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Type: Dissertação
Title: Simulação numérica das poropressões em aterros construídos com resíduo da produção de alumina desaguado por filtros prensa
Authors: Paulo Henrique Alfenas da Silva
First Advisor: Cláudio Lúcio Lopes Pinto
First Co-advisor: Lúcio Flávio de Souza Villar
First Referee: Christianne de Lyra Nogueira
Second Referee: Felipe de Moraes Russo
Abstract: O aumento na demanda mineral observado nas últimas décadas tem sido responsável pela geração de considerável quantidade de rejeitos. O aumento da geração de resíduos, bem como a tendência de escassez de áreas disponíveis para sua disposição, tem destacado a necessidade de novas tecnologias de disposição de resíduos mais eficientes, que envolvam menores riscos operacional e ambiental. Com o objetivo de reduzir a água nos efluentes descartados em sistemas de disposição de rejeitos, têm sido discutidas soluções em que o material descartado apresenta um elevado teor de sólidos, tais como espessamento e filtragem de rejeitos. Nesta pesquisa foi apresentada uma avaliação, via simulação numérica, das poropressões construtivas desenvolvidas no maciço de uma pilha de resíduos de lama vermelha desaguados por filtros prensa. Para tanto, foram adotados os parâmetros geotécnicos do resíduo obtidos a partir de uma campanha de ensaios de laboratório. Um aterro experimental, localizado no norte do Brasil, forneceu dados de monitoramento geotécnico utilizados para calibração do modelo numérico aplicado. O pacote de software da GEOSTUDIO versão 2019 R2, SEEP/W, SIGMA/W e SLOPE/W, foi utilizado para construção do modelo numérico, o qual se baseia no Método dos Elementos Finitos e simula a construção do aterro em estágios a partir de análises acopladas de fluxo e deformação. O modelo foi aplicado a uma pilha hipotética para previsão dos excessos de poropressão construtiva frente a diferentes condições de umidade e compactação do resíduo filtrado, velocidade de construção e dissipação das poropressões ao longo do tempo decorrente da implantação de um sistema de drenagem interna. Como resultado, foi evidenciada a aplicabilidade da metodologia adotada no modelo na predição de poropressões construtivas desenvolvidas em aterros de lama vermelha filtrada. A partir das análises desenvolvidas, observou-se a relação entre a geração de poropressões geradas durante o processo de construção e a umidade do resíduo filtrado durante sua compactação, bem como a influência de uma faixa externa construída com resíduo apresentado menor teor de umidade à condição de estabilidade. Pela análise, foi possível constatar a necessidade de um sistema de drenagem interna para a dissipação dos excessos de poropressões construtivas.
Abstract: The increasing mineral demand observed in the last decades has been responsible for considerable tailings generation. The raising in tailings generation, as well as the lack of areas available for disposal, have pointed out the need for more efficient technologies that render less operational and environmental risks during tailings management. In order to reduce the water in the effluent discharged by the tailings systems, it has been discussed disposal solutions where the disposed material presents higher solids contents, such as paste disposal and filtering processes, for instance. In this research it is presented an assessment of the constructive pore pressures developed in a fill constructed with dewatered red mud from press filter. In order to achieve this goal, geotechnical parameters obtained from laboratory tests performed on red mud samples have been considered, as well as the procedures regarding a numerical modeling application. A test fill located in north of Brazil provided monitoring data to be used in calibrating the numerical model. The software developed by GEOSTUDIO version 2019 R2, SEEP/W, SIGMA/W and SLOPE/W have been used in the construction of the model, based on the Finite Element Method (FEM), which simulates the construction of a fill in stages by coupled analysis of flux and consolidation. The model had been applied to a hypothetical pile in order to assess its stability considering the constructive pore pressure using different values of moisture and compaction conditions, velocity of construction and the pore pressure dissipation over the time while an intern drainage system is implemented. As a result, it was evidenced the applicability of the methodology of estimating the constructive pore pressure developed on dewatered red mud fills. Based on the presented analyses, it was observed the relation between the pore pressure and the moisture content, as well as the corresponding stability, shown as Factor of Safety, related to the external shell, constructed with “dry” residue. Nonetheless, it was pointed out the necessity of an internal a drainage system to dissipate excess pore pressures developed in the fill during construction.
Subject: Mecânica do solo
Lama vermelha
Resíduos
Aterros
Alumina
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA TRANSPORTES E GEOTECNIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Geotecnia e Transportes
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/34554
Issue Date: 30-Jul-2020
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