NUGEO - Núcleo de Geotecnia

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Abordagem qualitativa e quantitativa de encostas urbanas aplicada a dois taludes no município de Vitória.
(2012) Souza, Jaime Mesquita de; Sobreira, Frederico Garcia
As análises de estabilidade têm sido executadas através de levantamentos que levam em consideração as feições de estabilidade observadas em campo, ou seja, levantamentos de cunho qualitativo. Estes levantamentos são realizados em alguns municípios do Brasil com um histórico de sucesso. O histórico positivo dos trabalhos de cunho qualitativo é proveniente da continuidade destes trabalhos e da qualidade do seu corpo técnico. Excetuando-se Vitória, os demais municípios citados e o estado de São Paulo possuem trabalhos de cunho quantitativo como avanço nos estudos de análise de risco. Essencialmente os trabalhos quantitativos apresentam avaliações do risco através de dados geotécnicos oriundos de ensaios de campo (sondagens geotécnicas, permeabilidade, geofísica, etc.) e de laboratório (ensaio granulométrico, limites de Atterberg, adensamento, mineralógico, resistência, etc.). A união dos dados gerados através de anos de levantamento de campo dos condicionantes dos movimentos de massa (atuação da água, geometria do processo, atuação antrópica, etc.) juntamente com os dados gerados dos ensaios geotécnicos (ângulo de atrito, coesão, permeabilidade, composição mineralógica, etc.) e o caminho a ser tomado pelos municípios para a construção do conhecimento consolidado do risco geológico. A consolidação do conhecimento do risco geológico apresentará benefícios para entendimento dos processos e principalmente para a execução das soluções de estabilização, proporcionando dados qualitativos e quantitativos mais realista. Esta dissertação apresentará os resultados de ensaios geotécnicos e uma análise integrada com o levantamento de campo em dois taludes de diferentes características geológicas e de intervenção antrópica, culminando na definição dos condicionantes para a ocorrência de escorregamentos e do fator de segurança. Por fim, é apresentada uma visão critica do trabalho executado em Vitória na questão do risco geológico e na utilização deste trabalho na elaboração dos projetos para melhoria da infraestrutura nos assentamentos precários.
Abordagens estatísticas aplicadas ao mapeamento de susceptibilidade a movimentos de massa : análise de diferentes técnicas no contexto do Quadrilátero Ferrífero.
(2016) Barella, Cesar Falcão; Sobreira, Frederico Garcia; Lena, Jorge Carvalho de; Fernandes, Nelson Ferreira; Mourão, Ana Clara Moura; Rodrigues, Paulo César Horta
Com o objetivo de edificar uma argumentação capaz de embasar o adequado estabelecimento de diretrizes e procedimentos cartográficos voltados à elaboração e apresentação de mapas de susceptibilidade, foram selecionadas duas áreas piloto na região do Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, denominadas Belo Vale e Antônio Pereira, onde aplicaram-se conceitos e metodologias estatísticas de mapeamento de movimentos gravitacionais de massa, dando ênfase à adoção da escala 1:25.000. A partir da construção de inventários de cicatrizes e do mapeamento dos fatores condicionantes inerentes às regiões de estudo, foram testadas, validadas e confrontadas diferentes abordagens, cada qual com uma função especifica dentro da análise de susceptibilidade. Com o propósito de comparar diferentes métodos estatísticos (Análise da Densidade de Escorregamentos, Likelihood Ratio, Valor Informativo, Probabilidade Bayesiana, Pesos de Evidência, Análise Discriminante e Regressão Logística) e diferentes representações cartográficas dos escorregamentos cadastrados (ponto e polígono), a primeira região de investigação evidenciou bons resultados em todos os enfoques empregados, com áreas abaixo da Curva de Sucesso e de Predição acima de 0,800 em grande parte das análises efetuadas. Merece destaque nessa fase a técnica do Valor Informativo e a soma do Contraste dos Pesos de Evidência, ambos aplicados, respectivamente, a um inventário poligonal e pontual. No que diz respeito à concordância espacial produzida entre os modelos, foi constatada, através da determinação do Coeficiente Kappa, que, independentemente das taxas de validação encontradas, a distribuição das classes de susceptibilidade são discordantes ao longo do território mapeado. Entretanto, essa discordância nunca atinge patamares de baixa compatibilidade. A segunda região de análise teve a finalidade de explorar o efeito da discriminação dos movimentos inventariados (movimentos translacionais em rocha e em solo) e da fragmentação aleatória do inventário nos grupos de treino e de teste (holdout, holdout repetido e validação cruzada). Os resultados alcançados nessa fase demonstraram a elevada sensibilidade da técnica do Valor Informativo às variações produzidas, deixando claro que para a elaboração de bons modelos é necessária uma pequena defasagem entre as taxas de validação, avaliadas aqui através das Curvas de Sucesso e Curvas de Predição. A análise crítica dos procedimentos aplicados corroborou a adequabilidade dos enfoques estatísticos ao mapeamento de susceptibilidade a movimentos gravitacionais de massa na escala 1:25.000. Palavras-Chave: Desastres Naturais, Susceptibilidade, Métodos Estatísticos, Ordenamento Territorial, Movimentos Gravitacionais de Massa.
Adensamento de rejeitos de mineração com drenos sintéticos : estudo de caso.
