Dados do Trabalho

Título

ANÁLISES DE TENSÃO-DEFORMAÇÃO DO TRATAMENTO DE FUNDAÇÕES DE UMA BARRAGEM DE REJEITO COM COLUNAS DE BRITA INJETADAS

Resumo

A presença de solos residuais de dolomito, caracterizados pela baixa resistência e elevada deformabilidade, na projeção do futuro alteamento a jusante de uma barragem de rejeitos de mineração exigiu a implementação de uma solução de tratamento para garantir a estabilidade global da barragem e controlar os recalques do futuro maciço durante sua construção, em decorrência da deformação do solo de fundação.
Os solos em questão têm matriz arenosa fina a média, com presença de material siltoso entremeado e pedregulhos, destacando-se por apresentar estrutura metaestável, corroborada pela resistência à penetração identificada nas sondagens e ensaios de campo, com valores de NSPT frequentemente próximos de zero e resistência de ponta do piezocone, qc, praticamente nula até atingir o topo rochoso dolomítico, do qual o material é originado, por intemperismo químico.
Diversas soluções para o tratamento desse material foram estudadas e testadas em campo, incluindo colunas de CCP (Cement Churning Piles), Estacas Hélice Contínuas, Colunas de Brita, DSM (Deep Soil Mixing) e Estacas Escavadas. No entanto, apenas a solução de Colunas de Brita foi bem-sucedida. As demais falharam devido à perda de fluidos por colapso da estrutura do solo durante as atividades de perfuração e injeção.
Para garantir o melhoramento das propriedades mecânicas do solo e mitigar o possível fluxo ascendente do topo rochoso fraturado para o tapete drenante, a solução de tratamento adotada foi o uso de Colunas de Brita associado a injeções cimentícias de baixo módulo de deformabilidade.
Devido à dificuldade de controle dos módulos de deformabilidade da calda de injeção em campo, foi necessário avaliar o impacto que a ocorrência de colunas com diferentes módulos de deformabilidade dentro da malha teria na solução proposta. Através de análises de tensão-deformação 2D em estado plano de deformação com uso de equivalências de rigidez, e 3D, com modelamento das colunas como elementos discretos, avaliou-se, por meio de 29 cenários, os efeitos da variabilidade de rigidez entre colunas nos recalques previstos ao nível da fundação e nas tensões mobilizadas na zona de tratamento durante a construção. Os resultados do estudo demonstraram uma tendência de concentração de tensões nas colunas mais rígidas, especialmente nos cenários em que há maior contraste de rigidez entre uma ou mais colunas e aquelas do seu entorno. Verificou-se também que o fenômeno da plastificação das colunas, presente apenas nos modelos tridimensionais, resultou em maior concentração de tensões no solo não tratado, levando a maiores recalques, quando comparados aos modelos bidimensionais.

Palavras-chave

BARRAGEM DE REJEITOS; COLUNAS DE BRITA; ANÁLISE DE SENSIBILIDADE; RIGIDEZ; TENSÃO-DEFORMAÇÃO; INJEÇÕES CIMENTÍCIAS

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