O uso de reforços geossintéticos tem se apresentado como uma solução eficiente que permite reduzir os custos de implantação de estruturas de contenção. Seu comportamento pode ser estudado com a utilização de softwares de elementos finitos na intenção de obter configurações ainda mais econômicas. Neste trabalho foram simulados muros de solo reforçados com geossintéticos (MSRG) pelo método dos elementos finitos (software Plaxis 8.2), analisando-se como parâmetro o deslocamento máximo da face dos muros e a máxima força mobilizada no reforço. Inicialmente, desenvolveu-se e calibrou-se um modelo numérico a partir de um modelo físico construído e monitorado encontrado na literatura. Em seguida construiu-se um modelo numérico de MSRG hipotético e realizaram-se estudos paramétricos com as variáveis: tipo de solo, priorizando-se solos finos tropicais; rigidez e espaçamento do reforço; e inclinação e altura do muro. Os resultados corroboraram a bem sucedida prática nacional de construção de muros reforçados com solos finos tropicais, sendo que a coesão se mostrou um parâmetro importante no comportamento de MSRG construídos com solos finos. / The use of geosynthetic reinforcements is an efficient solution that reduces the costs of implantation of containment structures. Their behavior can be studied by the use of finite element software, with the goal to obtain more economical configurations. In this study, geosynthetic reinforced retaining walls (MSRG) were simulated by the finite element method (software Plaxis 8.2), analyzing as a parameter the maximum face displacement and the maximum force mobilized in the reinforcement. Initially, a numeric model was developed and calibrated from a constructed and monitored physical model of the literature. After, a numerical model of hypothetical MSRG was constructed and parametric studies were done with the following variables: soil type, prioritizing tropical fine soils; reinforcement stiffness and spacing, and slope and height of the wall. The results corroborated the successful brazilian practice at the building reinforced MSRG with tropical fine soils, due cohesion being an important parameter in the behavior of MSRGs constructed with fine soils.

A BR 116, no Rio Grande do Sul, perfaz uma extensão total de 653,8 quilômetros, iniciando na divisa entre SC e RS, na ponte sobre o Rio Pelotas, entre Lajes e Vacaria, prolongando-se até Jaguarão. A sua importância econômica no estado decorre do fato de ser um corredor que liga o norte do Rio Grande do Sul ao porto de Rio Grande (através da BR 392) e à fronteira com o Uruguai. A duplicação da BR-116 visa o escoamento da produção até o Porto de Rio Grande e a distribuição de produtos e bens que ingressam pelo Porto ou pela fronteira. Atualmente, as obras de duplicação encontram-se executadas em 50-60 % e parcialmente paralisadas (cada trecho/lote tem uma situação diferente). Este trabalho dedicou-se ao mapeamento geotécnico dos condicionantes de ruptura dos taludes de cortes rodoviários da BR-116, entre os municípios de São Lourenço do Sul e Barra do Ribeiro (RS). A investigação ocorreu por meio da análise dos taludes em campo, estudando as relações geológicas e pedológicas que condicionam as instabilidades situadas ao longo do trecho entre os quilômetros 332 e 477. O mapeamento geotécnico executado incluiu o levantamento da localização geográfica (coordenadas geográficas, e km da rodovia) de todos os cortes de estrada (taludes) existentes no trecho escolhido, bem como o levantamento fotográfico e a coleta de dados como altura, inclinação, extensão, cota altimétrica, medidas estruturais, medidas e descrição dos horizontes pedogenéticos, problemas geotécnicos, comportamento mecânico, fluxo de água superficial, nível do lençol freático, descrição geológica, descrição do nível de intemperismo e coleta de amostra para ensaios geotécnicos e difratometria de raios X Após as descrições de campo, os talude 8, 15 e 30 foram definidos como taludes representativos para análise mineralógica através de difração de raios X e caracterização dos argilo-minerais através de microscópio eletrônico de varredura. O talude 8 ainda contou com ensaios de cisalhamento direto para caracterização geomecânica do horizonte C. Esta análise permitiu definir que o principal condicionante para as rupturas de taludes na BR-116, trecho Sul, está na exposição do horizonte C, que induz diferentes tipos de processos erosivos sobre o mesmo. As investigações mostraram que a exposição do horizonte C faz com que a água da chuva aja na erosão direta do sopé do talude, ou na formação de canaletas e piping pela remoção de finos, os quais evoluem para bossorocas. As estruturas geológicas reliquiares preenchidas por caulinita também incrementam os processos erosivos, pela retirada da base estrutural de todo o corte. Assim, os horizontes A e B e a vegetação