(2021) Lopes, Nancy Raphaela Souza; Ferreira, Lucas Deleon; Gomes, Romero César; Ferreira, Lucas Deleon; Urashima, Denise de Carvalho; Vidal, Delma de Matos
A execução de obras geotécnicas em solos compressíveis é um grande desafio, considerando os baixos valores de resistência ao cisalhamento, a alta compressibilidade e o elevado tempo de adensamento destes materiais. Assim como observado para os solos naturais, os rejeitos também passam pelo processo de adensamento e, geralmente, os rejeitos finos, por apresentarem baixa permeabilidade, passam pelo processo de adensamento de forma lenta e gradual, podendo ser comparados aos solos compressíveis naturais. Atualmente, levando-se em consideração os grandes volumes de rejeitos gerados e as restrições existentes para a implantação e/ou ampliação de barragens, assim como, a necessidade de fechamento de algumas estruturas existentes, a técnica de desaguamento de rejeitos a partir do processo de filtragem e a sua disposição sob a forma de empilhamento tem sido amplamente estudada e tem se mostrado como uma tendência dentro dos empreendimentos minerários. Um grande desafio que vem sendo avaliado é a disposição dos rejeitos filtrados sobre os reservatórios das barragens de rejeitos existentes, ou seja, sob solos pouco consistentes, inconsolidados e com baixa capacidade de suporte, sendo uma solução para o aproveitamento volumétrico destas estruturas, bem como para os projetos de fechamento. Este trabalho apresenta um estudo de caso de um projeto de fechamento e cobertura de uma barragem de rejeitos de ouro, por meio da disposição de rejeito desaguado sobre o reservatório atual, sob a forma de aterro compactado. Para a aceleração dos recalques por adensamento do material depositado no reservatório e, consequentemente, do seu ganho de resistência, foram dimensionados drenos sintéticos verticais (PVD - Prefabricated vertical drain), ou geocompostos drenantes, a serem instalados em malhas quadradas ao longo de todo reservatório. O trabalho também contempla a especificação da instrumentação geotécnica para monitoramento do comportamento do rejeito frente ao lançamento do rejeito filtrado no que se refere à dissipação de excessos de poropressão e ocorrência de recalques. Por meio do software GeoSlope, foram realizadas análises de estabilidade e de tensão x deformação do reservatório, considerando as características de implantação do projeto. Os estudos geotécnicos apresentaram fatores de segurança satisfatórios e mostraram a eficiência do PVD no que diz respeito à aceleração dos recalques e à dissipação das poropressões.
Algoritmo para agrupamento de descontinuidades em famílias baseado no Método Fuzzy K-Means.
(2015) Klen, André Monteiro; Lana, Milene Sabino
O agrupamento de descontinuidades em famílias nem sempre é uma tarefa trivial, particularmente quando se utiliza apenas o diagrama de frequência de polos, método clássico. Este, em alguns casos, apresenta caráter subjetivo, uma vez que o tamanho da área da célula de contagem, a sobreposição entre os agrupamentos e a presença de outliers dificultam a definição visual das famílias. Nestes casos, é útil a aplicação de métodos numéricos em conjunto com o método clássico. Para isso, este trabalho propõe um algoritmo baseado no método Fuzzy K-means que permite agrupar as descontinuidades em famílias sem a influência das fontes de erro do método clássico. Além disso, o trabalho traz, como principais contribuições, um novo método de inicialização do Fuzzy K-means, fundamentado na distribuição de probabilidades de Fisher para dados esféricos, que torna o algoritmo insensível a escolha dos centros iniciais, adaptação de quatro medidas de validação do Espaço Euclidiano para o Espaço Esférico a fim de auxiliar na definição do número de famílias e critérios para identificação de outliers e da região de sobreposição. Os resultados do algoritmo se mostraram satisfatórios quando comparados ao método clássico e aos principais métodos numéricos, utilizando, como referência, cinco conjuntos de fraturas estudados na literatura e aplicados por diversos autores para validação das técnicas numéricas de agrupamento de descontinuidades.
Análise comparativa de métodos para determinação da tensão de escoamento em rejeitos de mineração.
(2020) Santos, Átila Geraldo Rochido dos; Pereira, Eleonardo Lucas; Pereira, Eleonardo Lucas; Lima, Hernani Mota de; Russo, Mário Luís Cabello
As propriedades reológicas dos rejeitos são amplamente utilizadas na indústria da mineração como ferramenta de investigação, capazes de fornecer o correto detalhamento dos sistemas de bombeamento das plantas de tratamento de minérios, transporte dos rejeitos para deposição e parâmetros de entradas para software que realizam análises de rupturas hipotéticas de barragens de rejeitos. As propriedades reológicas dos rejeitos são obtidas a partir de ensaios geotécnicos de laboratório, ou seja, os ensaios de reometria. Nesse contexto, os ensaios realizados através dos Slump são usualmente utilizados pela facilidade de ser executado e promover baixo custo financeiro. Entretanto, é possível encontrar, nas pesquisas que tratam da sua utilização, questionamentos referentes aos materiais e os procedimentos de realização dos testes, como, por exemplo, os moldes com formas geométricas do tipo cilíndrica ou do tipo tronco de cone, as metodologias de cálculos utilizadas, a influência dos tempos de leituras, bem como as estruturas dos moldes. Considerando os fatores mencionados, o presente estudo objetivou avaliar, por meio de ensaios de Slump e de palheta (Vane Test), a tensão de escoamento do rejeito do minério de ferro, fazendo-se o uso de diferentes tipos de materiais e de procedimentos para realização destes ensaios. Neste estudo,foi realizada a caracterização dos rejeitos de mineração, definidas as dosagens associadas às misturas dos rejeitos e determinada a tensão de escoamento através de ensaios de Vane e de Slump. Os ensaios de Vane foram realizados com o objetivo de correlacionar os seus resultados com aqueles obtidos no teste de Slump, considerando os valores de tensão de escoamento. As análises mostraramse satisfatórias, dado que o Vane Test apresentou bons resultados validando a rotina das correlações realizadas nesta pesquisa. Apesar de pequenas variações na correlação, ao verificar suas regressões lineares, constatou-se que os resultados foram satisfatórios, no âmbito da proposta inicial desta dissertação.
