Avaliação geotécnica da estabilidade de uma barragem de rejeitos por métodos probabilísticos e determinísticos

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dc.contributor.advisorPorto, Thiago Bomjardim
dc.contributor.advisor-coSayão, Alberto de Sampaio Ferraz Jardim
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/3192720755330214
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3322697650011984
dc.contributor.authorSouza, Lucas Andrade e
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3617495219180868
dc.contributor.refereePorto, Thiago Bomjardim
dc.contributor.refereeSayão, Alberto de Sampaio Ferraz Jardim
dc.contributor.refereeD'hyppolito, Lays Cristina Barcelos de Souza
dc.contributor.refereeVecci, Andrea Nascimento
dc.contributor.refereePereira, Armando Belato
dc.contributor.refereePinto, Guilherme Pereira
dc.date.accessioned2026-10-20T12:02:19Z
dc.date.available2026-10-20T12:02:19Z
dc.date.issued2023-08-15
dc.description.abstractA análise de estabilidade tem como objetivo verificar a possibilidade de ocorrência de ruptura do maciço em um talude artificial ou natural. A análise é realizada por meio da comparação entre as tensões cisalhantes mobilizadas e a resistência ao cisalhamento ao longo de uma superfície potencial de ruptura, a partir de vários cenários de projeto. A abordagem determinística utiliza uma estimativa para cada parâmetro de entrada, porém, constata-se que, na natureza, as propriedades dos materiais tendem a ser heterogêneas. Frente a esta heterogeneidade, oscilações podem ocorrer nos valores adotados para os parâmetros geotécnicos. A incorporação de métodos probabilísticos se torna uma importante ferramenta para lidar com os riscos inerentes às obras geotécnicas, posto que incorporam a variabilidade dos parâmetros dos projetos, baseando-se nas distribuições estatísticas que consideram a frequência de ocorrências de dados e possibilitam calcular a Probabilidade de Ruptura (PR) e o Índice de Confiabilidade (β) das estruturas. Esta pesquisa pretende reavaliar a segurança da Barragem I que estava localizada na Mina Córrego do Feijão, região do quadrilátero ferrífero de Minas Gerais, com o uso de análises determinísticas e probabilísticas. As análises de estabilidade foram realizadas por dois métodos determinísticos (Morgenstern-Price e Spencer) e probabilísticos (FOSM e Monte Carlo). Os resultados indicam que a posição da linha freática influencia significativamente nos valores de PR e β, a medida em que o nível d’água se afasta verticalmente da crista da estrutura, a PR varia de 50% a 1,77%, para o β, a variação é de 0,000 a 2,226. O método FOSM apresentou respostas mais conservadoras quando comparado ao de Monte Carlo, independentemente da posição do nível d’água no interior da barragem. Houve uma ligeira variação de resultados entre os dois métodos de Equilíbrio Limite empregados, os valores de β foram superiores para o método de Spencer em 6 dos 8 cenários avaliados, já a PR foi mais conservadora para o método de Morgenstern-Price. Nessa pesquisa, as respostas das análises determinísticas e probabilísticas aplicadas em diferentes posições de nível d’água confirmam a situação precária de estabilidade da barragem, a qual sofreu ruptura em 2019. Palavras-chave: Geotecnia; Barragem de rejeitos; Estabilidade; Equilíbrio Limite; Análise Probabilística; Análise Determinística.
dc.description.abstractotherThe stability analysis aims to verify the possibility of failure of the massif on an artificial or natural slope. The analysis is performed by comparing the mobilized shear stresses and the shear strength along a potential failure surface, based on various design scenarios. The deterministic approach uses an estimate for each input parameter, however, it appears that, in nature, material properties tend to be heterogeneous. Given this heterogeneity, fluctuations may occur in the values adopted for geotechnical parameters. The incorporation of probabilistic methods becomes an important tool to deal with the risks inherent to geotechnical works, as they incorporate the variability of project parameters, based on statistical distributions that consider the frequency of data occurrences and make it possible to calculate the Probability of Rupture (PR) and the Reliability Index (β) of the structures. This research aims to reassess the safety of Dam I, which was located in the Córrego do Feijão Mine, in the Iron Quadrangle region of Minas Gerais, using deterministic and probabilistic analyses. Stability analyzes were performed using two deterministic (Morgenstern-Price and Spencer) and probabilistic (FOSM and Monte Carlo) methods. The results indicate that the position of the water table significantly influences the values of PR and β, as the water level moves vertically away from the crest of the structure, the PR varies from 50% to 1.77%, for β, the range is from 0.000 to 2.226. The FOSM method presented more conservative responses when compared to the Monte Carlo method, regardless of the position of the water level inside the dam. There was a slight variation in results between the two Limit Equilibrium methods used, the β values were higher for the Spencer method in 6 of the 8 scenarios evaluated, while the PR was more conservative for the Morgenstern-Price method. In this research, the responses from deterministic and probabilistic analyzes applied at different water level positions confirm the precarious stability situation of the dam, which suffered a rupture in 2019. Key words: Geotechnics; Tailings dam; Stability; Limit Equilibrium; Probabilistic Analysis; Deterministic Analysis.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/3166
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.departmentDepartamento de Minas e Construção Civil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Minas
dc.subjectBarragens – Medidas de Segurança – Teses
dc.subjectGeotecnia – Teses
dc.subjectTaludes (Mecânica dos solos) – Estabilidade – Teses
dc.titleAvaliação geotécnica da estabilidade de uma barragem de rejeitos por métodos probabilísticos e determinísticos
dc.typeDissertação

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