PPGEG - Mestrado Profissional (Dissertações)
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Navegando PPGEG - Mestrado Profissional (Dissertações) por Autor "Bacellar, Luis de Almeida Prado"
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Item 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 FrancoA 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.Item Análise dos gatilhos de liquefação dinâmica e modelagem numérica da Barragem do Germano.(2017) Castilho, Breno de Matos; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Marques, Eduardo Antônio GomesA liquefação é um fenômeno em que uma massa de solo perde grande porcentagem de sua resistência ao cisalhamento, quando submetida a carregamento monotônico, cíclico ou brusco, e flui de maneira similar a um líquido até que as tensões cisalhantes atuantes na massa se tornem tão baixas quanto sua resistência ao cisalhamento. Na mineração, a presença de rejeitos arenosos favorece a ocorrência desse modo de falha, especialmente em estruturas alteadas pelo método de montante. Rupturas por liquefação têm causado diversos acidentes fatais, além de enormes prejuízos financeiros e significativos impactos ambientais. No entanto, o entendimento de solicitações dinâmicas que podem desencadear rupturas por liquefação em barragens ainda é incipiente no Brasil. Esta dissertação tem como objetivo a análise de potenciais gatilhos de liquefação dinâmica, além da confecção de modelos numéricos para a realização de análises de estabilidade e de tensão-deformação pós-sismo da Barragem do Germano - barragem de mineração alteada pelo método de montante e com a presença de rejeitos arenosos. Para tanto, ensaios de granulometria, índices de vazios e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), entre outros, foram realizados com o intuito de caracterizar os rejeitos presentes na estrutura. Os resultados demonstraram a grande heterogeneidade dos rejeitos, o que torna sua análise de suscetibilidade à liquefação uma tarefa significativamente mais complexa. As acelerações advindas de potenciais gatilhos de liquefação foram mensuradas com a utilização de um acelerômetro, e a resposta da estrutura a essas solicitações foi analisada por meio de outros instrumentos, tais como radares e piezômetros. Os resultados obtidos demonstraram que as acelerações monitoradas no período de estudo foram insuficientes para causar deformações na barragem, ainda que tenham sido responsáveis por pequenas elevações na poropressão, em algumas situações. A modelagem numérica foi realizada com a utilização dos módulos SIGMA/W, SLOPE/W e QUAKE/W do sistema computacional GeoStudio 2016 (GeoSlope International Ltd.) e demonstrou fatores de segurança satisfatórios para as análises estáticas e dinâmicas da Barragem do Germano, apesar da ocorrência de liquefação em determinadas regiões no reservatório. Os estudos de tensão-deformação realizados demonstraram, ainda, que pequenas deformações ocorreriam em função do sismo aplicado.Item Coberturas secas utilizando escória de aciaria para prevenção de drenagem ácida de rocha.(2011) Almeida, Rodrigo Pereira de; Leite, Adilson do Lago; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Pitanga, Heraldo NunesA extração de minerais como ouro, carvão, níquel, urânio, cobre, assim como execução de obras civis de grande porte, pode provocar sérios danos ambientais, caso ocorra a exposição de minerais sulfetados à atmosfera. Esses materiais na presença de oxigênio reagem e se inicia a Drenagem Ácida de Rocha (DAR). Se devidamente prevista e planejada, a DAR pode ser prevenida e controlada por métodos de tratamento passivos. O método passivo proposto nesse trabalho é uma Cobertura Seca com caráter reativo e com função de bloquear o fluxo de oxigênio. O caráter reativo do sistema foi obtido utilizando Escória de Aciaria que é um resíduo da indústria Siderúrgica. Esse material libera, por um longo período de tempo, um lixiviado que contém altas taxas de alcalinidade e alta concentração de cálcio. Os ensaios de caracterização geoquímica realizados nesse trabalho foram: Difração de Raio-X, Composição química pela Digestão Total, Ensaio de Adsorção do Azul de Metileno e determinação do pH, ΔpH e Condutividade Elétrica. Diferentes proporções de escória de aciaria e material sulfetado foram testadas em um ensaio de lixiviação no qual estudou-se a melhor concentração de Escória de Aciaria na neutralização da DAR. Além disso, os ensaios de caracterização geotécnica foram: Granulometria, Limites de Atterberg e Peso Específico dos Grãos. Outros ensaios mais complexos foram realizados para o estudo do fluxo em meio não-saturado que são: Adensamento, Permeabilidade Saturada e Ensaio de Sucção pelo método do Papel-Filtro. Finalmente, o fluxo em meio não-saturado foi analisado numericamente com auxílio computacional do software Vadose/w. Essa análise permitiu definir a disposição das camadas, avaliar a eficiência relacionada ao bloqueio dos fluxos e dimensionar suas espessuras. A solução encontrada é uma barreira ao ingresso de oxigênio que, ao mesmo tempo, permite o fluxo de água da chuva para tratamento do rejeito sulfetado.Item Critérios de projeto para instrumentação piezométrica de diversas estruturas geotécnicas em mineração.