Rejeitos de mineração com muita freqüência são dispostos na forma de lama. A capacidade de estocagem das lagoas onde são depositados depende de suas dimensões e formas de operação, mas também das características físicas, compressibilidade e condutividade hidráulica da lama. No presente trabalho estudam-se as características de consolidação de uma lama argilosa resultante da mineração de areia, por meio do ensaio de consolidação hidráulica (HCT) e modela-se o enchimento de uma lagoa de disposição desse rejeito, empregando a teoria de grandes deformações e mediante o software CONDES. Realizaram-se ensaios de caracterização e HCT com amostras coletadas das lagoas 2, 11 e vertedouro da Mineração Jundu Ltda. em Descalvado, São Paulo. Estes parâmetros foram necessários para as análises de simulação numérica do processo de enchimento da Lagoa 11. Os resultados dos ensaios HCT mostraram um conjunto consistente de propriedades constitutivas do material, também se verificou a importância de alcançar a condição estável nas leituras da diferença de pressão entre o topo e a base do corpo de prova, assim obter uma menor variabilidade dos resultados. A simulação de enchimento se mostrou consistente, onde se obteve a evolução do processo de consolidação em diferentes etapas do lançamento da lama. Observou-se uma concordância dos resultados obtidos na simulação de enchimento. Segundo as análises observou-se que a altura dos rejeitos após um período de dois anos é da ordem de 1.57 m. / Mining waste is frequently disposed of in the form of mud. The storage capacity of a collection reservoir of mining waste depends on its dimensions and on its operational processes, which are based on the physical characteristics of the mud and its compressibility and hydraulic conductivity. This research focuses on the study of the consolidation characteristics of a clayey mud resultant from the process of sand mining. Such characteristics were studied through Hydraulic Consolidation Tests (HCT) and by modeling the waste reservoir filling process using large deformation theory and the CONDES software. Characterization and hydraulic consolidation tests were performed on samples obtained from Reservoirs 2 and 11 and from the Jundu Mine spillway at Descalvado City in the state of São Paulo, Brazil. The characterization parameters obtained were employed in performing numerical analysis of the filling process of waste reservoir 11. HCT test results show the acceptable set of constitutive properties of the analyzed material. During the testing procedures, variability of test results were minimized by obtaining stabilized pressure difference readings between the top and bottom leads of the specimen. Modeling was conducted for instantaneous and progressive filling and both methods yielded the same results. It was observed a predictable parity between the results obtained from instantaneous and progressive filling simulations. The final height after consolidation was measured at approximately two years for both instantaneous and progressive methods of filling. From the analysis, the two-year level was measured at 1.57 meter.

Rejeitos de mineração com muita freqüência são dispostos na forma de lama. A capacidade de estocagem das lagoas onde são depositados depende de suas dimensões e formas de operação, mas também das características físicas, compressibilidade e condutividade hidráulica da lama. No presente trabalho estudam-se as características de consolidação de uma lama argilosa resultante da mineração de areia, por meio do ensaio de consolidação hidráulica (HCT) e modela-se o enchimento de uma lagoa de disposição desse rejeito, empregando a teoria de grandes deformações e mediante o software CONDES. Realizaram-se ensaios de caracterização e HCT com amostras coletadas das lagoas 2, 11 e vertedouro da Mineração Jundu Ltda. em Descalvado, São Paulo. Estes parâmetros foram necessários para as análises de simulação numérica do processo de enchimento da Lagoa 11. Os resultados dos ensaios HCT mostraram um conjunto consistente de propriedades constitutivas do material, também se verificou a importância de alcançar a condição estável nas leituras da diferença de pressão entre o topo e a base do corpo de prova, assim obter uma menor variabilidade dos resultados. A simulação de enchimento se mostrou consistente, onde se obteve a evolução do processo de consolidação em diferentes etapas do lançamento da lama. Observou-se uma concordância dos resultados obtidos na simulação de enchimento. Segundo as análises observou-se que a altura dos rejeitos após um