Avaliação de parâmetros de resistência ao cisalhamento de rejeito de mineração de ferro através de ensaios de campo.

Abstract

Este trabalho apresenta uma análise detalhada dos parâmetros de resistência ao cisalhamento de rejeitos de mineração de ferro, com base em ensaios de campo do tipo Cone Penetration Test (CPTu). O estudo abrangeu rejeitos de mineração de ferro, provenientes de barragens localizadas no Quadrilátero Ferrífero em Minas Gerais, Brasil, uma das principais regiões de mineração no país, visando compreender o comportamento geotécnico dos rejeitos, um fator crítico para a segurança de barragens.Dados como resistência de ponta, atrito lateral e poropressão foram coletados, permitindo a estimativa de parâmetros de resistência através de três diferentes metodologias propostas pela literatura, baseadas em resultados do ensaio CPTu. Esses resultados foram comparados com parâmetros obtidos em ensaios laboratoriais disponíveis na literatura, além de resultados de ensaios de cisalhamento direto realizados em amostras com três diferentes índices de vazios, 0,78, 0,85 e 0,90. Os valores de ângulo de atrito encontrado com as literaturas variaram entre 28° e 37°, dependendo da metodologia aplicada e das condições de ensaio, alinhando-se aos intervalos relatados na literatura. A coesão resultou em 0 kPa, consistente com estudos prévios.A metodologia de Kulhawy e Mayne (1990) destacou-se como a mais confiável para a interpretação dos dados de CPTu em rejeitos de mineração, reforçando sua aplicabilidade prática. A comparação entre os resultados deste trabalho e os encontrados na literatura mostrou uma boa concordância, indicando que as práticas adotadas podem ser utilizadas com segurança e eficiência em estudos semelhantes. O estudo contribui para o desenvolvimento de práticas mais seguras e eficientes no manejo de rejeitos de mineração, promovendo a integridade estrutural de barragens e minimizando os riscos associados a essas operações.

This study presents a detailed analysis of the shear strength parameters of iron mining tailings, based on Cone Penetration Test (CPTu) field tests. The research focused on iron mining tailings from dams located in the Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, Brazil—one of the country's most significant mining regions—aiming to understand the geotechnical behavior of these materials, a critical factor for dam safety.Data such as tip resistance, sleeve friction, and pore pressure were collected, enabling the estimation of shear strength parameters using three different methodologies proposed in the literature based on CPTu results. These estimates were compared with parameters obtained from laboratory tests and direct shear tests conducted on samples with void ratios of 0.78, 0.85, and 0.90. The friction angle values ranged from 28° to 37°, depending on the methodology and testing conditions, aligning with ranges reported in the literature. Cohesion values resulted in 0 kPa, consistent with previous studies. Kulhawy and Mayne’s (1990) methodology proved to be the most reliable for interpreting CPTu data in mining tailings, reinforcing its practical applicability. The comparison between the results of this study and those found in the literature demonstrated good agreement, indicating that the adopted practices can be safely and efficiently applied in similar studies. This research contributes to the development of safer and more effective practices in the management of mining tailings, enhancing the structural integrity of dams and reducing the risks associated with these operations.