Análise computacional probabilística e hipotética de uma cortina atirantada executada em uma cava de mineração.
(2018) Piazzalunga, Pedro Henrique; Assis, André Pacheco de; Assis, André Pacheco de; Pereira, Eleonardo Lucas; Maia, Karla Cristina Araújo Pimentel
Essa dissertação teve com objetivo avaliar a estabilidade de uma cortina atirantada que foi executada em uma cava de mineração, através de análises computacionais hipotéticas. Os parâmetros de resistência e deformação dos materiais que compõem o talude, foram ajustados mediante retroanálise da ruptura ocorrida no talude e resultados de ensaios triaxiais realizados em amostras de materiais retiradas de diferentes pontos do talude. Realizou-se primeiramente uma retroanálise da ruptura com o objetivo de conseguir informações para as futuras análises. Posteriormente, realizou-se a retroanálise do cálculo da cortina atirantada e da estabilidade do talude para a validação do projeto executivo da contenção; bem como às análises determinísticas de tensão deformação e de equilíbrio limite para a determinação do fator de segurança da estrutura e análises probabilísticas para avaliar o nível de confiabilidade da mesma. Os parâmentros utilizados nas análises basearam-se em relatórios de ensaios realizados com materiais similares em outros pontos da cava e no sistema de classificação de maciços rochosos de Hoek & Brown. Os programas de cálculo utilizados são baseados no método de elementos finitos e análises de tensão deformação. Apresentou-se os cálculos de estabilidade e de tensão deformação obtidos para a cortina atirantada, com suas respectivas probabilidades de falha, grau de confiabilidade e fator de segurança. Avaliou-se os resultados obtidos, onde a cortina se apresenta satisfatória com base nos parâmetros hipotéticos adotados pelo estudo. Foram apresentadas propostas para a mitigação de um possível processo erosivo nos taludes e uma proposta para futuros estudos de caso.
Análise crítica da metodologia de traçadores químicos fluorescentes para estudo da influência hídrica ao entorno de cavidades ferríferas: estudo de caso Serra do Norte, Carajás/PA.
(2020) Ferreira, Bruna dos Santos Cezar; Lima, Hernani Mota de; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Lima, Hernani Mota de; Gomes, Guilherme José Cunha; Brandi, Iuri Viana
No Brasil, a expansão das minas de minério de ferro e a riqueza espeleológica em rochas ferruginosas chamou a atenção de pesquisadores e agências ambientais que passaram a cobrar das mineradoras investimentos em estudos para preservação e mitigação dos impactos das atividades nos ambientes cavernícolas. A Resolução CONAMA nº 347 de 2004 estabelece a área de influência mínima sobre o patrimônio espeleológico identificado. Neste contexto, o estudo de conexões hídricas no entorno das cavidades faz parte de um projeto cujo objetivo principal é o entendimento da dinâmica hídrica no entorno de 34 cavidades naturais subterrâneas em formações ferríferas bandadas e cangas lateríticas localizadas nas minas da Serra Norte, Carajás/PA. Neste projeto foram realizados procedimentos experimentais ao longo de 5 anos com aplicação de traçadores químicos fluorescentes, com diferentes espaçamentos, em regiões de operações de mina, para análise da presença dos traçadores no interior de cavidades. Os resultados apontam que cavidades menores e mais rasas tem influência hídrica local e que a presença de solo e vegetação tendem a reduzir a conexão hídrica. A velocidade de fluxo pela canga é muito influenciada pelo volume de canga entre os pontos de injeção e de amostragem em decorrência das descontinuidades cársticas e fissurais deste meio. Em adição, o cuidado durante a coleta das amostras por parte dos colaboradores de campo e a presença antrópica e de animais no interior e no entorno das cavidades são de considerável relevância.
Análise da aplicabilidade da classificação MCT na execução de bases rodoviárias com utilização de solos lateríticos estabilizados.
