Estudo para avaliação do volume de rejeito liberado do reservatório em cenário de ruptura de barragem

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Souza Junior, Tennison Freire de
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/55938
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira
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spelling Souza Junior, Tennison Freire deUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia CivilTeixeira, Sidnei Helder Cardoso, 1973-2021-07-12T18:42:42Z2021-07-12T18:42:42Z2018https://hdl.handle.net/1884/55938Orientador: Prof. Dr. Sidnei Helder Cardoso TeixeiraDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Construção Civil. Defesa : Curitiba, 26/02/2018Inclui referências: p. 130-139Resumo: Normalmente devido ao grande volume de rejeitos gerados no setor minerário, as barragens de rejeitos são as soluções mais viáveis, entretanto muitas destas construções no passado eram realizadas sem os devidos conhecimentos geotécnicos e hidrológicos, projetos e profissionais qualificados, o que culminou na ocorrência de muitos eventos de ruptura gerando impactos ambientais, econômicos e sociais. Com isso, foi criada a Lei Federal nº 12.334/2010 conhecida como Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB) que define critérios para organização, fiscalização, controle e monitoramento das barragens no Brasil. Mesmo com a criação da PNSB, as rupturas das barragens não deixaram de ocorrer, como foi o caso da ruptura da barragem de Fundão - MG, além disso a abordagem usada para a previsão de volume liberado no evento é imprecisa e inadequada dado o caráter hidrodinâmico. Nesse contexto, o presente trabalho teve como proposta um estudo para avaliar o volume de material liberado do reservatório de uma barragem de rejeitos em um evento de ruptura. Para isso, foram simulados 20 cenários de ruptura em modelo físico, de forma a verificar a influência dos parâmetros relativos à geometria da brecha e a resistência ao cisalhamento não-drenada (Su) em um evento sem presença de água no reservatório. Para simular o rejeito da barragem foi utilizada a bentonita devido a semelhança de propriedades da lama formada com a lama de rejeito mineral. A geometria e a resistência ao cisalhamento não-drenada foram admitidas considerando um fator de escala de 1:500 que seria representativo para barragens usuais de rejeitos. Quanto aos parâmetros de estudos, a geometria da brecha foi estimada a partir de dados da bibliografia, cujas declividades laterais foram de 0,50H:1V, 0,51H:1V e 0,5467H:1V nas trapezoidais ou inclinadas e de 1:1 (L/H=0,97) e 1:1(L/H =1,1) nas retangulares; a resistência ao cisalhamento não drenada variou entre 0,030 e 0,20 KPa. O volume transferido foi calculado a partir do método das áreas equidistantes considerando a inclinação média de taludes de cinco seções longitudinais (defasadas entre si em 45°). Os resultados permitiram concluir que a transferência do material aumenta com o aumento da largura média da abertura em brechas inclinadas, sendo o comportamento distinto em brechas retangulares. Por mais que as brechas retangulares tivessem larguras médias menores em relação às brechas trapezoidais, suas larguras de base eram maiores, sendo possível inferir que o volume transferido é relativo a interação da geometria com a largura média da brecha. Quanto ao valor de Su, independentemente do formato, a redução desse parâmetro causou aumento do volume liberado. Palavra-chave: Rejeitos minerais; ruptura de barragens; brecha de ruptura; modelo físico.Abstract: Normally due to the large volume of tailings generated in the mining sector, tailings dams are the most viable solutions, however many of these constructions in the past were carried out without proper geotechnical and hydrological knowledge, projects and qualified professionals, which resulted in many events generating environmental, economic and social impacts. As a result, Federal Law No. 12,334 / 2010 was created, known as the National Policy on Dam Safety (PNSB), which establishes criteria for the organization, supervision, control and monitoring of dams in Brazil. Even with the creation of the PNSB, the ruptures of the dams did not cease to occur, as was the case of the rupture of the Fundão - MG dam. In addition, the approach used to predict the volume released in the event is imprecise and inadequate given the hydrodynamic character. In this context, in the present work the volume of material released from the reservoir of a tailings dam in a rupture event is evaluated. Twenty (20) rupture scenarios were simulated in a physical model, in order to verify the influence of the parameters related to the breach geometry and the resistance to non-drained shear (Su) in an event without water in the reservoir. To simulate the dam tailings the bentonite was used due to the similarity of the mud properties with the mineral tail sludge. Geometry and non-drained shear strength were estimated considering a scale factor of 1: 500 that would be representative for usual tailings dams. Regarding the study parameters, the geometry of the gap was estimated from data from the literature, whose lateral declivities were 0.50H: 1V, 0.51H: 1V and 0.5467H: 1V in the trapezoidal or inclined and 1: 1 (L / H = 0.97) and 1: 1 (L / H = 1.1) on the rectangular ones; the undrained shear strength ranged from 0.030 to 0.20 kPa. The volume transferred was calculated from the equidistant area method considering the slope of five longitudinal sections (45 ° lag between them). The results showed that the transfer of the material increases with the increase of the average width of the aperture in inclined breach, differently of what occurred in rectangular breach. Although the rectangular gaps had smaller average widths compared to trapezoidal gaps, their base widths were larger, and it is possible to infer that the volume transferred depends on the interaction of the geometry with the average width of the gap. Regarding the value of Su, regardless of the format, the reduction of this parameter caused an increase in the volume released. Keywords: Mineral waste; Rupture of dams; Breaking gap; physical model.183 p. : il. (algumas color.), tabs.application/pdfBarragens de terraEngenharia CivilBarragens e açudesAterrosTesesEstudo para avaliação do volume de rejeito liberado do reservatório em cenário de ruptura de barrageminfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - TENNISON FREIRE DE SOUZA JUNIOR.pdfapplication/pdf9592704https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/55938/1/R%20-%20D%20-%20TENNISON%20FREIRE%20DE%20SOUZA%20JUNIOR.pdf5e485e131d95d62edd2b044c288fb1f1MD51open access1884/559382021-07-12 15:42:42.698open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/55938Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082021-07-12T18:42:42Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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