A presente pesquisa faz uma avaliação da influenciado regime de fluxo na estabilidade de uma barragem construída pela disposição hidráulica de rejeitos. Usualmente, essas estruturas são avaliadas com modelos de equilíbrio limite adotando-se, de modo simplificado, uma superfície freática em um regime hidrostático. No entanto, em casos em que a condutividade hidráulica da fundação ou de camadas na base do aterro é relevante em relação à dos rejeitos, o fluxo se torna verticalizado e o gradiente significativo, portanto, a premissa de regime hidrostático se torna não válida. Com o objetivo de avaliar a influência desses fatores, foram realizadas análises numéricas, simulando condições de fluxo e seus reflexos nos fatores de segurança. Ademais, foi desenvolvida uma extensa análise de dados e cálculos no estudo de caso de uma barragem, com expectativa de ampliar a vida útil de uma Planta de beneficiamento de minério de ferro. Ao se incorporar a real distribuição de pressões neutras, medidas na barragem, concluiu-se que o seu Fator de Segurança era cerca de 20% maior do que o obtido em cálculos simplificados, que desconsideram o regime de fluxo descendente, admitido, por hipótese, na barragem em estudo. Alguns comentários quanto à segurança à liquefação foram feitos, exceto a liquefação dinâmica, que foge do escopo desse trabalho. / The present research evaluates the influence of the foundations permeability in the scheme of flow and in the stability of a dam built through the hydraulic tailings disposal. Usually, these structures are evaluated with models of equilibrium limit, considering, in a simplified way, a phreatic surface in a hydrostatic scheme. However, in cases in which the foundations hydraulic conductivity is relevant when related to the tailings, the flow becomes verticalized and the gradient becomes significant. Therefore, the hydrostatic scheme premise becomes not valid. With the purpose of evaluating the influence of these factors, numerical analysis were made, simulating flow conditions and their influence in the factor of safety. Moreover, an extensive data and calculations analysis was developed in the case study of a dam, with the expectation of increasing the lifetime of an ore mining beneficiation plan. When incorporating the actual distribution of porepressure, measured at the dam, it was concluded that the safety factor of the dam was about 20% higher than that obtained for simplified calculations, that disregard the downward flow regime, admitted in the dam under study. Some comments about the safety of liquefaction were made, except the dynamic liquefaction, beyond the scope of this work.

Esta pesquisa apresenta uma ampliação da investigação da capacidade de um modelo constitutivo hipoplástico de representar o comportamento tensão-deformação dos solos. Os modelos hipoplásticos apresentam características que os toram mais adequados, em muitas situações, a fornecer respostas mais realistas que os modelos baseados na elastoplasticidade clássica, que são os mais utilizados na prática da engenharia atual. O trabalho então consistiu da simulação, através de um equacionamento hipoplástico, de ensaios triaxiais drenados realizados em solos e trajetórias de tensão aos quais o modelo em estudo ainda não havia sido aplicado, tais como em corpos de prova adensados anisotropicamente e em trajetórias com decréscimos da tensão desviadora, bem como da comparação entre a resposta do modelo e os respectivos resultados desses ensaios. Em termos qualitativos, os resultados obtidos nesse confronto são bons em todas as situações estudadas. Quantitativamente, são bons na maioria das situações e razoavelmente bons em outras. / This research presents an extension of the investigation of the capacity of a hypoplastic constitutive model to represent the stress-strain behavior of soils. Hipoplastic models have characteristics that make them more suitable, in many situations, to provide more realistic answers than models based on classical elastoplasticity, which are most often used in engineering practice today. The work then consisted in the simulation, through a hypoplastic equation, of drained triaxial tests performed on soils and stress paths to which the model had not been applied yet, such as anisotropically consolidated specimens and paths with decreasing deviatoric stress as well as in the comparison between the response of the model and the results of those tests. The results obtained in this comparison are qualitatively good in all the situations studied. Quantitatively, they are good in most situations and reasonably in the others.