(2018) Oliveira, Felício Geraldo de; Pereira, Eleonardo Lucas; Pereira, Eleonardo Lucas; Fernandes, Gilberto; Marques, Geraldo Luciano de Oliveira
No Brasil, as rodovias desempenham um importante papel para o desenvolvimento econômico e social da população. A rede rodoviária federal e as estaduais, juntas, alcançam uma extensão de 381.628,80 km e a redes municipais aproximadamente 1.339.126,9 km, segundo o Sistema Nacional de Viação, versão 2015. Desse total, grande parte ainda não está pavimentada e outras são consideradas apenas como planejadas. A grande extensão de rodovias que necessitam ser implantadas, pavimentadas ou restauradas, revela a importância de se estudar soluções que permitam a redução do custo das obras rodoviárias. Para isso é fundamental o conhecimento das propriedades dos solos lateríticos, típicos das regiões tropicais, como o Brasil e a adoção de novas técnicas mais adequadas às suas características. Normalmente a comprovação do caráter laterítico ou não laterítico dos solos é realizada através de um ensaio de análise química, a determinação da relação sílica-sesquióxidos, que consiste numa relação entre o teor de sílica e a soma dos teores dos óxidos de ferro e de alumínio, entretanto esta pesquisa visou avaliar a possibilidade de utilização da classificação MCT, para esse fim. Nesse sentido, este trabalho analisa a aplicabilidade da classificação MCT, para comprovação do caráter laterítico ou não laterítico, de dezesseis misturas de solos. As dezesseis misturas foram montadas através de combinações entre os materiais de duas jazidas de cascalho laterítico, uma jazida de latossolo vermelho amarelo, de textura média e uma jazida de latossolo vermelho, de textura argilosa, coletadas nas proximidades da rodovia BR-251/MG, na região noroeste de Minas Gerais. Posteriormente as misturas foram separadas em três grupos, de acordo com o seu enquadramento nas faixas granulométricas prescritas nas normas do DNIT,para execução de base estabilizada granulometricamente, com ou sem utilização de solos lateríticos. Os resultados da classificação MCT foram comparados com os resultados obtidos através da relação sílica-sesquióxidos e algumas amostras foram submetidas aos ensaios de difratometria de raios-X e microscopia eletrônica de varredura, para auxiliar a análise. Todas as misturas foram submetidas aos ensaios de Compactação e Índice Suporte Califórnia, para avaliação da expansão e da resistência mecânica. Os resultados mostraram que as misturas que se enquadram nas faixas A ou B, concebidas para execução de base com solos lateríticos, embora constituídas por uma fração argilosa com mais de 25% passando na peneira nº 200, apresentam valores de ISC suficientes para sua utilização em bases de pavimentos rodoviários, para Número N ≤ 5 x 106, ou para Número N > 5 x 106. As misturas que não se enquadram em nenhuma faixa granulométrica apresentam baixos valores de ISC, abaixo dos exigidos pelas normas para execução de base, e as que se enquadram na faixa D, tradicional, apresentam valores de ISC superiores a 80, suficientes para a construção de bases com Número N > 5 x 106. Finalmente, os resultados da Classificação MCT coincidem com os resultados inferidos através da determinação da relação sílica-sesquióxidos, para quinze das dezesseis misturas estudadas, mostrando a possibilidade da tecnologia MCT vir a ser utilizada como pratica rotineira.
Análise da aplicabilidade do recurso "sistema de juntas" na modelagem por elementos finitos de maciço rochoso foliado.
(2021) Duarte, Andyara Pinto; Alameda Hernández, Pedro Manuel; Alameda Hernández, Pedro Manuel; Gomes, Guilherme José Cunha; Aquino, Iure Borges de Moura
Visto a complexidade do estudo da mecânica das rochas em maciços rochosos anisotrópicos foliados escavados em profundidade, estre trabalho propõe a discussão da aplicabilidade da utilização de um sistema de juntas na representação do caráter foliado de um maciço Xistoso, localizado a 1250 metros de profundidade em uma mineração de Ouro de grande porte no Quadrilátero Ferrífero – MG, Brasil. Para isso são instrumentadas seções de uma escavação orientadas em direções distintas para medição de deslocamentos de pontos em seu entorno. Os resultados são confrontados com resultados obtidos por modelagem numérica de um maciço nas mesmas condições. Nas simulações o caráter foliado do maciço é representado por um sistema de juntas. Nessa análise, verifica-se a compatibilidade entre a dimensão de deslocamentos obtidos em campo e calculados em modelo e entre o posicionamento das zonas de maior deslocamento no entorno da escavação obtidos em campo e calculados em modelo quando utilizado um sistema de juntas. É discutida a eficácia de dois softwares (Phase2 e Adonis) distintos quando utilizado um sistema de juntas na representação do maciço foliado e a influência de cada parâmetro de entrada referente às juntas nos resultados de modelo e são indicados valores que melhor se aplicam a realidade de campo. Em síntese, a utilização de um sistema de juntas para representação do caráter foliado do maciço aproxima o modelo da realidade indicando as regiões afetadas pelo caráter anisotrópico da rocha enquanto apresenta valores de deslocamentos maiores que os observados em campo. Entende- se que a localização relativa dos maiores deslocamentos no entorno de escavações é altamente influenciada pela inclinação das juntas se dando principalmente onde o plano de foliação tangencia a escavação, e pelos parâmetros rigidez e ângulo de atrito entre elas. A diminuição do ângulo de atrito e dos valores de rigidez entre as juntas favorece a correspondência entre as regiões de maior deslocamento notadas na instrumentação e aquelas simuladas. Além disso, foi comprovada a possibilidade de utilização do Software gratuito Adonis 3.0 em modelos semelhantes.
Análise da capacidade da via permanente do Corredor Centro Sudeste para possíveis estudos de aumento de carga por eixo.
