Susceptibilidade à liquefação para disposição de rejeitos em reservatórios: comparação entre metodologias e análise da disposição

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dc.contributor.advisorSantos, Hersília de Andrade e
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3618369732101367
dc.contributor.authorSilva, Isabelle Tanne Couto e
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1787566685406296
dc.contributor.refereeSantos, Hersília de Andrade e
dc.contributor.refereeUrashima, Denise de Carvalho
dc.contributor.refereeFaria, Allbens Atman Picardi
dc.date.accessioned2025-03-17T16:10:40Z
dc.date.available2025-03-17T16:10:40Z
dc.date.issued2023-02-15
dc.description.abstractO setor mineral brasileiro é um segmento importante para a economia nacional em virtude de suas vastas reservas e bom posicionamento no comércio mundial de commodities minerais. As atividades de lavra do minério geram dois tipos de resíduos, estéril e rejeito. Os rejeitos podem ser dispostos hidraulicamente em barragens de rejeitos, o que gera grau elevado de saturação, além de heterogeneidade do material espacialmente no reservatório. Os rejeitos de mineração tendem a ser caracterizados como materiais granulares e/ou finos não plásticos, o que pode potencializar a susceptibilidade à liquefação de estruturas geotécnicas. Diferentes metodologias de avaliação de susceptibilidade à liquefação foram propostas com base principalmente em casos históricos de ruptura, de forma a obter diferentes classificações quanto ao comportamento contrátil/dilatante de rejeitos. Assim o presente trabalho propôs a caracterização espacial dos rejeitos de minério de ferro do reservatório de uma barragem localizada no Quadrilátero Ferrífero por meio de ferramentas estatísticas. Com dados obtidos por ensaios caracterização e piezocone, foi realizada a avaliação da susceptibilidade à liquefação por sete metodologias: Tsuchida (1970) apud Terzaghi et al. (1996), Ishihara (1985); Senneset et al. (1989), Plewes et al. (1992), Shuttle; Cunning (2008), Olson (2001), Robertson (2010), Robertson (2016) e Smith et al. (2021). Os resultados apresentaram que os rejeitos foram dispostos de montante para jusante, com o material mais granular e arenoso localizado no fundo do reservatório e o material mais fino argiloso próximo ao barramento. Os rejeitos estudados são contráteis em sua maioria, principalmente nas proximidades do barramento, onde o material mais fino foi depositado. A metodologia de Olson (2001) foi verificada como a mais conservadora, porém não leva em consideração aspectos importantes, como atuação da poropressão ou comportamento argiloso/arenoso do material. Robertson (2010;2016) não considera a correção da poropressão, contudo avaliou de forma mais detalhada o comportamento dos solos coesivos e granulares, resultando em maior quantidade de material contrátil em comparação com a metodologia de Plewes et al. (1992) Shuttle; Cunning (2008) e Smith et al. (2021). Estas últimas três metodologias realizam a correção da ação da poropressão e a condição de drenagem de cravação do piezocone. Conclui-se que é possível observar um comportamento de susceptibilidade à liquefação tendencioso no reservatório, principalmente associado à presença de freática e estratégia de disposição dos rejeitos. As metodologias propostas aplicadas resultam em diferentes quantidades de material contrátil, se diferenciando pelas considerações e limitações de cada metodologia.
dc.description.abstractotherMining activities corresponds to a considerable part of the Brazilian Gross Domestic Product. Ore mining activities generate two types of waste, sterile and tailings. Tailings are usually disposed hydraulically in tailings dams, generating a high degree of saturation, in addition to material heterogeneity spatially in the reservoir. Mining tailings tend to be characterized as granular and/or fine non-plastic materials, which can increase the susceptibility to liquefaction of geotechnical structures. Different methodologies for assessing susceptibility to liquefaction were proposed, mainly considering historical cases of rupture, which obtain different classifications regarding the contractile/dilating behavior of tailings. Thus, the present work proposed the spatial characterization of the iron ore tailings from the reservoir of a dam located in the Iron Quadrangle using statistical tools. Also, using data obtained from characterization and piezocone tests, the assessment of susceptibility to liquefaction was performed using seven methodologies: Tsuchida (1970) apud Terzaghi et al. (1996), Ishihara (1985), Senneset et al. (1989), Plewes et al. (1992), Shuttle; Cunning (2008), Olson (2001), Robertson (2010), Robertson (2016) and Smith et al. (2021). The results showed that the tailings were disposed from upstream to downstream, with the most granular and sandy material located at the back of the reservoir and the finest clayey material close to the dam. The tailings studied are mostly contractile, especially in the vicinity of the dam, where the finer material was deposited. Olson's methodology (2001) was found to be the most conservative, but it does not take into account important aspects, such as pore pressure performance or clayey/sandy behavior of the material. Robertson (2010;2016) does not consider pore pressure correction, however, he evaluated in more detail the behavior of cohesive and granular soils, resulting in a greater amount of contractile material compared to the methodology of Plewes et al. (1992) Shuttle; Cunning (2008) and Smith et al. (2021). These last three methodologies perform the correction of the pore pressure action and the drainage condition of CPTu spiking. It is concluded that it is possible to observe a biased susceptibility behavior to liquefaction in the reservoir, mainly associated with the presence of water table and tailings disposal strategy. The proposed methodologies applied result in different amounts of contractile material, being differentiated by the considerations and limitations of each methodology.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/805
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.subjectBarragens de rejeitos – Variabilidade
dc.subjectReservatórios
dc.subjectAnálise estatística
dc.subjectLiquefação do solo – Susceptibilidade
dc.titleSusceptibilidade à liquefação para disposição de rejeitos em reservatórios: comparação entre metodologias e análise da disposição
dc.typeDissertação

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Mestrado em Engenharia Civil