(2017) Cerqueira, Hélio Márcio Lopes de; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Gomes, Romero César; Barbosa, Terezinha de Jesus EspósitoInstrumentação piezométrica, como indicadores de nível d’água e piezômetros de todo tipo, são empregados no monitoramento piezométrico das variações de poro-pressão e nível do lençol freático em formações geológicas e em estruturas geotécnicas como barragens, pilhas de estéril e cavas de mineração. Em muitas ocasiões, estes instrumentos não fornecem dados confiáveis ou adequados às análises e aos dimensionamentos necessários e aos quais foram propostos. Observa-se também que o projeto de construção e instalação de um instrumento piezométrico vem sendo concebido e detalhado de forma genérica, e com isto, o propósito do monitoramento necessário não vem sendo alcançado. Este estudo propõe critérios de projeto e orientações para especificação técnica de instrumentação piezométrica em diversas estruturas geotécnica encontradas na indústria da mineração. O mesmo correlaciona os critérios de projeto propostos a um ou mais propósitos clássicos de monitoramento das variações de poro-pressão e nível do lençol freático, visando assim orientar as equipes de projeto na busca da concepção e detalhamento de instrumentos piezométricos que irão adquirir dados adequados e compatíveis com a análise ou dimensionamento necessários. Para isto, foi realizada uma consolidação das melhores práticas em monitoramento piezométrico, procedimentos de instalação e experiências de laboratório e campo, além de uma análise da especificação técnica de instrumentação e do monitoramento necessários nos diversos elementos das estruturas geotécnicas mais importantes no âmbito da mineração considerando sua função e o propósito de monitoramento.Item Emprego da fotogrametria digital terrestre para análise de estabilidade de maciços rochosos. Caso de estudo na pedreira paralisada Mariano de Abreu, Belo Horizonte/MG.(2019) Sant’Anna, Saulo Nunes; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Alameda Hernández, Pedro Manuel; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Lana, Milene Sabino; Parizzi, Maria GiovanaO presente trabalho visa discutir dois métodos de aquisição de dados geotécnicos de maciços rochosos. A área de estudo é uma pedreira de brita desativada, localizada na região Leste da cidade de Belo Horizonte, Minas Gerais, onde afloram gnaisses migmatizados, com constante queda de blocos. Os métodos empregados foram as aquisições de dados geotécnicos por meio tradicional — com mapeamento de frente de talude, já convencionado e aplicado em praticamente todos os levantamentos geotécnicos de taludes — e remoto — com fotogrametria digital terrestre para caracterização das descontinuidades. O estudo consistiu inicialmente na caracterização das descontinuidades com valoração dos índices relativos à resistência, compressão uniaxial da rocha intacta, persistência, espaçamento, orientação, preenchimento, abertura, rugosidade das paredes, grau de intemperismo e presença de água em descontinuidades. Com tais dados pôde-se enquadrar os taludes da pedreira pelas classificações geomecânicas RMR (Rock Mass Rating) e SMR (Slope Mass Rating). Os resultados evidenciaram diferenças nos ranges de detecção de estruturas, sendo que a fotogrametria se mostrou mais completa, com mais dados de descontinuidades do que o mapeamento tradicional, mas restritiva, com deficiência na obtenção de estruturas oblíquas ao talude. Quanto às classificações do maciço, houve queda considerável do índice SMR comparado ao RMR, indicando instabilidade teórica por rupturas planares e em cunha do maciço em alguns pontos, o que se traduziu em susceptibilidade em queda de blocos. A velocidade de aquisição de dados foi praticamente a mesma nos dois métodos, mas na questão da segurança operacional a fotogrametria mostrou maior comodidade para o operador, com risco de acidentes muito baixos.Item Retroanálise do registro de um sistema de monitoramento microssísmico de uma ruptura de talude de mina.(2020) Paula, Amanda Queiroz de; Braga, Marco Antônio da Silva; Gomes, Romero César; Braga, Marco Antônio da Silva; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Cembranelli, Silvana Brandão FontesA sismicidade é intrínseca à existência do nosso planeta, bem como a mineração é necessária à sociedade em que vivemos, de forma que o entendimento da sismologia é imprescindível para uma operação segura e sustentável na mineração. O presente estudo busca avaliar a hipótese de que o monitoramento microssísmico é capaz de registrar eventos microssísmicos que antecedem a macroruptura do talude, a partir da retroanálise de registros do sistema de monitoramento microssísmico de uma ruptura ocorrida em 21 de março de 2019 em um talude de cava situada no Estado de São Paulo, Brasil, na qual houve comissionamento de sistema de monitoramento microssísmico a partir do final de abril de 2018. Para tal, a metodologia consistiu na caracterização geral dos dados microssísmicos da cava entre maio de 2018 e abril de 2019. Observou-se que no ano de 2019 houve