(2019) Silva, Diógenes Segantini da; Fernandes, Gilberto; Fernandes, Gilberto; Ferreira, Lucas Deleon; Silva, Rodolfo Gonçalves Oliveira da
A agricultura brasileira atravessa por forte crescimento, o qual continuará pelos próximos dez anos. A tendência será de aumento na exportação, frente ao consumo interno. O Corredor Centro Sudeste da empresa VLI S.A. é constituído por uma ferrovia que liga terminais no interior do Brasil ao porto de Santos. Esse é uma das principais rotas de exportações brasileiras, justificando um investimento de renovação de via permanente, para modernizar a ferrovia entre as cidades de Uberaba (MG) e Campinas (SP). Esse processo consiste em um aumento do perfil de trilho, substituição dos dormentes de madeira por concreto, alteração dos sistemas de fixação e aumento da camada de lastro, buscando aumento de confiabilidade e disponibilidade. Frente a essa reconfiguração, surgiu a oportunidade de estudar um possível aumento 10,0% da carga por eixo, o que se tornou o objetivo principal deste estudo. Foi escolhido um trecho experimental para coleta de amostras de solos das camadas de subleito, sublastro e lastro, e realizados ensaios geotécnicos. Foram obtidos dados da ferrovia junto a empresa. Com a base de dados formada, foram dimensionadas as tensões atuantes no pavimento utilizando métodos empíricos e mecanicistas. Os resultados das tensões pelo método empírico apresentaram valores mais conservadores. O método mecanicista foi realizado através do software Ferrovia 3.0, o qual apresentou as tensões em diversos pontos das camadas do pavimento, dado a sua malha de elementos finitos. As tensões foram verificadas em três cenários distintos, sendo eles considerando a ferrovia antes da renovação (25 t/eixo), após a renovação com 25 t/eixo e com 27,5 t/eixo. Foi calculada a tensão admissível do subleito para os diversos cenários utilizando o método de Meyerhoff e Hanna. Concluiu-se que a renovação de via não foi suficiente para o aumento de carga sugerido. Frente ao resultado, alternativas foram avaliadas, aprofundando-se na possibilidade de um novo aumento da camada de lastro em 5,0 cm. A tensão admissível do subleito para esse novo cenário foi de 0,84 kgf/cm², e o resultado da tensão obtida foi 1,11 kgf/cm². O resultado foi inferior ao limite, e não possui fator de segurança. Logo, não foi recomendado o acréscimo de carga. Foi sugerido a reconfiguração das camadas de subleito e sublastro.
Análise da deformabilidade de um solo tropical do oeste do Maranhão como material de sublastro na estrada de ferro Carajás.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2012) Delgado, Bruno Guimarães; Guimarães, Antônio Carlos Rodrigues
O projeto da superestrutura de uma ferrovia, ou pavimento ferroviário, tem sido feito, correntemente, a partir da seleção de materiais para camada de sublastro escolhidos a partir de critérios de caracterização geotécnica tradicional: valores de granulometria, plasticidade e CBR compõem as principais exigências. No entanto, baseado nos conceitos da Mecânica dos Pavimentos, hoje se reconhece que existem critérios mais adequados para nortear estas escolhas, a partir do entendimento do pavimento como um sistema em camadas sujeito a cargas repetidas. Na presente dissertação pretende-se discutir, a partir de um estudo de caso, aplicado a um trecho de expansão da Estrada de Ferro Carajás (EFC), estes novos critérios de seleção de um solo para uso como camada de sublastro. Foi selecionada uma jazida de solo fino da região oeste do estado do Maranhão estudada com o objetivo de testar suas características sob a ótica da deformabilidade, elástica e plástica. São apresentados resultados de caracterização geotécnica, classificação MCT e avaliação do comportamento mecânico do solo desta uma jazida considerada representativa dessa região de expansão da EFC. Este solo é essencialmente argiloso, com elevado índice de plasticidade, e seria descartado para o fim proposto considerando-se as normas convencionais de seleção de sublastro, em geral importadas de países de clima temperado. No entanto, em função de sua natureza de solo tropical, avaliou-se seu comportamento tensão-deformação, determinado por ensaios triaxiais de cargas repetidas para a determinação do módulo de resiliência e da deformação permanente, com variados estados de tensões, confinante e desvio. Também foi testada a hipótese da ocorrência de shakedown (ou acomodamento das deformações plásticas com o acúmulo de ciclos de carga), neste solo estudado, que foi confirmada. Os resultados obtidos indicam elevados valores de módulo de resiliência e baixos valores de deformação permanente total, considerando nos ensaios cíclicos tensões compatíveis às esperadas no campo para a camada de sublastro do pavimento ferroviário. Portanto, indica tratar-se de um material, que apesar de não atender aos critérios tradicionais, apresenta características adequadas para utilização na situação real de campo da Estrada de Ferro Carajás.
Análise da eficiência da sondagem rotopercussiva na Jazida de Ferro de Serra Sul, Serra dos Carajás – Pará.
(2014) Carvalho, Roberto Franklin de; Soares, José Agnelo; Barbosa, Maria Sílvia Carvalho; Braga, Marco Antonio
Este trabalho foi desenvolvido na jazida de minério de ferro nos alvos denominados C e D em Serra Sul, Complexo Minerador de Carajás, Estado do Pará. Esses alvos fazem parte de um estudo que a empresa Vale S.A. vem desenvolvendo em suas minas e jazidas, visando comparar e definir vantagens e desvantagens dos métodos de perfuração de sondagem rotativa testemunhada com o de sondagem rotopercussiva. Portanto, este trabalho tem como objetivo principal o estudo da operacionalidade destes métodos de perfuração com determinação da taxa de penetração, custos do projeto de sondagem geológica, além da possibilidade de utilização do uso da perfilagem geofísica, que auxilia na obtenção de contatos geológicos, densidade e diâmetro do furo. É importante conhecer algumas diferenças nestas duas metodologias perfuração e optar pelo melhor tipo de investigação geológica através da sondagem, aproveitando o melhor da eficiência de cada uma delas ou adoção de sondagem híbrida. Ressalta-se que a profundidade de investigação é um fator preponderante que diferencia esses dois métodos de sondagem geológica.