logo acima perdem sustentação e a gravidade determina o rompimento do talude em escorregamentos rotacionais. A continuidade dos eventos pluviométricos e, portanto, dos processos erosivos induzem novas rupturas em alguns taludes, ou na erosão direta do material escorregado para a base do talude, removendo material para as drenagens adjacentes. / The BR-116 is one of the most important longitudinal highways in Rio Grande do Sul state (RS, Brazil). The highway has 653.8 kilometers, starting at the bridge over the Pelotas River, and extending to Jaguarão city. It is part of an important economic corridor, that connects the north of RS to the Rio Grande Harbor (through BR 392) and Uruguay border. Therefore, the importance of the highway to the economic outflow from the state. The BR-116 duplication effort is actually halfway to the end, each segment in a different situation, and is slowly going on. This work was focused on mapping the geotechnical controlling factor for road cuts slidings, that occurred between São Lourenço do Sul and Barra do Ribeiro municipalities (RS) along BR-116 highway. The geotechnical investigation was carried out through fieldworks road cut slopes analysis, which included geology and pedology slopes characterization along the 332 and 477 kilometer of the BR-116 highway. The geotechnical field mapping procedures include recording and analyzing the geographic location (geodetic coordinates, and altimeter), photographic survey, and mainly the height, inclination, extension, structural features measurements, measure and description of pedogenetic horizons, geotechnical problems, mechanical behavior, surface water flow, groundwater level, geological description, description of weathering level and sample collection for all road cut slopes that show sliding or erosional features. The slopes numbered 8, 15 and 30 were defined as representative slopes for mineralogical analysis (X-ray diffraction and scanning electronic microscope) This analyses allowed to define that the main controlling factor for the road cut sliding along BR-116 under duplication is the exposure of the pedogenetic C horizon, since this enables different erosional processes upon it. The investigation has shown that the rainwater can acts directly on the footwall erosion, or even in the formation of channels and piping, which evolve to ravines. The relict geological structures weathered to kaolinite additionally contribute to the erosion processes. In such a scenario, the decreasing structural support due to C horizon erosion enable gravity to act upon pedogenetic A and B horizons, as well as on the vegetation cover just above, and cause rotational sliping on the road cut slopes. The subsequent pluviometric events contribute to additional direct erosion on slope footwall, to material removal to adjacent drainage channels, and, consequently, to repeated sliping in some slopes.

O avanço da tecnologia da informação e da aplicação de computadores na indústria de mineração permitiu a automatização de várias atividades da cadeia de valor mineral (CVM). As atividades da cadeia de valor mineral podem ser divididas em atividades de suporte e em atividades primárias. Os sistemas ERP (Enterprise and Resource Planning) têm fornecido por muitos anos a plataforma para a integração eficiente das atividades de suporte da mineração. No entanto, apesar dos avanços obtidos com a aplicação dos computadores em nichos técnicos específicos, não se conseguiu até o presente momento, integrar efetivamente as atividades primárias da cadeia de valor mineral. As principais razões para isto, são tanto as incertezas existentes no processo produtivo, que diferentemente de outros setores industriais são intrínsecas ao negócio da mineração, quanto as dificuldades para se medir e gerenciar convenientemente os indicadores chave de desempenho (KPIs-Key Performance Indicators), relevantes à cadeia de valor mineral. A medição e controle dos KPIs é fundamental para a quantificação dos eventuais benefícios da aplicação de tecnologia e do potencial de retorno do investimento em recursos humanos e financeiros, necessários à integração das atividades primárias da cadeia de valor mineral. Esta tese não se propõe a integrar a cadeia de valor mineral, mas a demonstrar como a integração da atividade geotécnica da CVM gera benefícios tangíveis, que permitem antever os benefícios de sua completa integração e assim a tese avança a um ponto do controle geotécnico que é o monitoramento da estabilidade de taludes em minas em operação, para demonstrar que a aplicação de metodologias de monitoramento e controle adequadas, impactam positivamente nos KPIs e consequentemente nas atividades da cadeia de valor mineral, relacionadas a eles. O objetivo desta tese é também o de comprovar a importância do monitoramento eficaz dos KPIs para a integração das atividades