Modelagem em poroelasticidade não linear do ensaio de palheta em rejeitos de mineração

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Forcelini, Mateus
• Orientador(a): Maghous, Samir
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Rejeito de mineração; Ensaios de palheta
• Palavras-chave em Inglês: Vane test; Mine tailings; Nonlinear poroelasticity
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/193372

O ensaio de palheta é provavelmente o método de investigação in situ mais utilizado para estimar a resistência não drenada de solos argilosos. Contudo, sua aplicação em solos de permeabilidade intermediária, como siltes e rejeitos de mineração, apresenta incertezas. Caso o ensaio ocorra sob drenagem parcial, a resistência obtida será superior à resistência não drenada u S , parâmetro fundamental na avaliação geotécnica de empreendimentos. O presente trabalho visa empregar um modelo em poroelasticidade não linear que simula a rotação de um cilindro rígido em um meio poroelástico não linear, uma simulação do ensaio de palheta, de modo a interpretar as condições de drenagem em materiais de permeabilidade intermediária. Inicialmente, uma nova função de distribuição de poropressão inicial é proposta de modo a atender as condições de contorno hidráulicas do problema, complementando o modelo numérico. O modelo é então validado através de resultados para solos de baixa permeabilidade, onde se demonstra que o ferramental numérico é adequado para avaliarem-se os efeitos da taxa de rotação nos resultados obtidos experimentalmente pelo ensaio de palheta. Uma normalização através da velocidade adimensional v / k é proposta para a interpretação dos efeitos da velocidade de rotação nas curvas características de drenagem e torque desenvolvido. A influência da resistência, rigidez e do tamanho da zona de influência do material é avaliada numericamente através de uma análise paramétrica, buscando-se a influência destes parâmetros no grau de drenagem * U e no torque desenvolvido. Por fim, as predições do modelo são confrontadas com resultados experimentais do ensaio de palheta em rejeitos de mineração de zinco, comparando o torque obtido e obtendo-se as curvas características de drenagem. Demonstra-se que o modelo é capaz de capturar a tendência experimental e que a velocidade padrão do ensaio não é suficiente para atingir condições não drenadas de cisalhamento neste material, superestimando a magnitude de u S .