Comportamento geotécnico de estéril de bauxita e seu potencial uso como extrato de fundação

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pinto, Virginie Queiroz Rezende
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/38149
Resumo: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2019.
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spelling Comportamento geotécnico de estéril de bauxita e seu potencial uso como extrato de fundaçãoGeotecniaBauxitaDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2019.O alumínio é o terceiro elemento em abundância na crosta terrestre, sendo um dos principais minerais extraídos na região norte do Brasil. O processo de produção do alumínio tem início na extração da bauxita, comumente feita pelo método de lavra em tiras, por meio do decapeamento e empilhamento da camada de solo acima deste minério, conhecida como estéril. Essa camada denominada argila Belterra, ou argila amarela, pode variar de 20 cm a 14 m, com horizontes médios de 10 m, sendo que as pilhas de estéril de bauxita podem chegar a até 20 m de altura. Estudos do comportamento geotécnico desse tipo de material, bem como dos solos tropicais da região norte do Brasil, são limitados na literatura. Sendo assim, este trabalho buscou avaliar os resultados de campanhas de investigação geológico-geotécnica feitas em regiões de pilha de estéril de bauxita e de aterro compactado formado por este material, de modo a caracterizar o solo, estudar o efeito da compactação nas propriedades do material, avaliar o comportamento do mesmo durante o cisalhamento não drenado e comparar resultados de ensaios de campo e laboratório. Foram analisados ensaios de Sondagem a Percussão (SPT), Cone (CPT), Piezocone (CPTU), Palheta (Vane Test), Triaxial CIU, Adensamento, Caracterização e Compactação. Os principais resultados obtidos mostraram que o estéril de bauxita pode ser classificado como um material fino, silto-argiloso de alta plasticidade. Em estado solto, como pilha, quando saturado e em condição não drenada, apresenta significativa geração de poropressões durante o cisalhamento, mostrando incialmente tendência à contração até alcançar um estado de transformação de fase, a partir do qual se inicia uma tendência à dilatação. Quando compactado, mostrou, em geral, tendência à dilatação durante cisalhamento não drenado, justificando uma análise de estabilidade em termos de tensões efetivas. Em complemento, foram feitas simulações numéricas no software PLAXIS 3D, considerando a execução de uma fundação em radier estaqueado assente sobre aterro composto de estéril de bauxita, considerando o carregamento equivalente ao peso de um tanque de água, de modo a avaliar deformações geradas. A modelagem numérica considerou três espessuras de radier, simulando uma condição rígida, semi flexível e flexível, para quatro configurações de estacas com esbeltezes distintas. Para atendimento ao critério de máximo recalque total admissível, considerando a carga de projeto estabelecida, a configuração de radier flexível, com L/D=40, foi a que apresentou melhores resultados. O estéril de bauxita se mostrou competente como aterro para alguns carregamentos simulados.Aluminum is the third element in abundance in the earth's crust, being one of the main minerals extracted in the northern region of Brazil. The aluminum production process begins with the extraction of bauxite, using the strip-mining method, by stripping and stacking the soil layer above the ore, known as overburden. This layer called Belterra clay, or yellow clay, can vary from 20 cm to 14 m, with average horizons of 10 m, and the bauxite overburden piles can reach up to 20 m in height. Studies of the geotechnical behavior of this material, as well as the tropical soils of northern Brazil, are limited in the literature. Thus, this work aimed to evaluate the results of geological and geotechnical investigation carried out in bauxite overburden piles areas, in order to characterize the soil type, study the effect of compaction on the material properties, evaluate its behavior during undrained shear and compare results of field and laboratory tests. Standard Penetration Tests (SPT), Cone Penetration Tests (CPT), Piezocone Penetration Tests (CPTU), Vane Test, Triaxial CIU, Consolidation, Characterization and Compaction tests were analyzed. The main results obtained showed that bauxite overburden can be classified as a thin, silty clayey material with high plasticity. In a loose condition, as an overburden pile, when saturated and in an undrained condition, it presents significant generation of pore pressure during shear, initially showing a tendency to contraction until reaching a phase transformation state, from which a tendency to dilatation begins. When compacted, it generally showed a tendency to dilatation during undrained shear, justifying a stability analysis in terms of effective stresses. In addition, numerical simulations were performed in the PLAXIS 3D software, considering the execution of a piled raft foundation over a bauxite overburden pile layer, considering a loading equivalent to the weight of a water tank, in order to evaluate the generated deformations. The numerical modeling considered three raft thicknesses, simulating a rigid, semi flexible and flexible condition, for four configurations of distinct piles. In order to attend the maximum allowable settlement, considering the established design load, the flexible piled raft configuration with L/D = 40 presented greatest results. It was concluded that the bauxite overburden is competent as a foundation layer for some simulated loads.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Civil e Ambiental (FT ENC)Programa de Pós-Graduação em GeotecniaCunha, Renato Pinto daDuarte, Leandro NevesPinto, Virginie Queiroz Rezende2020-06-25T12:23:43Z2020-06-25T12:23:43Z2019-10-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfPINTO, Virginie Queiroz Rezende. Comportamento geotécnico de estéril de bauxita e seu potencial uso como extrato de fundação. 2019. 121 f., il. Dissertação (Mestrado em Geotecnia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.https://repositorio.unb.br/handle/10482/38149A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições:Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-02-20T16:53:28Zoai:repositorio.unb.br:10482/38149Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-02-20T16:53:28Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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