Análise da variação da resistência não drenada em depósitos de rejeitos de bauxita através de ensaios de palheta e CPTu

Abstract

O rejeito de mineração de bauxita é um material sem valor comercial que advém do beneficiamento da mesma. A forma mais econômica de estoque deste produto é a deposição por meio de barragens, estas que conforme vão alcançando seus limites, vão sendo alteadas a fim de receber mais material vindo do processo de beneficiamento. Para o desenvolvimento de projetos seguros destas estruturas de contenção, uma das propriedades geotécnicas frequentemente avaliada é a resistência não-drenada (Su) dos rejeitos, considerando que tais materiais se encontram saturados e muitas vezes submetidos a carregamentos rápidos (resposta não drenada). A resistência não drenada pode ser obtida através de ensaios de campo como o ensaio de palheta e o CPTu. O ensaio de palheta fornece o valor de Su de forma direta, por meio da rotação de uma palheta cruciforme no interior do maciço. Entretanto, o ensaio de palheta é realizado pontualmente, não retornando um perfil contínuo de Su, o que pode torná-lo oneroso caso informações mais detalhadas forem demandadas. Neste sentido, o ensaio CPTu pode fornecer o valor de Su por meio de correlações empíricas com a resistência de ponta ao logo de toda a profundidade. Assim sendo, o objetivo do presente trabalho é comparar a resistência não drenada obtida através do ensaio de palheta com a resistência não drenada calibrada, através do fator Nkt, estimada pelo CPTu e verificar a porcentagem de erro com o intuito de avaliar a aplicabilidade do ensaio CPTu para traçar perfis contínuos de resistência não drenada. A análise dos resultados demonstrou que os valores de Nkt que fornecem os valores de Su mais próximos aos obtidos pelo ensaio de palheta variam muito de ensaio para ensaio e de obra para obra, mesmo se tratando do mesmo tipo de material. Desta forma, conclui-se que especialmente em depósitos de rejeitos de mineração de bauxita, a avaliação de Su com base em ensaios CPTu e com a adoção de valores de Nkt tipicamente indicados pela literatura, deve ser realizada de forma bastante criteriosa para o uso em projetos de engenharia.

Bauxite mining waste is a material with no commercial value that comes from its processing. The most economical way of storing this product is deposition through dams, which as they reach their limits, are raised in order to receive more material from the beneficiation process. For the development of safe designs of these containment structures, one of the geotechnical properties frequently evaluated is the undrained strength (Su) of the tailings, considering that such materials are saturated and often subjected to rapid loading (undrained response). Undrained strength can be obtained through field tests such as the vane test and the CPTu. The vane test provides the value of Su directly, through the rotation of a cruciform vane inside the massif. However, the vane test is performed punctually, not returning a continuous profile of Su, which can make it expensive if more detailed information is required. In this sense, the CPTu test can provide the value of Su through empirical correlations with the tip resistance along the entire depth. In this sense, the objective of the present work is to compare the undrained strength obtained through the vane test with the calibrated undrained strength, through Nkt, estimated by the CPTu and to verify the percentage of error in order to evaluate the applicability of the CPTu test to plot continuous undrained strength profiles. The analysis of the results showed that the Nkt values that provide the Su values closest to those obtained by the vane test vary greatly from test to test and from work to work, even when dealing with the same type of material. In this way, it is concluded that, especially in bauxite mining tailings deposits, the evaluation of Su based on CPTu tests and with the adoption of Nkt values typically indicated in the literature, must be carried out very carefully for use in engineering projects.