geotécnicas da cadeia de valor mineral exemplificando seu impacto na eficiência, qualidade e economicidade dos processos envolvidos e assim, comprovar a eficaz possibilidade de integração destas atividades da cadeia de valor mineral e a possibilidade de extrapolação da integração para o restante da mesma. Neste sentido o trabalho desenvolve-se primeiramente no intuito de determinar os principais KPIs controlados em algumas das mais importantes empresas de mineração brasileiras. Pela correta identificação das métricas e do contexto gerencial em que estes estão inseridos é possível demonstrar a importância e o impacto de seu mapeamento e medição para a gestão efetiva do negócio da mineração. Uma nova tecnologia de monitoramento de taludes que faz uso de equipamentos de radar imageadores é apresentada e explicada, assim como vários exemplos de sua utilização ao redor do mundo são descritos, ressaltando-se os resultados obtidos e sua influência na medição e gerenciamento dos KPIs envolvidos. Finalmente, uma nova metodologia escalonada e com pontos de decisão é proposta para a integração da cadeia de valor mineral e aplicada a dois projetos desenvolvidos pelo autor, que são apresentados e discutidos para demonstrar e comprovar os benefícios econômicos advindos de sua aplicação. Para esses projetos, o autor planejou e executou a coleta de dados, procedeu a suas análises, avaliou seus impactos econômicos e comprovou a relevância do estudo realizado. / The advance of information technology and computer application to the mining industry has allowed the automation of several activities of the mineral value chain (MVC). The activities of the mineral value chain can be divided in support and primarily activities. ERP (Enterprise and Resource Planning) systems have provided, for many years, the platform for the efficient integration of the support activities in mining. Despite all the advance gathered with the application of computers to specific technical niches, the effective integration of the primarily activities of the mineral value chain has not been obtained to date. The main reasons for this fact are the uncertainties existent in the production process that differently from other industrial sectors, are intrinsic to the mining business, as well as the difficulties to measure and manage the key performance indicators (KPIs) that are relevant to the mineral value chain. The measurement and control of KPIs is fundamental for quantifying the eventual benefits of the application of technology and the potential for the return of the investments in human and financial resources, needed to integrate the primarily activities of the mineral value chain. This thesis is not aimed at integrating the mineral value chain, but to demonstrate how the integration of the geotechnical activity of the MVC generates tangible benefits that allow foreseeing the benefits of its complete integration, so this thesis reaches a point of the geotechnical control that is the slope stability monitoring of operational mines, in order to demonstrate that the application of adequate methodologies of monitoring and control, impact positively on the KPIs and consequently on the activities of the mineral value chain related to them. The objective of this thesis is also to prove the importance of the effective monitoring of KPIs for the integration of the geotechnical activities of the mineral value chain and its impact in the efficiency, quality and economics of the processes involved, in order to prove the effective possibility of the integration of this activity of the mineral value chain thus demonstrating the possibility to extrapolate the integration results to the remaining chain inter-activities. In this sense, the work is developed primarily with the aim of determining the main KPIs that are controlled in some of the most important Brazilian mining companies. Through the correct identification of the metrics and management context in which they are inserted, it is possible to demonstrate the importance and impact of their mapping and measurement for the effective management of the mining business. A new technology for slope monitoring that uses imaging radar equipment is presented and explained as well as several examples of its utilization around the world are described, emphasizing the results obtained and their influence for the measurement and management of the involved KPIs. Finally, a new staggered methodology, with decision points is proposed for the integration of the mineral value chain and applied to two projects developed by the author, which are presented and discussed in order to demonstrate and to prove the economic benefits obtained from its application. For these projects, the author planned and executed the data collection, data analysis, economic assessment and proved the relevance of the work performed.

