Behavior of iron ore tailings under different stress paths
Apesar de sua importância econômica, o setor de mineração é responsável pela geração de grandes volumes de resíduos, denominados rejeitos, que são geralmente armazenados em grandes estruturas artificiais, representando preocupações ambientais e de segurança, como contaminação da água e falhas em bar...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) |
| Repositorio: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:www.lume.ufrgs.br:10183/296392 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10183/296392 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Rejeito de mineração Minério de ferro Comportamento mecânico Tensão mecânica Iron ore tailings Multiaxial response Intermediate principal stress Anisotropic behavior |
| Sumario: | Apesar de sua importância econômica, o setor de mineração é responsável pela geração de grandes volumes de resíduos, denominados rejeitos, que são geralmente armazenados em grandes estruturas artificiais, representando preocupações ambientais e de segurança, como contaminação da água e falhas em barragens de rejeitos. Com a expansão da indústria, essas barragens são construídas a alturas cada vez maiores, aumentando o risco de colapsos. Dessa forma, torna-se necessária a busca por métodos mais eficientes de disposição de rejeitos. Esta dissertação de mestrado investiga o comportamento multiaxial de rejeitos de minério de ferro, com ênfase em sua resposta mecânica sob diferentes condições de tensão. O principal objetivo é realizar uma análise abrangente do comportamento multiaxial desses materiais, com foco na influência da tensão efetiva intermediária e nos efeitos da anisotropia, contribuindo para o aprimoramento das práticas de disposição de resíduos e para a prevenção de desastres ambientais relacionados à mineração. A pesquisa segue uma abordagem experimental em duas fases. Na Fase I – Ensaios Preliminares, foram realizados ensaios triaxiais CID para caracterizar o comportamento mecânico do material sob peso específico seco e umidade constantes, fornecendo parâmetros de resistência do solo como referência para a fase subsequente. Na Fase II – Resposta Multiaxial, foram conduzidos ensaios triaxiais verdadeiros para avaliar a resposta do material sob diferentes trajetórias de tensão, analisando a influência das três tensões principais e o efeito da tensão efetiva intermediária. Os resultados indicaram que as trajetórias de tensão e a pressão confinante influenciam significativamente o comportamento mecânico dos rejeitos de minério de ferro. Efeitos anisotrópicos foram mais pronunciados para as trajetórias de tensão com b = 0 (θ = 0º e 120º), onde a deformação foi governada pela direção de compactação (eixo Z). Para b = 0.5 (θ = 30º, 90º e 150º), o material apresentou um comportamento tensão-deformação mais uniforme, sugerindo que valores intermediários da tensão principal reduzem a influência da anisotropia. Para b = 1 (θ = 60º e 180º), o material demonstrou menor tensão distorcional e dilatação mínima, indicando uma transição para um comportamento mais isotrópico quando a tensão principal intermediária se iguala à tensão principal maior. Além disso, o aumento da pressão confinante (de 50 kPa para 150 kPa) resultou em valores mais elevados de tensão desviadora, evidenciando um maior intertravamento entre partículas e maior resistência à deformação, ao mesmo tempo em que reduziu os efeitos da anisotropia, particularmente nas trajetórias de tensão b = 0.5 e b = 1, sugerindo que maiores confinamentos suprimem a anisotropia induzida pela estrutura do material. O presente estudo aprimora a compreensão do comportamento mecânico dos rejeitos de minério de ferro sob condições de tensão multiaxial e fornece subsídios para projetos geotécnicos mais seguros na mineração, contribuindo para o desenvolvimento de alternativas aprimoradas de disposição de rejeitos e para a mitigação dos desafios ambientais associados ao armazenamento desses resíduos. |
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