Caracterização e comportamento geomecânico de rejeitos de mineração

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Nierwinski, Helena Paula
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/199012
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Escola de Engenharia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2019.
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spelling Caracterização e comportamento geomecânico de rejeitos de mineraçãoEngenharia civilResíduosMinas e recursos mineraisTese (doutorado) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Escola de Engenharia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2019.A atividade mineradora tem grande importância no cenário mundial e nacional, contribuindoamplamente para o desenvolvimento econômico dos países, entretanto, ao mesmo tempo emque a atividade cresce, aumenta a produção de rejeitos. A forma como os rejeitos de mineraçãosão dispostos, suas características e os casos recentes de rupturas em reservatórios destematerial, tem alertado para a necessidade de estudo e compreensão do seu comportamento, comvistas à avaliação da possibilidade de ocorrência de rupturas desencadeadas por liquefação. Ofenômeno de liquefação ocorre quando um aumento repentino de poropressões é capaz deanular as tensões efetivas do material, fazendo-o perder totalmente a sua estrutura. Quando umainstabilidade local se estende por extensas áreas, tem-se o fenômeno denominado de fluxo porliquefação, o qual tem alto potencial destrutivo. O fluxo por liquefação pode ser desencadeadotanto por gatilhos estáticos quanto dinâmicos e a suscetibilidade de um material granular àocorrência do mesmo pode ser avaliada por meio de propriedades de estado, definidas atravésde ensaios triaxiais. Entretanto, nem sempre é possível realizar a coleta de amostrasindeformadas em rejeitos de mineração e esta avaliação precisa ser realizada em amostrasreconstituídas, que podem não traduzir as reais condições de campo. Neste contexto, estetrabalho objetiva caracterizar e avaliar o comportamento geomecânico de rejeitos de mineração,tanto por meio de resultados de ensaios de campo, quanto de laboratório. Inicialmente, ensaiostriaxiais foram realizados com o intuito de avaliar os efeitos do estado inicial e reconstituiçãode amostras no comportamento dos rejeitos de mineração. Na sequência, a combinação demedidas independentes de resistência e rigidez, obtidas através de ensaios de laboratório, foiestudada para dar suporte ao desenvolvimento de uma metodologia de avaliação decomportamento através de ensaios de campo, mais precisamente o ensaio de cone sísmico(SCPTu). A metodologia proposta caracteriza-se por um sistema de classificação de solosdividido em dois estágios. A primeira etapa consiste na utilização da relação entre rigidez eresistência (G0/qt), obtidas em campo, para categorizar diferentes grupos de solos e identificarcondições de drenagem. No estágio subsequente, a relação G0/qt é combinada à valores deparâmetro de estado ( ) para avaliação da suscetibilidade ao fluxo por liquefação, em materiaisclassificados como de baixa plasticidade no estágio anterior do sistema. Uma proposta decorreção de valores de qt, lidos em condições de drenagem parcial, permitiu também a análisede suscetibilidade ao fluxo por liquefação em materiais siltosos não-plásticos, como os rejeitosde mineração. Resultados de ensaios de campo e laboratório foram confrontados para validaçãodas metodologias propostas, demonstrando uma boa resposta aos materiais avaliados.Abstract : The mining activity has a great importance in world-range and national-range scenarios, andhave been contributing to the economic development of several countries. However, at the sametime that this kind of activity grows, it increases the production of tailings. The way thesetailings are arranged, their characteristics, and the recent reservoirs ruptures, highlighted thenecessity of studying and understanding the behavior of mining tailings, with focus on theevaluation of the possibility of ruptures caused by liquefaction. The phenomenon ofliquefaction occurs when a sudden increase of poropressure is able to cancel the effectivestresses of the material, causing the completely loss of structure. When a local instabilityextends over large areas, there is the phenomenon called flow liquefaction, which has a highdestructive potential. The flow liquefaction can be triggered by both static and dynamicloadings and, the susceptibility to flow liquefaction in granular materials can be evaluated bystate properties, easily defined by triaxial tests. However, it may not be possible to collectundisturbed samples in mining tailings, and this evaluation must be performed on reconstitutedsamples, which may not translate the actual field conditions. In this context, this work aims tocharacterize and evaluate the geomechanical behavior of mining tailings, both through field andlaboratory tests results. Initially, triaxial tests were performed with the purpose of evaluatingthe effects of the initial state and reconstitution of samples on the behavior of the miningtailings. In the sequence, the combination of independent measures of strength and stiffness,obtained through laboratory tests, was studied to support the development of a behaviorassessment methodology through field tests, more precisely the seismic cone test (SCPTu). Theproposed methodology is characterized by a soil classification system divided in two stages.The first one consists in using the relationship between stiffness and strength (G0/qt), obtainedin the field, to categorize different soil groups and to identify drainage conditions. In thesubsequent stage, the G0/qt ratio is combined with state parameter values ( ) for evaluation ofthe susceptibility to the flow liquefaction, in materials classified as low plasticity in the previousstage of the classification system. A proposal correction for qt values, obtained in partialdrainage conditions, also allowed the analysis of susceptibility to flow liquefaction in nonplasticsilt materials, such as mining tailings. Results of field and laboratory tests wereconfronted for validation of the proposed methodologies, demonstrating a good response to theevaluated materials.Schnaid, FernandoUniversidade Federal do Rio Grande do SulNierwinski, Helena Paula2019-07-25T12:27:51Z2019-07-25T12:27:51Z2019info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis231 p.| il., gráfs., tabs.application/pdf362230https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/199012porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-07-13T14:59:00Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/199012Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732022-07-13T14:59Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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