período de dois anos é da ordem de 1.57 m. / Mining waste is frequently disposed of in the form of mud. The storage capacity of a collection reservoir of mining waste depends on its dimensions and on its operational processes, which are based on the physical characteristics of the mud and its compressibility and hydraulic conductivity. This research focuses on the study of the consolidation characteristics of a clayey mud resultant from the process of sand mining. Such characteristics were studied through Hydraulic Consolidation Tests (HCT) and by modeling the waste reservoir filling process using large deformation theory and the CONDES software. Characterization and hydraulic consolidation tests were performed on samples obtained from Reservoirs 2 and 11 and from the Jundu Mine spillway at Descalvado City in the state of São Paulo, Brazil. The characterization parameters obtained were employed in performing numerical analysis of the filling process of waste reservoir 11. HCT test results show the acceptable set of constitutive properties of the analyzed material. During the testing procedures, variability of test results were minimized by obtaining stabilized pressure difference readings between the top and bottom leads of the specimen. Modeling was conducted for instantaneous and progressive filling and both methods yielded the same results. It was observed a predictable parity between the results obtained from instantaneous and progressive filling simulations. The final height after consolidation was measured at approximately two years for both instantaneous and progressive methods of filling. From the analysis, the two-year level was measured at 1.57 meter.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2013-12-05T21:41:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 264493.pdf: 11312668 bytes, checksum: 6c8a45b19fafde1a240b8a84cbfa20a2 (MD5) Previous issue date: 2007 / O objetivo deste trabalho é avaliar a compressibilidade e a resistência ao cisalhamento de rejeitos de beneficiamento de carvão mineral produzidos na bacia carbonífera catarinense. A máxima dimensão de partícula, de até 75mm, torna necessária a utilização de equipamentos de grandes dimensões para realização de ensaios mecânicos com a granulometria de campo. Os ensaios de compressão unidimensional foram realizados com o equipamento desenvolvido por Pacheco (2005). Para determinação dos parâmetros de resistência foi desenvolvido um equipamento de cisalhamento direto capaz de ensaiar corpos de prova cúbicos de 70cm de lado. Compressibilidade e resistência foram determinadas para corpos de prova moldados no mesmo grau de compacidade de campo. Foram realizados ensaios de massa específica aparente in situ em dois depósitos em operação. Executou-se dois ensaios de compressão unidimensional de grandes dimensões, um com rejeitos Bonito e outro com rejeitos Barro Branco, os dois tipos mais encontrados em Santa Catarina. Com rejeitos Barro Branco executou-se cinco ensaios de cisalhamento direto de grandes dimensões. Também foram realizados ensaios de compressão unidimensional e de cisalhamento direto de pequenas dimensões, utilizando curvas granulométricas paralelas às de campo, com partículas de até 7,9mm de diâmetro. Comparou-se os resultados dos ensaios de grandes dimensões com os obtidos com os de pequenas dimensões. Finalmente, comparou-se os resultados com os existentes na bibliografia. The objective of this research is to evaluate the compressibility and shear strength of coal mining processing rejects from south Santa Catarina state, south Brazil. The maximum particle diameter is nearly 75mm. To carry out tests with field particle size distribution it is necessary use large scale equipments. The two main rejects presented in the area were studied: Barro Branco and Bonito. Two one-dimensional compression tests were carry out with an equipment developed by Pacheco (2005), with 100cm diameter and 50cm height. A large scale direct shear equipment was designed and constructed for this research. It is able to test specimens of 70×70×70cm. Five tests were done with Barro Branco rejects. Two rejects deposits currently in operation were studied. The field dry unit weight and other physical properties were determined. The specimens of laboratory mechanical tests were molded in the field relative density. Conventional sizes one-dimensional compression and direct shear equipments were also used. It were used parallels gradation curves with 7,9mm maximum particle size. The results were compared with those obtained with large scale tests.

