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Título: Estudo da consolidação de solos siltosos jovens
Autor: Costa, Liliana Soraia Pinto da
Orientador: Raposo, Nuno Pereira
Palavras-chave: Solos siltosos jovens
Rejeitados
Consolidação
Modelação numérica
Data de Defesa: 6-Nov-2014
Resumo: A extração de minerais e metais de minas gera um elevado volume de lamas que apresentam uma quantidade muito signigicativa de material siltoso, conhecidas por rejeitados. Devido ao facto de se usarem produtos químicos no processo de extração, o armazenamento dos rejeitados é um desafio com vista a minimizar os problemas ambientais e que é afetado pela consolidação lenta que estes exibem após a deposição. Depois de depositados os rejeitados passam por três fases: sedimentação e consolidação devido ao peso próprio, secagem e consolidação por deposição de novas camadas sobre as já existentes. A consolidação é o mecanismo que mais contribui para a densificação final do local de armazenamento dos rejeitados enquanto as duas fases anteriores são também importantes uma vez que a densidade inicial dos rejeitados vai definir o seu comportamento a longo prazo. De forma a caracterizar o comportamento dos rejeitados em especial nos aspetos relacionados com a consolidação, procedeu-se à realização de ensaios experimentais de caracterização e ensaios edométricos sobre amostras indeformadas recolhidas in situ. Depois, foi realizada a deposição deste tipo de solos em colunas, fazendo variar a quantidade de partículas sólidas, para estudar a sua influência na primeira fase de densificação do material. Posteriormente, foram realizados ensaios edométricos no respetivo solo sedimentado das colunas, com o objetivo de estudar a influência da quantidade de partículas sólidas na evolução da consolidação. Em complemento, realizaram-se ensaios para a determinação da curva e limite de retração, assim como o estudo da variação do índice de vazios em altura nas colunas e a ocorrência ou não de segregação das partículas durante a sedimentação. Realizou-se, também, um ensaio em que se efetuaram carregamentos dentro da própria coluna de sedimentação. Esse ensaio foi posteriormente modelado numericamente no software PLAXIS. Por fim, foi criado um modelo numérico de larga escala com o objetivo de extrapolar os resultados obtidos nas colunas de sedimentação e consolidação, tentando prever a evolução de um depósito de rejeitados.
ABSTRACT: The extraction of minerals and metals from mines generates an high volume of slurries that have a very significant amount of silty material, known as tailings. Because of the use of chemicals in the extraction process, the storage of the tailings is a challenge in order to minimize environmental problems, which is affected by the slow consolidation that they exhibit after deposition. After deposition the tailings passes through three phases: sedimentation-self weight consolidation, drying and consolidation due to the deposition of new layers over the existing ones. Consolidation is the mechanism that more contributes to the final density of the impoundment, but the previous two phases are also important since the inicial density of the tailings will define they long-term behavior. In order to characterize the behavior of the tailings especially in aspects related to consolidation, index and oedometer tests were performed on undisturbed samples collected on the field. Afterwards, the tailings were deposited inside columns, with varying quantity of solid particles, to study its influence on the first stage of densification. Then, oedometer tests where performed in the settled soil in the bottom of the columns, with the purpose of studying the influence of the amount of solid particles in the evolution of the consolidation. In addition, the shrinkage curve and the shrinkage limit was determined. The columns were used to determine the variation of the void ratio along their height and to verify the existence of segregation during sedimentation. In another test, loads were applied inside the column itself. This test was then simulated in a finite element model code named PLAXIS. At last, a numerical model was created, in order to extrapolate the results obtained in sedimentation and consolidation columns, trying to predict the evolution of the tailings.
URI: http://hdl.handle.net/10400.19/2515
Designação: Mestrado em Engenharia de Construção e Reabilitação
Aparece nas colecções:ESTGV - DEC - Dissertações de mestrado (após aprovadas pelo júri)

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