O uso de reforços geossintéticos tem se apresentado como uma solução eficiente que permite reduzir os custos de implantação de estruturas de contenção. Seu comportamento pode ser estudado com a utilização de softwares de elementos finitos na intenção de obter configurações ainda mais econômicas. Neste trabalho foram simulados muros de solo reforçados com geossintéticos (MSRG) pelo método dos elementos finitos (software Plaxis 8.2), analisando-se como parâmetro o deslocamento máximo da face dos muros e a máxima força mobilizada no reforço. Inicialmente, desenvolveu-se e calibrou-se um modelo numérico a partir de um modelo físico construído e monitorado encontrado na literatura. Em seguida construiu-se um modelo numérico de MSRG hipotético e realizaram-se estudos paramétricos com as variáveis: tipo de solo, priorizando-se solos finos tropicais; rigidez e espaçamento do reforço; e inclinação e altura do muro. Os resultados corroboraram a bem sucedida prática nacional de construção de muros reforçados com solos finos tropicais, sendo que a coesão se mostrou um parâmetro importante no comportamento de MSRG construídos com solos finos. / The use of geosynthetic reinforcements is an efficient solution that reduces the costs of implantation of containment structures. Their behavior can be studied by the use of finite element software, with the goal to obtain more economical configurations. In this study, geosynthetic reinforced retaining walls (MSRG) were simulated by the finite element method (software Plaxis 8.2), analyzing as a parameter the maximum face displacement and the maximum force mobilized in the reinforcement. Initially, a numeric model was developed and calibrated from a constructed and monitored physical model of the literature. After, a numerical model of hypothetical MSRG was constructed and parametric studies were done with the following variables: soil type, prioritizing tropical fine soils; reinforcement stiffness and spacing, and slope and height of the wall. The results corroborated the successful brazilian practice at the building reinforced MSRG with tropical fine soils, due cohesion being an important parameter in the behavior of MSRGs constructed with fine soils.

Les sols non saturés jouent un rôle important dans de nombreux domaines. En Génie Civil (stabilité des talus, fondations superficielles), en Ingénierie de l'environnement (transport de polluants par les eaux souterraines, enfouissement de déchets radioactifs), en Ingénierie des Réservoirs (subsidence suite aux pompages dans les champs pétroliers ou dans les nappes aquifères), etc. L'objet de la thèse est l'étude du comportement hydromécanique des sols fin non saturés, tels les limons et les argiles. Les phénomènes typiques du comportement de ces sols sont d'abord présentés avant d'aborder l'étude de leurs lois constitutives. Divers modèles sont passés en revue et un modèle unifié original est développé. Ensuite, une vaste gamme d'essais de laboratoire est analysée. Ils portent sur des sols saturés, quasi saturés et non saturés et concernent quatre matériaux: l'argile de Kruibeke, le limon de Gembloux, l'argile de Boom et la bentonite d'Almeria. Cette partie de la recherche conduit à une critique détaillée des procédures classiques d'essais de laboratoires sur les sols supposés saturés. Elle fournit également une base de données importante pour la calibration de la loi constitutive unifiée développée plus haut. Enfin, des simulations numériques, réalisées en aveugle, d'expériences n'ayant pas servi à la calibration permettent de valider ce modèle.

This thesis is dedicated to the study of structural and petroleum geology problems. To this purpose, a frictional elastoplastic law based on the Van Eekelen criterion is formulated, which avoids the classical drawbacks of the Drücker Prager criterion. Also, a 2D automatic adaptive re-meshing algorithm is developed for complex multidomains configurations, in order to overcome the limitation of the Lagrangian mesh. Details of the hydromechanical formulation implemented in the LAGAMINE FE code in a large strain context are presented. Application cases (reproduction of sandbox simulation, study of a hydrocarbon trap) concentrate on the study of the strain localisation and potential fracturation using different criteria. In the first case, re-meshing technique allowed to reproduce successfully analogue experiment of thrusting propagation. In the second case, a detailed study based on different initial conditions has brought new insight to the reactivated origin of some faults and has allowed to obtain information on the potential fracturing of the hydrocarbon reservoir unit. As an academic case, the study of anorthosite diapirism is carried out, which confirms the validity of the petrological model of diapirism. Eventually, the hydromechanical coupling effects between a layered porous medium and a fault are illustrated on a simple case.