Este trabalho trata da avaliação da compressibilidade de misturas de pós de nióbio e alumínio, previamente ativadas por moagem de bolas de alta energia. Foram variados o tempo de moagem e a quantidade de ácido esteárico, adicionado como agente controlador de processo (ACP), assim como o tamanho médio de partícula do pó de alumínio. Os pós de partida e as misturas moídas foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (forma das partículas) e por difração de raios laser (distribuição granulométrica). Uma máquina universal de ensaios foi utilizada nos testes de compressibilidade mediante compactação das amostras numa matriz cilíndrica de aço-ferramenta. Os dados de compressibilidade foram comparados graficamente segundo curvas de densidade (relativa) versus pressão. As diferenças de comportamento na compactação das amostras foram correlacionadas com as diferentes condições de moagem. Houve um decréscimo da compressibilidade com o aumento do tempo de moagem e da quantidade de ACP. Menos compressíveis foram também as misturas provenientes do pó de alumínio com maior tamanho de partícula. Uma nova equação de compactação foi ainda proposta, cujo ajuste aos dados deste trabalho foi superior aos verificados nas equações de modelos anteriormente publicados. / This work deals with compressibility evaluation of mechanically activated niobium and aluminum powder mixtures by high-energy ball milling. Milling time and quantity of stearic acid, added as a process control agent (PCA), were varied, as well as the mean particle size of the aluminum powder. Starting powders and as-milled mixtures were characterized by SEM (particle shape) and laser diffraction analysis (particle size distribution). A universal testing machine was used for the compressibility tests carried out in a cylindrical die of tool steel. Sample compressibility data were compared by plotting relative density-pressure curves. Different compaction behavior between samples was correlated to the various milling conditions. Compressibility was seen to decrease by increasing milling time and quantity of PCA. Mixtures from aluminum powder with larger particle size were also less compressible. A new compaction equation could be further provided, showing better fitting to the data of this work when compared to the equations from previous reported models.

Este trabalho trata da avaliação da compressibilidade de misturas de pós de nióbio e alumínio, previamente ativadas por moagem de bolas de alta energia. Foram variados o tempo de moagem e a quantidade de ácido esteárico, adicionado como agente controlador de processo (ACP), assim como o tamanho médio de partícula do pó de alumínio. Os pós de partida e as misturas moídas foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (forma das partículas) e por difração de raios laser (distribuição granulométrica). Uma máquina universal de ensaios foi utilizada nos testes de compressibilidade mediante compactação das amostras numa matriz cilíndrica de aço-ferramenta. Os dados de compressibilidade foram comparados graficamente segundo curvas de densidade (relativa) versus pressão. As diferenças de comportamento na compactação das amostras foram correlacionadas com as diferentes condições de moagem. Houve um decréscimo da compressibilidade com o aumento do tempo de moagem e da quantidade de ACP. Menos compressíveis foram também as misturas provenientes do pó de alumínio com maior tamanho de partícula. Uma nova equação de compactação foi ainda proposta, cujo ajuste aos dados deste trabalho foi superior aos verificados nas equações de modelos anteriormente publicados. / This work deals with compressibility evaluation of mechanically activated niobium and aluminum powder mixtures by high-energy ball milling. Milling time and quantity of stearic acid, added as a process control agent (PCA), were varied, as well as the mean particle size of the aluminum powder. Starting powders and as-milled mixtures were characterized by SEM (particle shape) and laser diffraction analysis (particle size distribution). A universal testing machine was used for the compressibility tests carried out in a cylindrical die of tool steel. Sample compressibility data were compared by plotting relative density-pressure curves. Different compaction behavior between samples was correlated to the various milling conditions. Compressibility was seen to decrease by increasing milling time and quantity of PCA. Mixtures from aluminum powder with larger particle size were also less compressible. A new compaction equation could be further provided, showing better fitting to the data of this work when compared to the equations from previous reported models.