uma superficialização dos eventos, bem como uma concentração na região norte da cava, o que presumivelmente está associado a feição estrutural indicada em levantamento geofísico realizado em 2019. Em complemento, observou-se que a relação de Gutenberg-Richter apresenta b-value inferior ao unitário. Atribuiu-se esta questão à sismicidade local, atípica para os padrões brasileiros, e à sensibilidade do sistema de monitoramento e às regras de associação, que podem alterar a quantidade de eventos. Finalmente, no tocante à ruptura de 00:30 do dia 21 de março de 2019, os registros apontaram dez eventos desde o dia 15 de março de 2019, quando foram percebidas trincas na superfície, até às 4h do dia 21, sendo todos eles posteriores às 23:45 do dia 20 de março, dentre os quais três foram descartados por não atenderem as regras de associação. Ao se observarem os parâmetros das fontes e as formas de ondas, percebe-se que os seis primeiros estão associados a desacoplamento rochoso, enquanto o último, às 03:13 do dia 21 de março, está associado a um impacto de massa a uma superfície, atribuído a remobilizações de blocos rochosos que repousam sobre os taludes após detonações. Dessa forma, em retroanálise, os registros se apresentam como evidências do poder preditivo do sistema, com aproximadamente 45 minutos de antecedência de eventos entendidos como associados à ruptura de interesse. Com isso, admite-se a hipótese inicial do trabalho, de que o monitoramento microssísmico é capaz de registrar eventos que permitam identificar padrão de fraturamento rochoso que culmine na ruptura.Item Utilização de eletrorresistividade para auxílio da caracterização dos maciços do túnel da PHC Dores de Guanhães.(2018) Araújo, André Luiz Diniz Cândido de; Lana, Milene Sabino; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Lana, Milene Sabino; Lacerda, Carla Maria MendesNa implantação de grandes obras de engenharia as avaliações geológico-geotécnicas sempre se apresentaram como grandes desafios para a elaboração dos projetos básicos e executivos de um empreendimento, devido a sua complexidade, diversidade e imprevisibilidade. Por essas razões, é de suma importância para um empreendimento que as condições geológicas e geotécnicas do local de implantação sejam devidamente estudadas e conhecidas, para que os riscos de implantação do empreendimento sejam menores. Ainda é importante considerar que em empreendimentos como PCHs, objeto de estudo deste trabalho, que as caracterizações locais dos maciços neste tipo de empreendimento são realizadas de maneira cada vez mais incipientes. Isso tem gerado pouca confiabilidade nos projetos desenvolvidos, e consequentemente aumentada às incertezas nos estudos econômicos, aumentando também os custos previstos para a implantação da obra. O principal produto deste trabalho é a avaliação dos possíveis ganhos trazidos pelo advento da eletrorresistividade na etapa de investigações e estudos preliminares para a elaboração de um projeto, visando melhor a qualidade desses projetos e dessa maneira aumentando a confiabilidade nas previsões de custos e reduzindo os riscos para a implantação do empreendimento. Através da interpretação dos resultados provenientes da eletrorresistividade juntamente com os dados preliminares do projeto básico foi realizada uma previsão sobre as condições gerais do maciço do túnel de adução para cada um dos parâmetros que compõe o modelo de classificação de Q de Barton. Após definidas tais estimativas, foi realizado um comparativo dos resultados dessa previsão com os resultados do mapeamento de campo, uma vez que a classificação das paredes do túnel foi executada durante sua construção, com o objetivo avaliar a eficácia do modelo utilizado para estimar as classes de maciços e o ganho obtido com a utilização eletrorresistividade para a investigação do túnel. Foi realizada também uma avaliação as estimativas de Classes de Maciço e Quantitativo de Tratamentos do Projeto Básico e o que foi encontrado e executado em campo. Foi verificado que a implementação da eletrorresistividade na investigação do sítio de implantação, não representaria acréscimo significativo nos custos de projeto, tendo em vista que essa metodologia seria capaz de estudar uma grande área em um tempo relativamente pequeno. Mesmo não tendo sido encontrada uma correlação direta dos resultados da interpretação os dados da campanha de eletrorresistividade com os valores medidos em campo, foi possível concluir que se os levantamentos de eletrorresistividade fossem executados ainda no início do processo de investigação de um sítio de implantação de um empreendimento, os mesmos poderiam identificar áreas que deveriam ser investigadas por sondagens, locais onde foram obtidos dados anômalos e que seriam importantes maiores estudos. Os resultados obtidos neste trabalho ilustram os ganhos que a eletrorresistividade representa para a investigação geológica, permitindo estimativas de quantitativos mais precisas dos que a realizada sem a consideração dos dados da geofísica. Consequentemente, com maior confiabilidade nas premissas a serem adotadas na elaboração do projeto de uma PCH, maior tende a ser sua qualidade.