The emphasis of this dissertation is on using numerical and plasticity based methods to study two main areas of offshore geotechnics. The first part of this dissertation focuses on the undrained behavior of deeply embedded anchor plates under combined shear and torsion. Plate anchors are increasingly being used instead of typical foundation systems to anchor offshore floating platforms to sustain uplift operating forces. However extreme loading cases would create general loading conditions involving six degrees of freedom. The focus of my research was to evaluate the bearing capacity of plate anchors under two-way horizontal and torsional loading and to study the decreasing effect of torsional moment on the horizontal bearing capacity of these foundations. The study takes advantage of several approaches: Numerical simulation (two and three dimensional finite element analysis) Evaluating and modification of the available plasticity solutions Developing equations for three degree-of-freedom yield locus surfaces The same methodology is applied to evaluate the response of shallow foundations for subsea infrastructure subjected to significant eccentric horizontal loads. The second part of this study focuses on offshore geohazards. Coastal communities and the offshore industry can be impacted directly by geohazards, such as submarine slope failures, or by tsunamis generated by the failed mass movements. This study aims at evaluating the triggering mechanisms of submarine landslide under cyclic wave and earthquake loading. A simple effective stress elasto-plastic model with a minimal number of parameters accounting for monotonic and cyclic response of fine-grained material is developed. The new constitutive soil model could be used to simulate case histories and conduct parametric study to evaluate the effect of slope inclination angle, the earthquake loading with different PGA, frequency content, and duration, as well as various deposition rates to simulate different over pressure levels. This study will generate more insight on the static and cyclic behavior of submarine slopes and influencing factors on their triggering mechanisms using more comprehensive and realistic modeling tools. Several objectives are defined: Developing an appropriate constitutive formulation, Evaluating the constitutive model and material parameters for available databases.

A BR 116, no Rio Grande do Sul, perfaz uma extensão total de 653,8 quilômetros, iniciando na divisa entre SC e RS, na ponte sobre o Rio Pelotas, entre Lajes e Vacaria, prolongando-se até Jaguarão. A sua importância econômica no estado decorre do fato de ser um corredor que liga o norte do Rio Grande do Sul ao porto de Rio Grande (através da BR 392) e à fronteira com o Uruguai. A duplicação da BR-116 visa o escoamento da produção até o Porto de Rio Grande e a distribuição de produtos e bens que ingressam pelo Porto ou pela fronteira. Atualmente, as obras de duplicação encontram-se executadas em 50-60 % e parcialmente paralisadas (cada trecho/lote tem uma situação diferente). Este trabalho dedicou-se ao mapeamento geotécnico dos condicionantes de ruptura dos taludes de cortes rodoviários da BR-116, entre os municípios de São Lourenço do Sul e Barra do Ribeiro (RS). A investigação ocorreu por meio da análise dos taludes em campo, estudando as relações geológicas e pedológicas que condicionam as instabilidades situadas ao longo do trecho entre os quilômetros 332 e 477. O mapeamento geotécnico executado incluiu o levantamento da localização geográfica (coordenadas geográficas, e km da rodovia) de todos os cortes de estrada (taludes) existentes no trecho escolhido, bem como o levantamento fotográfico e a coleta de dados como altura, inclinação, extensão, cota altimétrica, medidas estruturais, medidas e descrição dos horizontes pedogenéticos, problemas geotécnicos, comportamento mecânico, fluxo de água superficial, nível do lençol freático, descrição geológica, descrição do nível de intemperismo e coleta de amostra para ensaios geotécnicos e difratometria de raios X Após as descrições de campo, os talude 8, 15 e 30 foram definidos como taludes representativos para análise mineralógica através de difração de raios X e caracterização dos argilo-minerais através de microscópio eletrônico de varredura. O talude 8 ainda contou com ensaios de cisalhamento direto para caracterização geomecânica do horizonte C. Esta análise permitiu definir que o principal condicionante para as rupturas de taludes