[pt] Um amplo trabalho de pesquisa, envolvendo extensivas investigações de campo e laboratório de um depósito de argila mole localizado na Zona Industrial de Santa Cruz, Rio de Janeiro, RJ, vem sendo desenvolvido pela PUC-Rio desde meados de 2005. Evidências de recalques em estruturas construídas nessa região têm sido reportadas desde o final da década de 70. O presente trabalho apresenta resultados de estudos de laboratório realizados visando à caracterização do depósito argiloso e a determinação de seus parâmetros de compressibilidade e adensamento. Para tanto, desenvolveu- se um programa experimental compreendendo a caracterização físico-químico- mineralógica de amostras do perfil e a execução de ensaios de adensamento edométrico e triaxial hidrostático e anisotrópico. Os experimentos em células edométricas envolveram ensaios convencionais, com medida de permeabilidade e com determinação de compressão secundária. Aspectos de qualidade das amostras ensaiadas são discutidos. Os resultados obtidos propiciaram uma estimativa do K0 do material normalmente adensado, um entendimento do estágio de adensamento hoje existente e uma estimativa preliminar de recalques que podem ainda vir a ocorrer sob as presentes condições de carregamento. / [en] A large research work comprising extensive field and laboratory investigations on a soft clay deposit located in the Industrial Zone of Santa Cruz, Rio de Janeiro, RJ, is being developed at PUC-Rio since 2005. Occurrences of settlement of structures built in this region have been reported since the end of the decade of 1970. This work presents results of laboratory studies aiming at the characterization of the soft clay deposit and the determination of compressibility and consolidation parameters of the clay. The experimental program developed comprised physical-chemical- mineralogical characterization of samples from the soil profile and the execution of oedometric consolidation tests and hydrostatic and anisotropic triaxial tests. The experiments in oedometric cells comprised conventional tests and tests with measurement of permeability and determination of secondary compression. Aspects of quality of the samples are highlighted. The obtained results propitiated an estimation of the K0 of the normally consolidated material, an understanding of the present stage of consolidation of the deposit and a preliminary assessment of settlements that may still occur in the site under the present loading conditions.

Atualmente, o mercado tem mostrado uma tendência da necessidade por aeronaves cada vêz mais rápidas, exigindo o voo para um alto número de Mach. Com o intuito de obter o desempenho ótimo para essa condição, é extremamente necessário observar os efeitos no arrasto advindos da compressibilidade e esses são mensurados através da análise do Drag Rise. Nesse âmbito, o presente estudo tem como objetivo, no nível de projeto preliminar, observar a influência no comportamento do Drag Rise de um sistema asa-fuselagem dada a variação de alguns parâmetros que definem a forma da asa, tais como: enflechamento, espessura, afilamento e alongamento, além de algumas condições de voo modeladas através do coeficiente de sustentação global da aeronave e do número de Reynolds de voo. Uma vez definidos os parâmetros de entrada da análise, estes são colocados no cartão de entrada do programa BLWF, que calcula a aerodinâmica do sistema asa-fuselagem para uma condição pré-definida. Deste programa são extraídos, como dados de saída, os seguintes arrastos: induzido, de atrito, de pressão e de onda. De posse desses arrastos, é feita a soma de seus componentes e calculada a variação da compressibilidade. Tendo a ultima quantificada, a análise do Drag Rise é feita plotando a variação do arrasto de compressibilidade ( CD) vs número de Mach, e assim, é avaliado a influência dos parâmetros anteriormente citados (enflechamento, espessura, afilamento, alongamento, coeficiente de sustentação global e número de Reynolds) em que é observado se o Drag Rise ocorre mais próximo ou mais longe do número de Mach igual a um.

