[pt] O Peru se localiza na região denominada cinturão de fogo do Pacífico, onde se registra aproximadamente 85 porcento da atividade sísmica mundial. Como grande produtor de minérios, importantes estruturas são construídas no país para desenvolvimento de projetos de mineração, incluindo barragens de rejeitos. Nesta dissertação é investigado o potencial de liquefação dinâmica de uma barragem de rejeitos localizada na região central do Peru, que atualmente passa por uma etapa de alteamento pelo método construtivo da linha de centro. A liquefação dos solos é um fenômeno caracterizado pela perda de rigidez e resistência durante curto intervalo de tempo, mas suficiente para causar instabilidades e, em casos extremos, o colapso da estrutura. Análises numéricas foram realizadas para verificar o potencial de liquefação dinâmica da barragem, representando o comportamento cíclico dos materiais suscetíveis à liquefação pelo modelo constitutivo UBCSand e de Byrne, considerando terremotos de magnitude 8,2, 7,8 e 8,1. Resultados numéricos obtidos foram comparados com formulações simplificadas, utilizadas na prática de engenharia para determinação do fator de segurança contra liquefação dinâmica. As análises indicaram que rejeitos finos, abaixo do nível de lençol freático, apresentam potencial de liquefação, conforme valores do parâmetro de razão de poropressão (ru) computados, porém sem provocar risco à estabilidade geral da estrutura. São também apresentados resultados de deslocamentos permanentes em alguns pontos da barragem e dos rejeitos. / [en] Peru is located in the region called the Pacific fire belt, where approximately 85 percent of the world seismic activity is recorded. As a major ore producer, important structures are built in the country to develop mining projects, including tailings dam. The dissertation investigates the potential for dynamic liquefaction of a tailings dam located in the central region of Peru, whose height is currently being raised by the center line construction method. Liquefaction of soils is a phenomenon characterized by loss of stiffness and resistance over a short period of time, but sufficient to cause instability and, in extreme cases, the collapse of the structure. Numerical analyses were carried out to verify the dynamic liquefaction potential of the dam, representing the cyclical behavior of the materials susceptible to liquefaction by the constitutive model UBCSand and Byrne, considering an earthquakes of magnitude 8,2, 7,8 and 8,1. Numerical results obtained were compared with simplified formulations used in the practice of engineering in order to determine the safety factor against dynamic liquefaction. The analyses indicated that fine tailings, below the water table level, have potential for liquefaction, according to the values of the poropression parameter (ru) computed, but without risk to the general stability of the structure. Results are also presented in terms of permanent displacements at some points of the dam and tailings.

[pt] Os efeitos catastróficos de terremotos que frequentemente acontecem na costa ocidental da América do Sul motivaram a realização desta pesquisa. O Equador, em particular, encontra-se localizado em uma zona de alta atividade sísmica devido a processos de subducção de placas tectônicas que originam sismos de grande magnitude, como o terremoto de magnitude Mw igual 7.8 acontecido em 16 de abril de 2016 na cidade costeira de Pedernales, que produziu grandes danos à infraestrutura e perdas de vidas humanas. A presente pesquisa tem como objetivo estudar o comportamento dinâmico de dois tipos de estruturas de terra: um talude de encosta composto de solo coluvial de altura aproximada de 70 m e a barragem de enrocamento de Mazar construída com altura de 166 m para fins de aproveitamento hidrelétrico. A barragem de Mazar, em função da sua altura, é classificada como barragem de grande tamanho pela International Commission on Large Dams (ICOLD) e qualificada pela Norma Equatoriana da Construção (NEC, 2014) como estrutura de importância essencial, com obrigatoriedade de verificação do seu desempenho sísmico para dois terremotos de projeto: o terremoto operacional base (OBE) e o máximo terremoto provável (MCE) com períodos de retorno de 475 anos e 2500 anos, respectivamente. As análises efetuadas neste trabalho incluíram a geração de sismos de projeto, investigação da estabilidade estática e pseudoestática de taludes, determinação de deslocamentos permanentes mediante métodos analíticos simplificados e simulações numéricas. Diferenças significativas nos deslocamentos permanentes máximos foram observadas empregando as abordagens analítica e numérica. / [en] The catastrophic effects of earthquakes that frequently occur on the West coast of South America motivated this research. Ecuador, in particular, is located in a zone of high seismic activity due to processes of tectonic plate subduction that give rise to earthquakes of great magnitude, such as the seismic motion of magnitude Mw equal 7.8 that struck the coastal city of Pedernales on April 16 2016, producing great damages to the infrastructure and losses of human lives. The present research aims to study the dynamic behavior of two types of earth structures: a slope composed of colluvial soil of approximately 70 m height and the Mazar rockfill dam constructed for hydroelectric generation. The Mazar dam, according to its height (166 m), is classified as a large dam by the International Commission on Large Dams (ICOLD) and qualified by the Ecuadorian Construction Standard (NEC, 2014) as a structure of essential importance, with mandatory analysis of seismic performance under two seismic design ground motions: the operating basis earthquake (OBE) and the maximum credible earthquake (MCE) with return periods of 475 years and 2500 years, respectively. The analyses carried out in this work included the generation of the OBE and MCE earthquakes, investigation of static and pseudo static stability of slopes, determination of permanent displacements using simplified analytical methods and numerical simulations. Significant differences in the maximum permanent displacements were observed using analytical and numerical approaches.