na BR-116, trecho Sul, está na exposição do horizonte C, que induz diferentes tipos de processos erosivos sobre o mesmo. As investigações mostraram que a exposição do horizonte C faz com que a água da chuva aja na erosão direta do sopé do talude, ou na formação de canaletas e piping pela remoção de finos, os quais evoluem para bossorocas. As estruturas geológicas reliquiares preenchidas por caulinita também incrementam os processos erosivos, pela retirada da base estrutural de todo o corte. Assim, os horizontes A e B e a vegetação logo acima perdem sustentação e a gravidade determina o rompimento do talude em escorregamentos rotacionais. A continuidade dos eventos pluviométricos e, portanto, dos processos erosivos induzem novas rupturas em alguns taludes, ou na erosão direta do material escorregado para a base do talude, removendo material para as drenagens adjacentes. / The BR-116 is one of the most important longitudinal highways in Rio Grande do Sul state (RS, Brazil). The highway has 653.8 kilometers, starting at the bridge over the Pelotas River, and extending to Jaguarão city. It is part of an important economic corridor, that connects the north of RS to the Rio Grande Harbor (through BR 392) and Uruguay border. Therefore, the importance of the highway to the economic outflow from the state. The BR-116 duplication effort is actually halfway to the end, each segment in a different situation, and is slowly going on. This work was focused on mapping the geotechnical controlling factor for road cuts slidings, that occurred between São Lourenço do Sul and Barra do Ribeiro municipalities (RS) along BR-116 highway. The geotechnical investigation was carried out through fieldworks road cut slopes analysis, which included geology and pedology slopes characterization along the 332 and 477 kilometer of the BR-116 highway. The geotechnical field mapping procedures include recording and analyzing the geographic location (geodetic coordinates, and altimeter), photographic survey, and mainly the height, inclination, extension, structural features measurements, measure and description of pedogenetic horizons, geotechnical problems, mechanical behavior, surface water flow, groundwater level, geological description, description of weathering level and sample collection for all road cut slopes that show sliding or erosional features. The slopes numbered 8, 15 and 30 were defined as representative slopes for mineralogical analysis (X-ray diffraction and scanning electronic microscope) This analyses allowed to define that the main controlling factor for the road cut sliding along BR-116 under duplication is the exposure of the pedogenetic C horizon, since this enables different erosional processes upon it. The investigation has shown that the rainwater can acts directly on the footwall erosion, or even in the formation of channels and piping, which evolve to ravines. The relict geological structures weathered to kaolinite additionally contribute to the erosion processes. In such a scenario, the decreasing structural support due to C horizon erosion enable gravity to act upon pedogenetic A and B horizons, as well as on the vegetation cover just above, and cause rotational sliping on the road cut slopes. The subsequent pluviometric events contribute to additional direct erosion on slope footwall, to material removal to adjacent drainage channels, and, consequently, to repeated sliping in some slopes.

A BR 116, no Rio Grande do Sul, perfaz uma extensão total de 653,8 quilômetros, iniciando na divisa entre SC e RS, na ponte sobre o Rio Pelotas, entre Lajes e Vacaria, prolongando-se até Jaguarão. A sua importância econômica no estado decorre do fato de ser um corredor que liga o norte do Rio Grande do Sul ao porto de Rio Grande (através da BR 392) e à fronteira com o Uruguai. A duplicação da BR-116 visa o escoamento da produção até o Porto de Rio Grande e a distribuição de produtos e bens que ingressam pelo Porto ou pela fronteira. Atualmente, as obras de duplicação encontram-se executadas em 50-60 % e parcialmente paralisadas (cada trecho/lote tem uma situação diferente). Este trabalho dedicou-se ao mapeamento geotécnico dos condicionantes de ruptura dos taludes de cortes rodoviários da BR-116, entre os municípios de São Lourenço do Sul e Barra do Ribeiro (RS). A investigação ocorreu por meio da análise dos taludes em campo, estudando as relações geológicas e pedológicas que condicionam as instabilidades situadas ao longo do trecho entre os