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http://hdl.handle.net/1843/FRPC-8DQGLW| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Aplicação de modelos numéricos para estimativa de recalques deuma célula do Aterro Sanitário de Belo Horizonte |
| Authors: | Fabio Henrique Rodrigues da Silva |
| First Advisor: | Gustavo Ferreira Simoes |
| First Referee: | Lisete Celina Lange |
| Second Referee: | Roberto Francisco de Azevedo |
| Third Referee: | Felicio Bruzzi Barros |
| Abstract: | Este trabalho apresenta a aplicação do modelo unidimensional acoplado mecânico e biológico, desenvolvido por Simões (2000) e de modelos bidimensionais elásticos linear e não linear (hiperbólico) para avaliação de recalques em aterros sanitários. No modelo de Simões (2000), os deslocamentos verticais são obtidos por duas componentes: uma mecânica, devida à aplicação de sobrecargas e ao comportamento viscoso dos resíduos, e outra biológica, resultado de processos de biodegradação dos resíduos. O modelo considera as propriedades das frações constituintes dos resíduos, permitindo a análise de problemas onde a composição e as condições operacionais variam com o tempo. Os modelos bidimensionais elásticos utilizam parâmetros da teoria da elasticidade e possibilitam a modelagem de deslocamentos horizontais. No entanto, eles não incorporam a parcela dos recalques resultantes dos processos de biodegradação. Os modelos foram usados na calibração e simulação da célula AC-05, do Aterro Sanitário da BR-040 em Belo Horizonte/MG. Inicialmente foram sistematizados os registros do histórico de enchimento da célula e dos recalques, oriundos de um extenso programa de monitoramento geotécnico e operacional. As primeiras estimativas dos parâmetros elásticos dos resíduos foram obtidas na literatura. Em seguida, foram realizadas a calibração e a simulação, objetivando a avaliação do desempenho dos modelos na previsão de recalques de longo prazo e ganho de vida útil durante o enchimento. Além disso foi realizada uma discussão de aspectos que devem ser incorporados na interpretação de registro de monitoramento, para uma melhor estimativa de recalques e avaliação das condições de estabilidade geotécnica. O modelo unidimensional apresentou bons resultados para avaliação dos deslocamentos verticais, em que somente em 5 dos 28 medidores de recalques a diferença entre os valores medidos e simulados foram superiores a 30%. Os modelos bidimensionais elásticos não forneceram resultados satisfatórios para a previsão dos recalques de longo prazo. Para o ganho de vida útil durante a fase de enchimento, os resultados foram satisfatórios. Em campo, obteve-se 28% de ganho de volume útil durante a fase de enchimento, contra 30% dos obtidos na simulação com o modelo elástico não linear (hiperbólico) e 33% obtidos com o modelo unidimensional, sugerindo a aplicabilidade desse modelo. Observou-se também a importância da consideração do tempo que decorre entre a construção dos alteamentos e o início do monitoramento de recalques. Quando considerado tal aspecto, foram obtidas deformações específicas com um comportamento mais uniforme em relação às deformações verticais específicas. |
| Abstract: | This study presents the application of a coupled mechanical and biological one-dimensional model, developed by Simões (2000), and two-dimensional linear and non-linear (hyperbolic) elastic models to assess settlements in municipal solid waste landfills. In the model of Simões (2000), the vertical settlements are obtained by two components: a mechanical, due to the application of loads and the viscous behavior of the waste, and a biological, resulting from waste biodegradation processes. The model considers the properties of the waste fractions, enabling the analysis of problems where composition and operating conditions vary with time. The elastic models use two-dimensional theory of elasticity parameters and enable the modeling of horizontal displacements; however, they do not incorporate the portion of settlements resulting from biodegradation processes. The models were used in the calibration and simulation of Cell AC-05, at BR-040 Landfill in Belo Horizonte/MG. Initially, filling history and settlements records, obtained from a comprehensive geotechnical and operational monitoring program, were organized. Initial estimates of the elastic parameters of waste were obtained in the literature. Then, calibration and simulation were carried out, aiming at assessing the performance of the models in the prediction of long-term settlements and increase in volume during filling. A discussion of aspects that should be incorporated in the interpretation of monitoring record for a best estimate of settlements and evaluation of geotechnical stability conditions are also presented. The one-dimensional model showed good results for vertical settlements with only 5 out of 28 settlement plates presenting differences between measured and simulated values higher than 30%. The two-dimensional elastic models have not provided satisfactory results for prediction of long-term settlements. Concerning the increase in volume or gain in lifespan during the filling phase, the results were satisfactory. In the field, a 28% increase in volume was observed during the filling phase, compared to 30% obtained in the simulation with the non-linear elastic model (hyperbolic) and 33% obtained with the one-dimensional model, suggesting the applicability of this model. It was also noted the importance of considering the time between the construction of waste layers and the start of settlement monitoring. When considered this aspect, specific vertical deformations with a more uniform behavior were obtained. |
| Subject: | Meio ambiente Resíduos sólidos Engenharia sanitária Saneamento |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/FRPC-8DQGLW |
| Issue Date: | 1-Mar-2010 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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