Este trabalho teve como objetivo verificar a funcionabilidade de diferentes técnicas de imposição e de controle de sucção, bem como comparar os resultados por elas fornecidas, quando à determinação de certas características e propriedades dos solos não saturados. As técnicas testadas foram a de translação de eixos (TE), a osmótica (MO), a do papel filtro (PF), a do tensiômetro de alta capacidade (TAC) e a de controle da sucção por imposição da umidade relativa (CSIUR). Verificou-se que a variabilidade de cada um dos métodos estudados é da mesma ordem de grandeza das comumente medidas nos ensaios correntes na mecânica dos solos. Foi possível, também, estabelecer os limites de equivalência de resultados fornecidos por diferentes técnicas, quando se mediram as características de retenção de água, a compressibilidade e a resistência à compressão simples dos solos objeto de estudo. Constatou-se também a dificuldade de utilização do método osmótico no solo siltoso (caulim), provavelmente, pela ocorrência de reações que bloquearam a continuidade da osmose e do TAC na medição da sucção apresentando valores sempre crescentes da sucção sem estabilização dos valores lidos em solos com macro-porosidade considerável. Finalmente, desenvolveu-se e testou-se um método de previsão baseado na geometria fractal, que se mostrou eficiente para reproduzir a curva de retenção de água no solo

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:05:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camila Loss dos Santos Cunha.pdf: 1837978 bytes, checksum: 3b4c8a5f811b16b50cafa9b37b221389 (MD5) Previous issue date: 2012-12-20 / Most theories in geotechnical engineering have been proposed and are applied to pure clay and clean sand and not deal with problems involving soil mixtures. However, due to variability of soil found in nature, there is essential for more knowledge of geotechnical properties of mixtures of clay and sand. This study collected published research about geotechnical behavior of mixtures of clay and sand to evaluate experimental results using the normalization proposed by Castello and Polido (1994). These equations quantify the influence of sandy fractions in plasticity and one-dimensional compressibility of clay and sand mixtures with different fractions on the total mass of the dry mixture. And, these equations have been proposed for clays with "same sandy", where compression occurs exclusively in the clay matrix, in a practically uniform and without stress concentration. The results of onecompression dimensional tests, molded into samples in the laboratory for different mixtures of clay and sand, evaluated in this study, indicates a linear relationship between the values of index compression primary and the fraction of fines in mixtures with clay and sand in percentages over 20% clay. The same tendency was observed in the variation of the Atterberg limits with the fraction of fines in different mixtures of clay and sand, since these index properties are correlated with the compressibility of the fines soil. In this case, the identification clays with "same sandy" are valid and the sandy fraction can be considered inert in the mixture of clay and sand. Is also studied in this work, the correlations published in the literature of values of Atterberg limits and the relative values of index compression primary to different mixtures of clayey soils / A maior parte das teorias em engenharia geotécnica foram propostas e são aplicáveis a argilas puras e areias puras e não tratam de problemas envolvendo misturas de solos; porém, devido à variabilidade dos solos encontrados na natureza, verifica-se a necessidade de um maior conhecimento das propriedades geotécnicas de misturas de argila e areia. Este trabalho reuniu pesquisas publicadas sobre o comportamento geotécnico de misturas de argila e areia a fim de avaliar, por meio de resultados experimentais as normalizações propostas por Castello e Polido (1994). Essas equações permitem quantificar a influência de frações arenosas na plasticidade e compressibilidade unidimensional de misturas de argila e areia com diferentes frações relativas à massa total seca da mistura. E foram propostas para argilas pouco arenosas , onde a compressão ocorre exclusivamente na matriz argilosa, de forma praticamente uniforme e sem concentração de tensões. Os resultados dos ensaios de compressão unidimensional, em amostras moldadas em laboratório para diferentes misturas de argila e areia ora avaliados indicam uma relação linear entre os valores do índice de compressão primária e a fração de finos nas misturas de argila e areia com porcentagens superiores a 20% de fração de finos. A mesma tendência foi observada na variação dos valores dos limites de Atterberg com a fração de finos em diferentes misturas de argila e areia, uma vez que tais propriedades índices estão correlacionadas com a compressibilidade dos solos finos. Nesse caso, é válida a identificação de argila pouco arenosa e a fração arenosa pode ser considerada inerte na mistura; são avaliadas também as correlações publicadas na literatura entre valores dos limites de Atterberg e os correspondentes valores de índice de compressão primária de diferentes solos argilosos