Foi desenvolvido um estudo experimental da percolação de soluções químicas iônicas em colunas de solos compactados, visando a utilização de materiais geológicos inconsolidados como liners. Este trabalho iniciou com a revisão dos métodos e materiais existentes na literatura internacional e, com base nisso, necessariamente foi projetado e desenvolvido um sistema de equipamentos para a realização dos ensaios a bom termo, o que passou a ser o objetivo primordial desta tese. A partir de então, foram escolhidos os materiais geológicos e as soluções químicas percoladoras, foram preparadas as colunas de solo, e iniciaram-se os ensaios de percolação com o intuito de testar o equipamento. De posse dos resultados, foram realizadas as análises e as respectivas considerações. O sistema de equipamentos, constituído basicamente de um distribuidor (composto por painel de controle, distribuidor de ar e reservatórios de influentes) que impulsiona a solução para ser percolada nos corpos-de-prova e de um conjunto de células de percolação, foi testado ininterruptamente durante um ano. Alguns aspectos inovadores refletiram na continuidade dos ensaios, na confiabilidade dos resultados, e no número possível de amostras de serem processadas simultaneamente. Seu custo e facilidade de construção permite que seja reproduzido em qualquer centro de pesquisa. Ficou comprovada a plena eficiência mecânica e hidráulica desse sistema de equipamentos para os ensaios de percolação em colunas de solo compactado. Os corpos-de-prova foram elaborados com misturas de solos residuais arenosos e argilosos, provenientes dos arenitos da Formação Botucatu (J-K) e dos basaltos da Formação Serra Geral (J-K), respectivamente. Neles foram percoladas soluções aquosas de cloretos de potássio e de cobre, em três diferentes concentrações. Durante o desenvolvimento dos ensaios, confirmou-se a necessidade de maior rigidez com os cuidados operacionais básicos e detalhados como o controle de temperatura, pH, Eh, entre outros. Foram produz idas curvas de permeabilidade, pH, condutividade elétrica para as fases de saturação e percolação, bem como outras curvas de correlação entre diferentes parâmetros, curvas de chegada, resultados do fator de retardamento, do coeficiente de dispersão hidrodinâmica e coeficiente de distribuição. / An experimental study on the percolation of ionic chemical solutions through compacted soil columns, aiming at the use of soils as liners, has been developed. The work originated from the review of the methods and the materials existing in the international bibliography. Grounded on this, an equipment system was built in order to carry out the tests properly, and this turned out to be the main target of this thesis. From then on, both the soils and the percolating chemical solutions were sorted out, the soil columns were prepared, and the percolation tests with the purpose of assessing and gauging the equipment were conducted. Based upon the results obtained, the analysis and their respective consideration were performed. The equipment system, basically composed of a distributor - which is its turn is consisted of a control panel, air distributor and inflow reservoirs - that pushes the solution to be percolated through the soil columns, and of a set of percolation cells, was continuously tested during a whole year. Some innovating aspects made possible the continuity of the tests, the reliability of the results, and the possible number of samples that could be simultaneously processed. Its low cost and constructive ease enables it to be reproduced within any research centre. Its complete mechanical and hydraulic efficacy in testing percolation through soil columns has been corroborated. The soil columns were made with two different mixtures of tropical residual soils: a sandy soil coming from the Botucatu Formation (J-K) and a clayey soil coming from Serra Geral Formation (J-K). Three different concentrations of potassium chloride and copper chloride solutions were percolated into such columns. During the development of the tests, the need of a stronger severity as for the detailed, basic operational care such as controlling temperature, pH and Eh, among others, has been confirmed. Permeability, pH and electric conductivity graphs for both the phases of saturation and percolation as well as other correlation curves between different parameters and breakthrough curves were plotted, and the retardation factor, the hydrodynamic dispersion coefficient and the distribution coefficient were calculated.

