Análise de estabilidade tridimensional e estudo de sensibilidade dos parâmetros condicionantes da ruptura de um talude de cava.

Abstract

A identificação das zonas suscetíveis à instabilização de um talude de cava é imprescindível para o gerenciamento e operação de minas a céu aberto. Neste sentido, este trabalho destina-se ao estudo dos parâmetros condicionantes da ruptura combinada que ocorreu no setor norte de uma cava de uma mina a céu aberto. A ruptura global combinada é caracterizada por uma camada superior de solo, rocha intemperizada, na qual exerce uma tensão atuante em dois planos de famílias de falha, que se interceptam formando uma cunha. As principais rochas no talude de estudo são: Granodiorito, Quartzo-Biotita Xisto, Xisto Grafitoso e o Minério Sílico-Carbonatado. Entre os anos de 2013 a 2019 foram realizados cerca de 5014 pontos de levantamentos geológicos na cava de estudo. Estes dados foram tratados em conjunto com dados de ensaios e testes de campo para definição dos parâmetros geomecânicos. Adotou-se nas análises de estabilidade o critério de resistência de Hoek-Brown para o maciço rochoso, BartonBandis para as descontinuidades e Mohr-Coulomb para as rochas intemperizadas. Posteriormente, foram realizadas análises de estabilidade cinemática e por equilíbrio limite tridimensional com os parâmetros de resistência médios definidos. O resultado de fator de segurança (F.S.), definido com os parâmetros médios, apresentou valor muito próximo ao mínimo aceitável proposto por diversos autores na literatura, F.S.>1,3. Tendo em vista que a ruptura global é um fato concretizado, foram realizadas análises para definição dos parâmetros condicionantes da ruptura. Para esta condição os parâmetros das descontinuidades foram reduzidos progressivamente por fatores percentuais de redução. As análises cíclicas de estabilidade foram encerradas quando encontrou-se F.S.=1,0, e, então, determinou-se neste cenário os parâmetros das descontinuidades condicionantes da ruptura. A condição de susceptibilidade de ocorrência da ruptura do tipo cunha foi avaliada por meio de análises cinemáticas para condição de ângulo de atrito médio e para condição de ângulo de atrito determinado na condição de ruptura. Neste contexto, os resultados apontam um aumento considerável da probabilidade de falha cinemática. Por fim, foram realizados estudos de sensibilidade de inclinação de retaludamento do talude, correspondente à condição estável.