Caracterização geotécnica de um rejeito clay-like do Quadrilátero Ferrífero
Authors:   , Balbino Jonathas de Brito 
Published: March 2023

A operação e manutenção de barragens de rejeitos requer o conhecimento detalhado dos rejeitos acumulados. É necessário um bom conhecimento sobre o comportamento mecânico e hidráulico, bem como seus limites aceitáveis e variações em profundidade e horizontalmente, tornando-se informações imprescindíveis para processos de reaproveitamento de água, monitoramento, operação e desenvolvimento de projetos sob o domínio das barragens de rejeito. Recentes eventos catastróficos de ruptura de barragens como a barragem de Fundão (2015), em Mariana - MG, e a Barragem I da Mina do Córrego do Feijão (2019), em Brumadinho - MG, levantaram questões que fomentaram a discussão quanto aos métodos utilizados para monitoramento, operação e segurança dessas estruturas para a disposição de rejeitos de mineração. Com isso, o entendimento das propriedades dos rejeitos relevantes para a engenharia geotécnica tornou-se fundamental para projetos de descaracterização, monitoramento e segurança das barragens. Diante do exposto, este trabalho teve como objetivo a caracterização geomecânica de um rejeito de minério de ferro do tipo clay-like localizado no Quadrilátero Ferrífero. Foram realizados os ensaios de caracterização física (granulometria, limites de Atterberg, peso específico dos sólidos, determinação da umidade natural e índice de vazios), bem como os resultados dos ensaios de compressão triaxial e cisalhamento direto simples, ambos realizados na condição drenada e não drenada e com amostras na condição fofa e compacta. As amostras de rejeito fino indicaram uma composição granulométrica de 93% de finos. Para os ensaios de compressão triaxial, as amostras de material fino indicaram valores de ângulo de atrito efetivo de 30° e intercepto coesivo efetivo de 6 kPa, enquanto para os ensaios de cisalhamento direto simples, foi encontrado um valor de 30° no estado plano de deformação. Além disso, a interpretação dos ensaios triaxiais subsidiou a determinação dos parâmetros de deformabilidade, fazendo uso do modelo constitutivo hiperbólico. Os valores para o módulo de deformabilidade e módulo volumétrico, para as amostras de rejeitos finos, foram variáveis de acordo com a tensão de confinamento, apresentando valores na faixa de 2,96 a 43,26 MPa para o módulo de deformabilidade e 0,48 a 2,25 MPa para o módulo volumétrico. O ângulo de atrito efetivo no estado crítico foi de 32° para as amostras de rejeito fino. Além da definição de diversos parâmetros de engenharia, os resultados obtidos pelos ensaios de campo (SCPTu’s e ensaios de palheta) indicaram que o material exibe comportamento contrátil e, portanto, é suscetível à liquefação. A resistência não drenada se mostrou variável com a profundidade, apresentando uma relação diretamente proporcional. A razão de resistência não drenada obtida foi de 0,33 e o material apresenta sensibilidade compatível com argilas de baixa sensibilidade. Através de correlações dos ensaios sísmicos e de penetração do CPTu, foram obtidos o módulo edométrico (M) e módulo de cisalhamento (G 0 ). O módulo edométrico médio foi de 5,31 MPa, enquanto o módulo de cisalhamento apresentou valores maiores para as correlações com a velocidade de onda cisalhante (56,79 MPa) quando comparadas com as correlações com o ensaio de penetração (33,22 MPa). Palavras-Chave: Rejeitos de barragem. Minério de ferro. Clay-like. Modelo hiperbólico. Estado crítico. Ensaios de laboratório. CPTu. SCPTu. Ensaios de palheta. Liquefação. Ensaios de campo.