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-02T16:48:55Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1542528 bytes, checksum: e91b801cd3305a7e98844b69fb64e5cd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-02T16:48:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1542528 bytes, checksum: e91b801cd3305a7e98844b69fb64e5cd (MD5) Previous issue date: 2003-07-22 / As deformações que ocorrem em aterros de resíduos sólidos urbanos (RSU) são devidas, principalmente, a dois processos: o primeiro processo mecânico, decorre, sobretudo, da ação das forças de peso próprio e origina deformações imediatas, deformações com o tempo causadas pela dissipação de excessos de poro pressões gerados nos vazios dos RSU e deformações lenta. Como a permeabilidade dos RSU é elevada, normalmente, estes excessos de poro-pressões se dissipam rapidamente; a biodegradação da matéria orgânica existente nos RSU é o segundo processo gerador de deformações nos aterros sanitários. Este processo é lento e, normalmente, se passa ao longo de vários anos. Estes dois processos, embora ocorram simultaneamente, são, habitualmente, estudados separadamente porque o processo mecânico ocorre muito mais rapidamente que o processo de biodegradação da matéria orgânica. A avaliação de recalques em aterros sanitários é muito importante porque possibilita: uma melhor determinação da sua vida útil; o desenvolvimento de estudos para o reaproveitamento das áreas ocupadas após o fechamento dos aterros; e a avaliação da integridade do sistema de cobertura final e dos dispositivos de drenagem dos líquidos percolados, dos gases e das águas pluviais. Nos projetos de aterros sanitários, entretanto, não se costuma calcular as deformações sofridas pelos RSU porque ainda são escassos os trabalhos que definem parâmetros para se determinar com razoável precisão as deformações que estes materiais experimentam. Neste sentido, o presente trabalho trata das deformações que ocorrem em RSU devidas a processos mecânicos. Inicialmente, apresenta-se uma breve revisão bibliográfica sobre o tema. Em seguida, os principais aspectos do aterro sanitário de Viçosa são descritos, bem como os equipamentos e a metodologia utilizados nos ensaios. Na seqüência, apresentam-se os resultados de ensaios de compressão confinada em amostras cilíndricas com cerca de 1m de diâmetro e 2m de altura de RSU da cidade de Viçosa, bem como a determinação dos parâmetros de compressibilidade dos resíduos. Por fim, com os parâmetros obtidos nos ensaios, são feitas estimativas dos recalques para o aterro sanitário da cidade de Viçosa por meio de modelos unidimensionais. / Sanitary landfill deformations are mainly due to two processes. The first one a mechanical process, is due to the action of body forces and gives rise to immediate deformations and deformations with time caused by the dissipation of excess pore pressures generated in the MSW. Since the permeability of the MSW is high, normally, these excess pore pressures dissipate quickly. The biodegradation of the organic matter that exists in the MSW is the second process that generates deformation in landfills. This process is slow and, normally, occurs during years. These two processes, although simultaneous, are treated, habitually, separately, because the mechanical process occurs much quicker than the biodegradation one. Settlement evaluation in sanitary landfills is very important because facilitates: a better understanding of the live span of the landfill; studies to re-utilize the area after the landfill closure; and, the evaluation of the integrity of the final cover and of the leachate, rainwater and gas drainage systems. In sanitary landfill projects, however, it is not common to calculate deformations of the MSW, because it is still rare to find works defining parameters necessary to calculate deformation in MSW. In this sense, the present thesis deals with deformations that happen in MSW due to mechanical processes. Initially, a literature review on the subject is presented. Following, the main aspects of the sanitary landfill of Viçosa city are shown, together with the equipments and the methodology used during testing. Subsequently, results of confined compression tests performed in cylindrical samples having 1m diameter and 2m height on MSW of Viçosa city are presented, as well as the procedure utilized to determine the compressibility parameters of the MSW. Finally, with the parameters obtained in the tests, an estimate of the settlements that will happen in the sanitary landfill of Viçosa city is made.