quilômetros 332 e 477. O mapeamento geotécnico executado incluiu o levantamento da localização geográfica (coordenadas geográficas, e km da rodovia) de todos os cortes de estrada (taludes) existentes no trecho escolhido, bem como o levantamento fotográfico e a coleta de dados como altura, inclinação, extensão, cota altimétrica, medidas estruturais, medidas e descrição dos horizontes pedogenéticos, problemas geotécnicos, comportamento mecânico, fluxo de água superficial, nível do lençol freático, descrição geológica, descrição do nível de intemperismo e coleta de amostra para ensaios geotécnicos e difratometria de raios X Após as descrições de campo, os talude 8, 15 e 30 foram definidos como taludes representativos para análise mineralógica através de difração de raios X e caracterização dos argilo-minerais através de microscópio eletrônico de varredura. O talude 8 ainda contou com ensaios de cisalhamento direto para caracterização geomecânica do horizonte C. Esta análise permitiu definir que o principal condicionante para as rupturas de taludes na BR-116, trecho Sul, está na exposição do horizonte C, que induz diferentes tipos de processos erosivos sobre o mesmo. As investigações mostraram que a exposição do horizonte C faz com que a água da chuva aja na erosão direta do sopé do talude, ou na formação de canaletas e piping pela remoção de finos, os quais evoluem para bossorocas. As estruturas geológicas reliquiares preenchidas por caulinita também incrementam os processos erosivos, pela retirada da base estrutural de todo o corte. Assim, os horizontes A e B e a vegetação logo acima perdem sustentação e a gravidade determina o rompimento do talude em escorregamentos rotacionais. A continuidade dos eventos pluviométricos e, portanto, dos processos erosivos induzem novas rupturas em alguns taludes, ou na erosão direta do material escorregado para a base do talude, removendo material para as drenagens adjacentes. / The BR-116 is one of the most important longitudinal highways in Rio Grande do Sul state (RS, Brazil). The highway has 653.8 kilometers, starting at the bridge over the Pelotas River, and extending to Jaguarão city. It is part of an important economic corridor, that connects the north of RS to the Rio Grande Harbor (through BR 392) and Uruguay border. Therefore, the importance of the highway to the economic outflow from the state. The BR-116 duplication effort is actually halfway to the end, each segment in a different situation, and is slowly going on. This work was focused on mapping the geotechnical controlling factor for road cuts slidings, that occurred between São Lourenço do Sul and Barra do Ribeiro municipalities (RS) along BR-116 highway. The geotechnical investigation was carried out through fieldworks road cut slopes analysis, which included geology and pedology slopes characterization along the 332 and 477 kilometer of the BR-116 highway. The geotechnical field mapping procedures include recording and analyzing the geographic location (geodetic coordinates, and altimeter), photographic survey, and mainly the height, inclination, extension, structural features measurements, measure and description of pedogenetic horizons, geotechnical problems, mechanical behavior, surface water flow, groundwater level, geological description, description of weathering level and sample collection for all road cut slopes that show sliding or erosional features. The slopes numbered 8, 15 and 30 were defined as representative slopes for mineralogical analysis (X-ray diffraction and scanning electronic microscope) This analyses allowed to define that the main controlling factor for the road cut sliding along BR-116 under duplication is the exposure of the pedogenetic C horizon, since this enables different erosional processes upon it. The investigation has shown that the rainwater can acts directly on the footwall erosion, or even in the formation of channels and piping, which evolve to ravines. The relict geological structures weathered to kaolinite additionally contribute to the erosion processes. In such a scenario, the decreasing structural support due to C horizon erosion enable gravity to act upon pedogenetic A and B horizons, as well as on the vegetation cover just above, and cause rotational sliping on the road cut slopes. The subsequent pluviometric events contribute to additional direct erosion on slope footwall, to material removal to adjacent drainage channels, and, consequently, to repeated sliping in some slopes.