O trabalho faz uma análise da técnica de desaguamento de lodo e sedimentos dragados (contaminados ou não), por meio de tubos de geotêxtil, através da abordagem de suas características mais relevantes, apresentando exemplos de aplicação e avaliando o processo de desaguamento face às solicitações mecânicas e hidráulicas às quais todo o sistema está submetido. Este estudo é justificado pelo dilema enfrentado atualmente em relação a como, onde e por quanto tempo dispor os resíduos gerados pelas atividades humanas. O desaguamento é uma etapa pela qual os resíduos e sedimentos dragados devem ser submetidos em função do grande volume apresentado e a dificuldade de serem transportados e aterrados. A técnica de desaguamento por tubos de geotêxtil vem ao encontro desta necessidade de redução do teor de umidade, mostrando, em alguns casos, um melhor desempenho em relação a técnicas convencionais ou até mesmo podendo ser aproveitada como um recurso de otimização do processo de desaguamento sem abandonar a técnica já empregada para tal fim. Esta técnica teve seu início nos anos 80 com a finalidade de empregar tubos de geotêxtil para conter material granular, a fim de criar diques para a construção de aterros hidráulicos ou para controle de erosão. A partir do mesmo princípio, experiências voltadas para a questão ambiental, na contenção de material contaminado e material dragado fino foram surgindo e, desde então, tem-se confirmado que, se dimensionados corretamente, os tubos de geotêxtil para desaguamento de materiais finos são uma alternativa viável, principalmente do ponto de vista econômico.

La presente investigación contempla el análisis y diseño de la estabilidad de talud en el Sector Sausacocha – Pallar Km. 8+000 al 9+000 Provincia de Sánchez Carrión, departamento de La Libertad, debido a los constantes deslizamientos que se producen por motivos de la erosión, movimientos sísmicos e intensas lluvias que se presentan en la zona. Se analizarán los diversos factores que intervienen en la estabilidad de talud, para esto se apoyará de las teorías de mecánica de suelos utilizando métodos no exactos para el estudio del talud. Para ello se buscará alternativas de solución para mitigar un posible deslizamiento en el futuro. Con ello se busca una infraestructura segura, adecuada y eficiente para mantener la estabilidad del talud generando un tránsito fluido y evitando pérdidas materiales y humanas de los pobladores de los sectores Sausacocha y Pallar de la provincia de Sánchez Carrión, región La Libertad. / Tesis

Este estudo foi realizado em uma clareira, um fragmento de Mata Atlântica de 4,8 hectares localizado no município de São Sebastião - SP, de propriedade da Universidade São Marcos, com o objetivo de fornecer subsídios sobre as atividades de sua recomposição vegetal, de modo que possa prevenir e/ou reduzir os riscos de escorregamentos na encosta. As metodologias disponíveis e mais adequadas para diagnóstico de áreas frágeis e com risco de escorregamento foram expressas em cartas geotécnicas. Outro aspecto metodológico que mereceu destaque refere-se à análise dos elementos (fisiográficos e antrópicos) que compõem o terreno analisado. Para a etapa de compartimentação do terreno existem duas abordagens básicas: a paramétrica e a fisiográfica. Na primeira foram feitas associações de temas representados em mapas específicos (por exemplo, mapas de relevo, geológico, geomorfológico). A abordagem fisiográfica foi avaliada quanto a suscetibilidade à ocorrência de movimentos de massa. A modelagem para o reflorestamento é o plantio heterogêneo, que consiste na prática de se plantar o conjunto de diferentes espécies numa mesma área, recriando condições, mais próximos possível da mata atual. Assim, foi realizado um levantamento fitossociológico no fragmento de entorno da clareira à fim de subsidiar a seleção de espécies para a recomposição vegetal. A seleção de espécies (50% de crescimento rápido) foi feita visando a interrupção do processo de erosão e, conseqüentemente, como medida de prevenção ao escorregamento da encosta. Com a proposta aqui realizada pretende-se ainda que, o modelo resulte como potencial de extrapolação para outras áreas de floresta ombrófila densa de encosta. / This study was carried out in an opening, a 4.8 hectares fragment of Mata Atlântica located in the municipality of São Sebastião-SP and owned by the University São Marcos, with the goal of providing subsidies about the vegetation renewal activities in such a way that the risk of hillside sliding can be avoided. The available and most appropriate methodologies for the diagnosis of fragile areas with a sliding risk were explained in the geotechnical charters. Another note-worthy methodological aspect is the analysis of the elements (physiographical and anthropic) which are part of the analyzed terrain. There are two basic approaches for the compartmentalization phase of the terrain: the parametric and the physiographic. In the first, the correspondence of topics represented in specific maps (for example, relief, geological and geomorphological maps) was made. The physiographic approach was evaluated for its susceptibility to the occurrence of mass movements. The modeling for the reforestation is heterogeneous planting, which consists in planting a set of different species in the same area, recreating conditions most like the current vegetation. Thus, a phytosociological survey was carried out in the fragment surrounding the opening in order to give subsidies for the selection of species for plant renewal. The species were selected (50% rapid growing species) with the goal of interrupting the erosion process and, as a result, as preventive measure against hillside sliding. The intention is this proposal can be has potential to be extrapolated to other dense ombrophylous forests in cliffs.