Análise da eficiência do sistema de vedação da fundação em granito de uma barragem de concreto.
(2015) Lopes, Marieli Biondo; Assis, André Pacheco de
O Brasil possui um dos maiores parques hidrelétricos do mundo, com capacidade de geração de energia comparado à posição da Arábia Saudita na extração de petróleo. Com isso é importante avançar em conceitos e técnicas, indo além das metodologias já consagradas. Este estudo aprofunda os conhecimentos sobre a eficiência de tratamentos de vedação em fundações rochosas de barragens de concreto, com o uso de cortinas de injeção com calda de cimento. Tratamentos como este permitem a redução do coeficiente de permeabilidade do maciço e a subpressão. Para atestar a real eficiência dos serviços de vedação no vertedouro da UHE Jirau, ela foi realizada através de três análises: redução do coeficiente de permeabilidade, redução da absorção de calda de cimento e redução da subpressão. Na primeira análise, observando a permeabilidade antes (furos de sondagem e furos obrigatórios de injeção) e depois (furos de verificação), concluiu-se que o maciço possui boas características mecânicas e hidráulicas (mesmo com a presença de fraturas sub-horizontais) por possuir coeficientes de permeabilidade baixos, sendo que a injeção auxiliou em uma pequena redução deste coeficiente, passando da ordem de 10-5 para 10-6 cm/s.. Na segunda análise, através do acompanhamento pari passu de consumo de calda, observando o maciço de forma geral, verificou-se que houve redução de absorção de calda de 27% e com isso a atividade de injeção foi funcional. Na terceira e última análise, verificando as leituras de piezometria, estas constataram que a subpressão não ultrapassou os limites referenciados em projetos, porém como não foi utilizado o método racional com retroanálise, não foi quantificado o quanto a cortina de injeção contribuiu para estes valores. De forma geral, adotando o critério de Cruz (2004), que prescreve que fundações com coeficientes menores que 5 x 10-4 cm/s não há necessidade de tratamento, conclui-se que as atividades de injeção na UHE Jirau poderiam ter sido anuladas ou reduzidas, reduzindo o prazo e custo destes serviços.
Análise da estabilidade da pilha de estéril do Correia - mina de Gongo Soco - para implantação da ferrovia Estrada de Ferro Vitoria Minas - EFVM.
(2009) Pereira, Wellington Luiz; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva
Este trabalho consiste na verificação das deformações e recalques gerados na Pilha do Correia, analisando também a influência das vibrações geradas pela circulação dos trens no comportamento da Pilha, produzindo um modelo geológico/geotécnico ajustado para as condições da Pilha e que sirva de ferramenta para uma análise da estabilidade, verificando as deformações e recalques gerados na Pilha. Os resultados almejados consistiram na proposta de produzir um modelo geológico/geotécnico ajustado para as condições da Pilha, embasada em campanhas de ensaios de laboratórios e de campo, possibilitando, adicionalmente, sua aplicação em outros casos de implantação. O trabalho conclui, com base nos resultados das modelagens, que a estabilidade pelo método de equilíbrio limite, apresentou um fator de segurança satisfatório, levando em conta que as simplificações adotadas neste processo, face às dificuldades de determinação de parâmetros representativos das reais condições de campo.
Análise da estabilidade e deformação de talude e túnel ferroviário em Liberdade/MG.
(2018) Ribeiro, Renato Duque; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Almeida, Rodrigo Pereira de; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Ferreira, Lucas Deleon; Napa Garcia, Gian Franco
A ampliação de um túnel, próximo ao município de Liberdade (MG), promoveu um agravamento em uma deformação pré-existente na parede lateral da estrutura. A solução adotada para continuidade do tráfego ferroviário, foi a construção de uma variante para desvio do traçado original. Houve uma escavação de 243500 m³, executada em corte no relevo, com reforço do talude em solo grampeado na região contígua ao túnel. De acordo com as investigações geotécnicas de campo e laboratório, o solo superficial, residual maduro, composto por argila arenosa, e o solo das cotas inferiores, residual jovem, é basicamente arenoso, mal graduado com silte e traços de argila. A correlação entre os valores de resistência à penetração, dos dois métodos de sondagem utilizados, SPT e DPL, indicou uma equação específica para o solo residual jovem, por meio de uma regressão linear. Através destes dados e por correlações para solos tropicais, foi possível estimar os parâmetros de resistência e deformabilidade das unidades de solo presente no entorno do túnel. A coesão obtida para solo está entre 9 e 16 kN/m² e ângulos de atrito interno em torno de 32°. A análise de estabilidade, que considerou 4 modelos conhecidos, indicou uma região localizada acima da berma da estrada com superfícies potenciais de ruptura com FS inferiores a 1,30, abaixo do exigido por norma. A aplicação do solo grampeado nos taludes entre a ferrovia e a berma da estrada promoveu um acréscimo de 20% no FS, entretanto, não houve alteração do nível de segurança nos taludes localizados acima da berma da estrada. A análise de deformação foi realizada em 5 pontos no entorno do túnel, onde foram verificadas alterações entre 3 e 33 milímetros. Estas deformações são devidas ao alívio de carga ou acomodação na nova geometria do talude. A maior variação foi medida no segundo talude acima da estrada, naquela região com FS abaixo do necessário. Tais deformações foram comparadas com o monitoramento feito por extensômetros e medição da distância entre as paredes por trena a laser, apontando diferenças de ordem centimétrica. Para todos os extensômetros, as deformações verificadas estão abaixo de 5cm.
