, o uso desses perfis na construção civil era bastante limitado, restringindo-se praticamente a coberturas espaciais. Considerando uma nova realidade com o incremento do uso de perfis tubulares, este trabalho apresenta uma análise de ligações tipo “K” com perfis tubulares retangulares (RHS) para a corda e perfis circulares (CHS) para as diagonais efetuada com base na norma européia, Eurocódigo 3, e no CIDECT através de um modelo em elementos finitos desenvolvido no programa Ansys. As nãolinearidades físicas e geométricas foram incorporadas aos modelos, a fim de se mobilizar totalmente a capacidade resistente dessa ligação. A não-linearidade do material foi considerada através do critério de plastificação de von Mises através de uma lei constitutiva tensão versus deformação bi-linear de forma a exibir um comportamento elasto-plástico com um encruamento. A não-linearidade geométrica foi introduzida no modelo através da Formulação de Lagrange Atualizado. Os resultados numéricos são avaliados para a ligação em estudo quanto aos modos de falha, a distribuição de tensões, a influência da excentricidade, e a influência das relações geométricas entre as diagonais circulares e o banzo retangular.