O avanço da tecnologia da informação e da aplicação de computadores na indústria de mineração permitiu a automatização de várias atividades da cadeia de valor mineral (CVM). As atividades da cadeia de valor mineral podem ser divididas em atividades de suporte e em atividades primárias. Os sistemas ERP (Enterprise and Resource Planning) têm fornecido por muitos anos a plataforma para a integração eficiente das atividades de suporte da mineração. No entanto, apesar dos avanços obtidos com a aplicação dos computadores em nichos técnicos específicos, não se conseguiu até o presente momento, integrar efetivamente as atividades primárias da cadeia de valor mineral. As principais razões para isto, são tanto as incertezas existentes no processo produtivo, que diferentemente de outros setores industriais são intrínsecas ao negócio da mineração, quanto as dificuldades para se medir e gerenciar convenientemente os indicadores chave de desempenho (KPIs-Key Performance Indicators), relevantes à cadeia de valor mineral. A medição e controle dos KPIs é fundamental para a quantificação dos eventuais benefícios da aplicação de tecnologia e do potencial de retorno do investimento em recursos humanos e financeiros, necessários à integração das atividades primárias da cadeia de valor mineral. Esta tese não se propõe a integrar a cadeia de valor mineral, mas a demonstrar como a integração da atividade geotécnica da CVM gera benefícios tangíveis, que permitem antever os benefícios de sua completa integração e assim a tese avança a um ponto do controle geotécnico que é o monitoramento da estabilidade de taludes em minas em operação, para demonstrar que a aplicação de metodologias de monitoramento e controle adequadas, impactam positivamente nos KPIs e consequentemente nas atividades da cadeia de valor mineral, relacionadas a eles. O objetivo desta tese é também o de comprovar a importância do monitoramento eficaz dos KPIs para a integração das atividades geotécnicas da cadeia de valor mineral exemplificando seu impacto na eficiência, qualidade e economicidade dos processos envolvidos e assim, comprovar a eficaz possibilidade de integração destas atividades da cadeia de valor mineral e a possibilidade de extrapolação da integração para o restante da mesma. Neste sentido o trabalho desenvolve-se primeiramente no intuito de determinar os principais KPIs controlados em algumas das mais importantes empresas de mineração brasileiras. Pela correta identificação das métricas e do contexto gerencial em que estes estão inseridos é possível demonstrar a importância e o impacto de seu mapeamento e medição para a gestão efetiva do negócio da mineração. Uma nova tecnologia de monitoramento de taludes que faz uso de equipamentos de radar imageadores é apresentada e explicada, assim como vários exemplos de sua utilização ao redor do mundo são descritos, ressaltando-se os resultados obtidos e sua influência na medição e gerenciamento dos KPIs envolvidos. Finalmente, uma nova metodologia escalonada e com pontos de decisão é proposta para a integração da cadeia de valor mineral e aplicada a dois projetos desenvolvidos pelo autor, que são apresentados e discutidos para demonstrar e comprovar os benefícios econômicos advindos de sua aplicação. Para esses projetos, o autor planejou e executou a coleta de dados, procedeu a suas análises, avaliou seus impactos econômicos e comprovou a relevância do estudo realizado. / The advance of information technology and computer application to the mining industry has allowed the automation of several activities of the mineral value chain (MVC). The activities of the mineral value chain can be divided in support and primarily activities. ERP (Enterprise and Resource Planning) systems have provided, for many years, the platform for the efficient integration of the support activities in mining. Despite all the advance gathered with the application of computers to specific technical niches, the effective integration of the primarily activities of the mineral value chain has not been obtained to date. The main reasons for this fact are the uncertainties existent in the production process that differently from other industrial sectors, are intrinsic to the mining business, as well as the difficulties to measure and manage the key performance indicators (KPIs) that are relevant to the mineral value chain. The measurement and control of KPIs is fundamental for quantifying the eventual benefits of the application of technology and the potential for the return of the investments in human and financial resources, needed to integrate the primarily activities of the mineral value chain. This thesis is not aimed at integrating the mineral value chain, but to demonstrate how the integration of the geotechnical activity of the MVC generates tangible benefits that allow foreseeing the benefits of its complete integration, so this thesis reaches a point of the geotechnical control that is the slope stability monitoring of operational mines, in order to demonstrate that the application of adequate methodologies of monitoring and control, impact positively on the KPIs and consequently on the activities of the mineral value chain related to them. The objective of this thesis is also to prove the importance of the effective monitoring of KPIs for the integration of the geotechnical activities of the mineral value chain and its impact in the efficiency, quality and economics of the processes involved, in order to prove the effective possibility of the integration of this activity of the mineral value chain thus demonstrating the possibility to extrapolate the integration results to the remaining chain inter-activities. In this sense, the work is developed primarily with the aim of determining the main KPIs that are controlled in some of the most important Brazilian mining companies. Through the correct identification of the metrics and management context in which they are inserted, it is possible to demonstrate the importance and impact of their mapping and measurement for the effective management of the mining business. A new technology for slope monitoring that uses imaging radar equipment is presented and explained as well as several examples of its utilization around the world are described, emphasizing the results obtained and their influence for the measurement and management of the involved KPIs. Finally, a new staggered methodology, with decision points is proposed for the integration of the mineral value chain and applied to two projects developed by the author, which are presented and discussed in order to demonstrate and to prove the economic benefits obtained from its application. For these projects, the author planned and executed the data collection, data analysis, economic assessment and proved the relevance of the work performed.