Análise da influência das raízes de vetiver nos parâmetros de resistência dos solos com a profundidade.
(2017) Teixeira, Thiago Marques Baptista; Lima, Hernani Mota de; Lima, Hernani Mota de; Ferreira, Lucas Deleon; Pereira, Aloísio Rodrigues
A utilização de técnicas de bioengenharia na estabilização de taludes tem crescido dentre os projetos geotécnicos nos últimos anos. Taludes vegetados apresentam inúmeras vantagens no que se refere à redução de processos erosivos e aumento da estabilidade contra escorregamentos rasos além de serem menos onerosos e de fácil implantação. A espécie de planta recomendada pelo Banco Mundial para projetos de engenharia de taludes e uma das mais utilizadas é a "Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty" conhecida mundialmente como Vetiver. Buscou-se nesta dissertação compreender a influência do sistema de raízes do Vetiver nos parâmetros geotécnicos do solo, coesão (c) e ângulo de atrito (φ), bem como as alterações no Fator de Segurança de acordo com a profundidade. Foram desenvolvidos ensaios de cisalhamento direto a partir de amostras indeformadas com a presença do vetiver e também sem as raízes. Posteriormente foram simuladas condições de taludes hipotéticos nos ângulos de inclinação de 15º, 30º e 45º utilizando-se o método do talude infinito e também modelagens numéricas pelos métodos de Bishop e Janbu Simplificado. Os resultados demonstraram a efetiva influência das raízes de Vetiver no aumento da coesão aparente do solo, contribuindo para a melhoria das condições de estabilidade dos taludes.
Análise da influência de barreiras hidráulicas no padrão do fluxo e na estabilidade de taludes de cavas a céu aberto de minas de ferro do Quadrilátero Ferrífero, MG.
(Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Ventura, Leonardo Carvalho; Bacellar, Luis de Almeida Prado
Camadas menos permeáveis, diques e até mesmo descontinuidades podem atuar como barreiras hidráulicas, interferindo no padrão de fluxo hídrico e com reflexos deletérios na estabilidade dos taludes de mineração. Neste sentido, este trabalho objetivou analisar as possíveis influências que os filitos da formação Batatal proporcionam, atuando como barreiras hidráulicas, tanto no padrão do fluxo hídrico, como também, na estabilidade dos taludes das cavas finais das minas do Tamanduá, Pico e Capitão do Mato, situadas no Quadrilátero Ferrífero (MG). Para tanto, foram levantadas características geológicas, geotécnicas e hidrogeológicas das unidades geológicas, e realizado o modelamento matemático do padrão do fluxo e da estabilidade dos taludes globais sob diversas condições possíveis de condutividade hidráulica dos filitos. Estas análises foram realizadas através dos programas SEEP/W® e SLOPE/W®, neste caso aplicando o método de equilíbrio limite, com os procedimentos de Bishop, Janbu e Morgenstern Price. Fundamentadas nos resultados obtidos nas análises, as possíveis influências nas condições de fluxo e nos coeficientes de segurança das seções dos taludes das minas foram avaliadas e discutidas. O grande número de variáveis e incertezas dificultou o perfeito entendimento dessas influências. Mesmo com todas estas dificuldades, foi possível concluir principalmente que: a análise da condição de estabilidade acoplada com a análise de percolação se mostrou eficaz para o objetivo proposto; a utilização de curvas características de condutividade indiretamente estimadas é preferível que assumir-se recarga uniformemente distribuída por todas as unidades geológicas; as componentes verticais de fluxo são relevantes para o nível de segurança de taludes e podem condicionar rupturas locais; o emprego dos valores de permeabilidade obtidos por retro-análise (cenário 1) em modelos bidimensionais de fluxo sugere a possibilidade de ocorrer um fluxo considerável pela Formação Batatal.
Análise da influência do teor de ferro no potencial de liquefação de um rejeito de mineração.
(2019) Arruda, João Paulo Aparecido; Pereira, Eleonardo Lucas; Pereira, Eleonardo Lucas; Gomes, Romero César; Minette, Enivaldo
Nos últimos anos, a alta produção e o beneficiamento mineral têm gerados grandes volumes de rejeitos que se tornam grandes desafios para a Geotecnia, no que tange à eficiência e à segurança dos locais em que são depositados. Considera-se que esses subprodutos da mineração possuem características geotécnicas semelhantes aos solos arenosos, apesar das diversas peculiaridades, destacando-se que os sistemas de disposição de rejeitos mais utilizados são os aterros hidráulicos. Esses locais estão sujeitos ao fenômeno denominado liquefação, ligado à perda de resistência em materiais saturados e fofos quando submetidos aos processos de deformação. O gatilho do fenômeno pode ocorrer de forma dinâmica, podendo provir de vibrações ou eventos sísmicos ou ser desencadeado por carregamento estático. Nesse contexto, esse trabalho tomou como objeto de pesquisa a região do Quadrilátero Ferrífero, a fim de se avaliar a influência do teor de ferro no potencial de liquefação estática de um rejeito de minério de ferro por meio de ensaios de laboratório. A importância da pesquisa justifica-se dada a necessidade de buscar o entendimento das diversas variáveis que potencializam a liquefação, causa de diversos acidentes ambientais ao longo dos anos, visando-se evitar possíveis rupturas e impedir perdas de vidas humanas e degradação ambiental. Para avaliação do potencial de liquefação foi coletada uma amostra de rejeito com alto teor de ferro, a qual foi dividida e submetida às reduções de teor do elemento. Dessa forma, foram geradas amostras com variáveis teores de ferro. Foi realizado um amplo programa experimental com avaliações de liquefação a partir de ensaios triaxiais não-drenados e adensados isotropicamente. Foram utilizadas metodologias de análises consagradas no meio geotécnico. Todos os resultados obtidos foram apresentados e discutidos ao longo dessa dissertação, destacando-se que a porcentagem de ferro seria um fator influenciador no potencial de liquefação, bem como observou-se modificação da posição da linha do estado permanente e o aumento dos valores de parâmetros de estado.