[pt] O comportamento sísmico de taludes tem sido um tópico de grande interesse da engenharia geotécnica nos últimos 40 anos. Durante este período, a prática da engenharia nesta área evoluiu do emprego de técnicas elementares para procedimentos numéricos bastante complexos. A abordagem mais simples é a análise pseudo-estática na qual o carregamento do terremoto é simulado por uma aceleração horizontal estática equivalente atuando na massa de solo deslizante, utilizando-se um procedimento de equilíbrio limite (método das fatias), geralmente conservativo. O parâmetro que descreve o comportamento dinâmico do solo é referido como coeficiente sísmico k, e sua seleção depende fortemente da experiência e normas técnicas locais, porque não há maneira simples e segura de se escolher um valor adequado. O segundo procedimento é conhecido como método de Newmark, que envolve o cálculo de uma aceleração de escoamento, definida como a força inercial necessária para o fator de segurança atingir 1 em uma análise pseudo-estática pelo método de equilíbrio limite. O procedimento então usa os registros de aceleração do terremoto de projeto e o integra duplamente no tempo para calcular os deslocamentos permanentes acumulados. O terceiro método é referido como análise de Makdisi- Seed, que procura definir a estabilidade sísmica do talude em termos de deslocamentos aceitáveis em vez de um fator de segurança tradicional através de uma versão modificada do método de Newmark. Esta técnica apresenta uma maneira racional de calcular uma aceleração de escoamento média, necessária para produzir um valor do coeficiente de segurança do talude igual a 1. Gráficos específicos foram também desenvolvidos para estimativa dos deslocamentos permanentes, tendo sido bastante aplicados em aterros rodoviários, barragens e aterros sanitários. Finalmente, o mais sofisticado método para análise de estabilidade sísmica de taludes é conhecido como análise dinâmica, que normalmente incorpora modelos de elementos finitos e relações tensão x deformação complexas numa tentativa de obter melhores representações para o comportamento mecânico de taludes sob cargas cíclicas Os resultados destas análises podem incluir a história no tempo dos deslocamentos e tensões, bem como das freqüências naturais, efeitos de amortecimento, etc. Este trabalho apresenta uma comparação entre os métodos mencionados anteriormente, analisando o comportamento sísmico dos taludes da estrutura de contenção dos resíduos de lixiviação de minério de urânio, na Bahia, e dos taludes do bota-fora sul da mina de cobre Toquepala, situada no Peru. / [en] The seismic stability of slopes has been a topic of considerable interest in geotechnical engineering for the past 40 years. During that period, the state of practice has moved from simples techniques to more complicated numerical procedures. The simplest approach is the pseudo-static analysis in which the earthquake load is simulated by an equivalent static horizontal acceleration acting on the mass of the landslide, according to a generally conservative limit equilibrium analysis. The ground motion parameter used in a pseudo-static analysis is referred to as the seismic coefficient k, and its selection has relied heavily on engineering judgment and local code requirements because there is no simple method for determining an appropriate value. The second main procedure is known as the Newmark displacement analysis which involves the calculation of the yield acceleration, defined as the inertial force required to cause the static factor of safety to reach 1 from the traditional limit equilibrium slope stability analysis. The procedure then uses a design earthquake strong-motion record which is numerically integrated twice for the amplitude of the acceleration above the yield acceleration to calculate the cumulative displacements. These displacements are then evaluated in light of the slope material properties and the requirements of the proposed development. The third method is referred to as the Makdisi-Seed analysis sought to define seismic embankment stability in terms of acceptable deformation instead of conventional factors of safety, using a modified Newmark analysis. Their method presents a rational means to determine yield acceleration, or the average acceleration required to produce a factor of safety of unity. Design curves were developed to estimate the permanent earthquake- induced deformations of embankments, which have since been applied to sanitary landfill and highway embankments. Finally, the most sophisticated method for seismic slope stability calculations is known as the dynamic analysis, which normally incorporates a finite element model and a rather complex stress-strain behavior for geological materials in an attempt to obtain a better representation of the behavior of soils under cyclic loading. The results of the analysis can include a time history of displacements and stresses, as well as natural frequencies, effects of damping, etc. This work presents a comparison of the results obtained by the aforementioned approaches, considering the seismic behavior of the slopes of an uranium lixiviation pad situated in Bahia, Brazil, and the South embankment of the waste landfill of the Toquepala Mine, Peru.