Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/1843/33618
Tipo: Dissertação
Título: Análise do comportamento de tubos geotêxteis para confinamento de rejeito fino de mineração por meio de modelagem numérica
Título(s) alternativo(s): Analysis of the behavior of geotextile tubes for confining fine mining tailings using numerical modeling
Autor(es): Vitor Lara Silva
Primeiro Orientador: Maria das Graças Gardoni Almeida
Primeiro Coorientador: Karla Cristina Araújo Pimentel Maia
Primeiro membro da banca : Gustavo Ferreira Simões
Segundo membro da banca: Gregório Luis Silva Araujo
Resumo: O rejeito de mineração é um resíduo gerado do processo de beneficiamento do minério e deve ser disposto de forma segura com menor impacto ao meio ambiente. A tecnologia mais comum para disposição desse material é por meio de barragens, alternativa que, cada vez mais encontra dificuldades no licenciamento e operação devido à legislação recente. Como nova tecnologia de disposição, destaca-se o confinamento desse material em tubos geotêxteis. Inicialmente os tubos geotêxteis foram utilizados em aplicações marinhas para proteção costeiras. Posteriormente foram utilizados no desaguamento de resíduos, lamas, lodo em tratamento de esgoto e recentemente, no desaguamento de rejeitos de mineração. As tensões geradas durante o processo de disposição hidráulica do material nos tubos geotêxteis é determinante para a estabilidade e segurança da estrutura durante a etapa de preenchimento desses. Ademais, a determinação da forma do tubo geotêxtil visando o empilhamento para otimizar o espaço e aumentar a capacidade de armazenamento de rejeitos é fundamental. A presente pesquisa abrangeu uma avaliação das tensões resultantes e da forma do tubo constituído por geotêxtil tecido durante o seu enchimento por meio de métodos analíticos e da modelagem numérica. A metodologia baseou-se na definição das propriedades dos materiais, geotêxtil tecido e rejeito de mineração de ouro, a partir de ensaios de laboratório e dados existentes na literatura, estudo de campo reportado na literatura como forma de comparar e validar os resultados das análises numéricas, desenvolvimento de algoritmo numérico para aplicação dos métodos analíticos selecionados. A modelagem numérica foi desenvolvida por meio do programa computacional Abaqus versão 6.14, sendo feita análise paramétrica para verificar a influência da pressão de enchimento, do módulo de elasticidade do geotêxtil tecido, de quais elementos do programa de elementos finitos utilizado seriam mais representativos do comportamento do tubo geotêxtil nas condições de campo e a adequabilidade da utilização do programa para as simulações. O algoritmo desenvolvido no trabalho para solução dos métodos analíticos indicou resultados coerentes com os existentes na literatura bem como com os resultados obtidos a partir do estudo de campo. A modelagem numérica também foi capaz de representar o comportamento do tubo geotêxtil durante o seu enchimento, reportado na literatura, bem como os resultados existentes do estudo de campo. Observou-se que a escolha do elemento finito a ser utilizado na análise numérica é determinante para a simulação do comportamento tensão x deformação no tubo geotêxtil. A pressão de enchimento influencia na forma da seção transversal e tensões geradas durante o processo de enchimento.
Abstract: Mining tailings are waste generated in the ore beneficiation process and it should be disposed safely with small impact to the environment. The most common technology for disposal of this tailings is through dams, but, this alternative is encountering increasingly difficulties in licensing and operation because of the recente laws. As a new disposal alternative stands out the use of geotextile tubes to confine this material. Initially, the geotextile tubes were used in marine applications such as coastal protection. Later, they were used in the dewatering of waste, slurries and sludges. Recently, it has been applied in the dewatering of mine tailings. The tensions generated during the hydraulic disposal of the material in the geotextile tubes are determinant for the stability and security of the structure during the filling process. In addition, the determination of the shape of the geosynthetic tube aiming the stacking to optimize the space and increase the storage capacity of mine tailings is fundamental. The research covered an evaluation of the tensions and the shape during the filling of a geotextile tube by analytical methods and numerical modeling. The material inside the tube ware gold tailing. The methodology was based on the definition of the properties of the materials, woven geotextile and gold tailing, trough laboratory tests and existing data from the literature, existing field study from the literature to perform a retroanalysis, development of a numerical algorithm to apply on the selected analytical methods. Also, it was developed a numerical modeling using the software Abaqus version 6.14 and parametric analysis to verify the influence of the filling pressure, elastic módulos of the geotextile tube, the finite element that were more representative of the field condition during the numerical modeling and the suitability of the use of the program for simulations. The numerical algorithm developed in the work to solve the analytical methods indicated results consistent with those in the literature as well as with the results obtained from the field condition. The numerical modeling was also able to represent the behavior of the geotextile tube during the filling, the existing experiment from the literature as well as the existing data from the field study. It was notice that the choice of the type of the finit elemento used in numerical analysis is determinant for the behavior of the tensiles and strain in the geotextile tube. The filling pressure and the elastic influence the behavior of the cross section shape and tensions generated in the geotextile tube during the filling.
Assunto: Mecânica do solo
Tubos
Geotêxtis
Resíduos
Análise numérica
Deformações e tensões
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Instituição: UFMG
Departamento: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA TRANSPORTES E GEOTECNIA
Curso: Programa de Pós-Graduação em Geotecnia e Transportes
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/33618
Data do documento: 28-Jun-2019
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