Análise da infraestrutura de pavimento rígido com reforço diferenciado de fibras de aço.
(2017) Maciel, Priscila de Souza; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Gouveia, Antônio Maria Claret de; Martins, Cláudio José
Atualmente, os concretos reforçados com fibras curtas de aço são amplamente utilizados no Brasil e no mundo, em especial nas obras de pavimentos e túneis. O uso das fibras de aço em pavimentos de concreto se dá pela necessidade de melhoria da eficiência do concreto em função da sua reduzida capacidade de resistência à tração, consequência da dificuldade em interromper a propagação de fissuras. A fibra atua como ponte de transferência de tensão nos pontos de fissura do pavimento, restringindo a propagação da mesma devido à redução do efeito de concentração de tensões. Neste estudo adotou-se uma faixa com maior volume de fibras na área ínfera da estrutura. Os corpos de prova foram moldados em três modelos: (i) sem fibras, (ii) com fibras distribuídas uniformemente e (iii) com fibras concentradas na área inferior, utilizando concreto com aproximadamente 30MPa de resistência à compressão. Os agregados foram caracterizados quanto à granulometria e massa específica, e as fibras quanto à geometria, resistência à tração e microestrutura. Realizou-se a moldagem de oito corpos de prova cilíndricos (100x200mm) e dois prismáticos (150x150x500mm) para cada modelo. Os compósitos produzidos foram avaliados quanto à resistência à compressão, ao módulo de elasticidade, resistência à tração na flexão, à tenacidade e à absorção de água. A análise da infraestrutura se deu pelo coeficiente de recalque em função da resistência à tração na flexão. Os resultados demonstraram que a configuração de fibras concentradas na parte inferior das peças contribui para o desempenho do concreto.
Análise da ruptura de taludes pelo mecanismo de STEP-PATH vía elementos finitos.
(2016) Oscamayta, Cesar Romero; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Alameda Hernández, Pedro Manuel; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique
Na análise de estabilidade de taludes rochosos em 2D, ocorrem diferentes mecanismos de ruptura influenciados pelas descontinuidades pré-existentes, sendo os mais estudados aqueles gerados exclusivamente por descontinuidades persistentes (ruptura planar, em cunha e tombamento), para os quais existem métodos de cálculo analíticos bem estabelecidos do fator de segurança (FS). Tais mecanismos ocorrem geralmente em taludes de pequeno porte. Para taludes de médio a grande porte, a persistência das descontinuidades não é sempre suficiente para abranger toda a escala do talude e desenvolvem-se mecanismos do tipo “Step-Path”, que envolvem, necessariamente, tanto as descontinuidades como pontes de rocha intacta entre elas. No presente estudo são considerados taludes com alturas de 45,0 m, 75,0 m, 135,0 m e 270,0 m, ângulo de talude de 70º e inclinações do plano de ruptura de 20º, 30º, 45º e 60º. Foram estudadas configurações de descontinuidades coplanares e inclinadas em relação ao plano de ruptura, com ângulos das descontinuidades inclinados de 20º, 30º, 45º e 60º, pontes de rocha intacta com comprimentos de 2,50 m, 5,00 m e 10,00 m e faixa de variação do comprimento das descontinuidades de 2,98 m a 56,71 m. Os métodos empregados para se determinar os FS na análise de estabilidade foram: elementos finitos com as técnicas de SSR (Shear Strength Reduction) e GIM (Gravity Increase Method) e equilíbrio limite por Jennings (1970). Utilizou-se o programa PHASE 2D v.8.0 na análise numérica de 360 taludes, com modelo elasto-plástico perfeito, e, para o cálculo analítico de Jennings (1970), foram analisados 300 taludes em planilhas de EXCEL 2013. Das comparações de FSs entre os métodos SSR, GIM e de Jennings (1970), o método GIM apresentou valores muito mais elevados que os demais. Comparados apenas os métodos SSR e de Jennings (1970), encontraram-se FSs próximos para planos de ruptura com inclinações entre 30º e 45º. Realizaram-se também 84 modelagens para taludes de 270,0 m, 525,0 m e 705,0 m de altura, ângulo de talude de 50º e duas famílias de descontinuidades, considerando-se, além das forças de massa, as tensões in situ com razões entre a tensão horizontal e a vertical (K) de 0,43, 1,00 e 2,00. Observou-se que os FSs determinados, os deslocamentos totais no pé do talude e as tensões de tração que aparecem na crista dos taludes aumentam à medida que K aumenta. Portanto, das análises para taludes com uma e duas famílias de descontinuidades, percebeu-se que não é grande a diferença de FSs obtidos por SSR e Jennings (1970) para planos de inclinação que variam entre 30º a 45º, e que à medida que diminuem o comprimento das descontinuidades e as pontes de rocha intacta aumentam, os FS também aumentam, como esperado. Notou-se também que à medida que a altura dos taludes aumenta os FSs diminuem, devido ao efeito do fator de escala.

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