Rejeitos advindos do processamento de minérios de ferro e ouro em operações de mineração no Brasil normalmente são compostos por partículas de areia e dominantemente areno siltoso. Devido à dificuldade em obter amostras totalmente imperturbadas, a caracterização geotécnica desses rejeitos baseia-se principalmente em ensaios piezocones e ensaios de laboratório em amostras moldadas em diferentes estados de densificação condizentes aqueles verificados in situ a partir da série de CPTu’s.
Avaliou-se o potencial a liquefação de quatro rejeitos brasileiros, o comportamento tensão-deformação e a trajetória de tensões, à luz da metodologia do Estado Crítico (Jefferies & Been, 2016) e da abordagem empírica (Robertson, 2010 , 2012, 2016, 2018).
A linha de estado crítico (CSL) foi determinada através de ensaios triaxiais convencionais não drenados isotropicamente consolidados (CIU) e triaxiais drenados isotropicamente consolidados (CID) partindo tanto do estado fofa, quanto do estado denso. O parâmetro de estado medido em campo através dos ensaios de piezocone foi considerado para a definição de um programa mais abrangente de ensaios de laboratório. As linhas de estado crítico obtidas para cada rejeito são apresentadas na Figura 1.
Para se obter sucesso na definição das LEC’s, foi fundamental o acompanhamento dos ensaios pela equipe da BVP durante toda a fase de execução da campanha, quando foram avaliados a preparação dos corpos de prova (método de compactação úmida) e o processo de saturação (executado cuidadosamente por percolação, sob gradientes hidráulicos muito baixos na base e no topo da amostra previamente à aplicação da contrapressão até a saturação total).
No gráfico da Figura 2 é possível verificar a diferença dos ensaios triaxiais realizados considerando os cuidados mencionados acima – os quais mostraram melhor ajuste à LEC – e aqueles executados de forma convencional, sem as referidos ponderações.
Além da LEC, foi definida a linha de instabilidade (IL) a partir das trajetórias de tensão de amostras densificadas a 10-15% abaixo do índice de vazios máximo, isto é, em estado muito fofo, e que apresentaram excesso de poro-pressão expressivo durante a fase de cisalhamento.
A LI representa a máxima resistência ao cisalhamento suportada pelo rejeito na condição não-drenada de uma amostra fofa. Na prática, o Fator de Segurança buscado em relação à envoltória LI constitui uma reserva de resistência em relação aos ´gatilhos’ associados a incrementos de carregamento não-drenado de previsão extremamente imprecisa, a priori.
Nos gráficos da Figura 3, as retas em vermelho representam a Linha de Instabilidade obtida para cada um dos rejeitos. O limite superior, em azul, representa por sua vez a Envoltória do Estado Crítico.
Dessa forma, verifica-se que a metodologia de avaliação utilizada pela BVP Engenharia para estudos relacionados à rejeitos de mineração, permite o desenvolvimento de projetos mais seguros e realistas, subsidiados por uma abordagem mais abrangente para a determinação do comportamento não drenado e correlação com os parâmetros de resistência, assim como o estabelecimento dos limites de segurança necessários em cada caso.