Calibração e comparação de modelos constitutivos baseados na Teoria do Estado Crítico para rejeito de minério de ferro.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Billington, Danielle Lima da Silva
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
dARK ID: ark:/61566/001300000fksd
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Geomecânica
Geotecnia
Minério de ferro
Resistência dos materiais - modelos constitutivos
Rejeitos - metalurgia
Link de acesso: https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/19026
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Calibração e comparação de modelos constitutivos baseados na Teoria do Estado Crítico para rejeito de minério de ferro.GeomecânicaGeotecniaMinério de ferroResistência dos materiais - modelos constitutivosRejeitos - metalurgiaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.O fenômeno da liquefação é considerado uma das principais preocupações em relação às estruturas de armazenamento de rejeitos. A avaliação sobre o potencial de liquefação dos rejeitos de mineração é considerada essencial para entender o comportamento dos rejeitos e da estrutura em si. Modelos constitutivos avançados, baseados na Mecânica dos Solos do Estado Crítico (MSEC), vem sendo utilizados recentemente para representar o comportamento mecânico dos solos, inclusive de rejeitos de mineração susceptíveis ao fenômeno da liquefação estática. O presente trabalho compreende a caracterização geotécnica, a calibração e análise comparativa dos modelos NorSand e CASM, aplicados a ensaios de compressão triaxial convencionais utilizando-se do software PLAXIS Soil Test e da implementação em VBA do NorSand desenvolvido por Jefferies e Been. Observou-se que, em termos do processo de determinação dos parâmetros do CASM e do NorSand, os esforços podem ser considerados equivalentes, já que ambos exigem poucos ensaios especiais de laboratório (triaxial, oedométrico e bender elements). No entanto, o NorSand exigiu mais esforço do que o CASM quando foram necessárias calibrações adicionais, uma vez que as faixas de valores utilizadas para os parâmetros H0 e H são mais amplas do que as usadas para os parâmetros n e r do CASM. Com relação a aderência, ambos os modelos capturaram qualitativa e quantitativamente a geração de excesso de poropressão nos ensaios triaxiais do tipo CIU, embora o CASM tenha capturado melhor a não linearidade das trajetórias de tensões efetivas com relação aos dados experimentais do que o NorSand. A exceção foi quando houve transformação de fase, pois a versão utilizada do CASM não incorpora esse tipo de comportamento; no entanto, ele foi bem previsto pelo NorSand. Observou-se que o CASM apresentou uma tendência de deformações volumétricas maiores do que as correspondentes obtidas nos ensaios triaxiais drenados, nos quais o NorSand capturou bem esse comportamento. Portanto, para os dados de rejeitos de minério de ferro usados nesta pesquisa e com base na comparação entre os modelos, tanto para as condições de carregamento drenado quanto não drenado, o modelo NorSand foi o que melhor representou o comportamento dos rejeitos.The liquefaction phenomenon is considered one of the main concerns regarding tailings storage facilities (TSFs). Research into the liquefaction potential is deemed essential to understanding the behavior of tailings. Advanced constitutive models, such as NorSand and CASM, based on Critical State Soil Mechanics (CSSM), have recently been used to predict the mechanical behavior of iron ore tailings susceptible to static liquefaction. The present work comprises the characterization of tailings, the calibration, and a comparative analysis of the performance of NorSand and CASM models applied to conventional triaxial compression (CTC) tests using the PLAXIS Soil Test and the NorSand implementation in VBA by Jefferies and Been. It was observed that in terms of the process for determining the parameters of CASM and NorSand, the efforts could be considered equivalent as they require a few laboratory tests (triaxial, oedometer, and bender element tests). However, NorSand needed more effort than CASM when additional calibrations were necessary since the ranges of values for the H0 and H parameters are wider than the ranges used for the n and r parameters from CASM. Regarding the predicting aspect of the NorSand and CASM, both models captured qualitatively and quantitatively the excess pore pressure generation in the CIU triaxial tests. However, the CASM better captured the non-linearity of the effective stress paths from the experimental data than the NorSand. The exception to this was when there was a phase transformation because the version of the CASM does not incorporate this type of behavior, however, it was well predicted by the NorSand. It was observed that CASM presented a tendency of higher volumetric strains than the corresponding ones obtained in the drained triaxial tests in which NorSand well captured this behavior. Therefore, for the iron ore tailings data used in this research and based on the comparison between the models, both for the drained and undrained loading conditions, the NorSand model best represented the behavior of the tailings.Jaques, Daniel SilvaNinanya, HugoJaques, Daniel SilvaFerreira, Lucas DeleonSieira, Ana Cristina Castro FontenlaBillington, Danielle Lima da Silva2024-11-19T19:09:37Z2024-11-19T19:09:37Z2024info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBILLINGTON, Danielle Lima da Silva. Calibração e comparação de modelos constitutivos baseados na Teoria do Estado Crítico para rejeito de minério de ferro. 2024. 163 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mineral) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2024.https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/19026ark:/61566/001300000fksdAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United Stateshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 14/11/2024 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. 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