| Summary: | Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. === Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-13T16:30:37Z
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Previous issue date: 2005 === A região conhecida como Quadriláreto Ferrífero, no estado de Minas Gerais,
compreende uma área aproximada de 7000 km² e é caracterizada pela sua enormidade
de riquezas minerais, com destaque para as imensas reservas de minério de ferro. A
exploração sistemática desses minerais, proporcionada pelos investimentos em
tecnologias, vem trazendo, além de um ganho em produtividade, uma geração cada vez
maior de rejeitos gerados no processo.
A estocagem ou a disposição desses rejeitos constitui uma problemática à parte, uma
vez que exige cuidados quanto à segurança e estabilidade dos depósitos. Os riscos
relacionados a eventuais rupturas desses sistemas de contenção podem representar
consideráveis prejuízos de ordem ambiental. Além da possibilidade de saturação
completa, os rejeitos granulares dispostos podem também apresentar densidades
relativamente baixas, favorecendo, desta forma, a ocorrência de fenômenos associados à
liquefação. Nesse sentido, o conhecimento dos mecanismos de rupturas dos sistemas de
contenção de rejeitos, associadas à liquefação, constitui uma condição relevante para a
garantia de condições de segurança e, consequentemente, redução de impactos
ambientais negativos causados por eventuais rupturas desses sistemas.
O fenômeno da liquefação está diretamente relacionado à perda repentina da resistência
dos materiais granulares, fofos e saturados, induzida por uma redução significativa das
tensões efetivas e, em conseqüência, por um desenvolvimento de elevadas poropressões.
O mecanismo, em muitos casos, é causado pelos efeitos de vibrações, associadas os
eventos sísmicos ou detonações. Por outro lado, em regiões assísmicas, caso do
Quadrilátero Ferrífero, o fenômeno pode ocorrer mesmo sob carregamentos estáticos.
Para a investigação da susceptibilidade à liquefação dos rejeitos granulares de minério
de ferro, foram coletadas amostras em seis diferentes sistemas de contenção da região
do Quadriláreto Ferrífero e realizado um amplo programa experimental. Os estudos
consistiram de séries de ensaios triaxiais não-drenados, em amostras adensadas
isotropicamente. Os resultados obtidos são apresentados e discutidos nesta dissertação,
constatando-se a possibilidade de ocorrência do fenômeno em rejeitos de minério de
ferro e demonstrando a consistência das metodologias de avaliação adotadas. _________________________________________________________________________ === ABSTRACT: The region known as Quadrilátero Ferrífero, in the state of Minas Gerais, Brazil,
extends over an area of 7000 km² and it is distinguished by its huge ore deposits,
particularly iron ore. New technologies for ore production have led to a continuous
increase in productivity, but also have conduced to an increase in the mining tailings
prodution.
The appropriate storage and disposition of these mining tailings is a big issue, since it
demands special care in terms of general safety and stability. Possible failure of tailings
containment systems can lead to significant negative environmental impacts. Besides its
capacity for complete water saturation, the disposed granular tailings can be found in
relatively low densities, which, in turn, can lead to liquefaction process. In this way, it is
relevant to understand the failure mechanisms associated to the tailings liquefaction so
as to assure reasonable safety conditions and reduce environmental impacts.
The liquefaction process is strictly related to the abrupt loss of shear strength of loose,
saturated and coarse grains. It is induced by a significant decrease in the effective stress
and the consequent increase in pore pressure, which, in turn, can be related to vibration,
seismic events and the use of explosives. Liquefaction may also be present in non
seismic regions, as the case of the Quadrilátero Ferrífero, due to static loading.
In this work iron ore tailings were investigated for their susceptibility to liquefaction.
For that, tailings samples were collected in six different tailing containment systems of
the Quadrilátero Ferrífero, followed by an extensive laboratory program. Many series of
triaxial tests under undrained conditions were performed in isotropically consolidated
samples. The results of these tests are presented and discussed in this Dissertation,
showing that the occurrence of liquefaction is a possibility for iron ore tailings,
corroborating also the methods used for evaluating this phenomenon.
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