A presente pesquisa faz uma avaliação da influenciado regime de fluxo na estabilidade de uma barragem construída pela disposição hidráulica de rejeitos. Usualmente, essas estruturas são avaliadas com modelos de equilíbrio limite adotando-se, de modo simplificado, uma superfície freática em um regime hidrostático. No entanto, em casos em que a condutividade hidráulica da fundação ou de camadas na base do aterro é relevante em relação à dos rejeitos, o fluxo se torna verticalizado e o gradiente significativo, portanto, a premissa de regime hidrostático se torna não válida. Com o objetivo de avaliar a influência desses fatores, foram realizadas análises numéricas, simulando condições de fluxo e seus reflexos nos fatores de segurança. Ademais, foi desenvolvida uma extensa análise de dados e cálculos no estudo de caso de uma barragem, com expectativa de ampliar a vida útil de uma Planta de beneficiamento de minério de ferro. Ao se incorporar a real distribuição de pressões neutras, medidas na barragem, concluiu-se que o seu Fator de Segurança era cerca de 20% maior do que o obtido em cálculos simplificados, que desconsideram o regime de fluxo descendente, admitido, por hipótese, na barragem em estudo. Alguns comentários quanto à segurança à liquefação foram feitos, exceto a liquefação dinâmica, que foge do escopo desse trabalho. / The present research evaluates the influence of the foundations permeability in the scheme of flow and in the stability of a dam built through the hydraulic tailings disposal. Usually, these structures are evaluated with models of equilibrium limit, considering, in a simplified way, a phreatic surface in a hydrostatic scheme. However, in cases in which the foundations hydraulic conductivity is relevant when related to the tailings, the flow becomes verticalized and the gradient becomes significant. Therefore, the hydrostatic scheme premise becomes not valid. With the purpose of evaluating the influence of these factors, numerical analysis were made, simulating flow conditions and their influence in the factor of safety. Moreover, an extensive data and calculations analysis was developed in the case study of a dam, with the expectation of increasing the lifetime of an ore mining beneficiation plan. When incorporating the actual distribution of porepressure, measured at the dam, it was concluded that the safety factor of the dam was about 20% higher than that obtained for simplified calculations, that disregard the downward flow regime, admitted in the dam under study. Some comments about the safety of liquefaction were made, except the dynamic liquefaction, beyond the scope of this work.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Geotecnia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Geotecnia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

En el presente trabajo se describen los trabajos de campo y laboratorio correspondientes al estudio que se realizó a los bancos de material limo-arenoso y de material impermeable, para la construcción de los filtros en la cortina de la presa; así como para los núcleos impermeables de las ataguías, a partir de los resultados de campo y laboratorio. En base a los resultados obtenidos de las pruebas realizadas se podrá decidir si el material es o no aprovechable para la construcción de las estructuras mencionadas al principio.