Modelagem numérica de pilha de rejeito filtrado reforçada com geogrelha.

Abstract

Os rejeitos filtrados possuem alto teor de sólidos, o que possibilita sua disposição por meio de processo de compactação e empilhamento, caracterizando tais estruturas com fechamento progressivo, com menor potencial de risco e menores impactos ambientais, quando comparadas aos aterros hidráulicos. É possível ainda que as pilhas de rejeitos sejam reforçadas com geogrelhas para a melhoria das condições de estabilidade e aumento da capacidade de disposição. Este estudo procurou identificar a melhor solução de reforço com geogrelha para uma pilha de rejeitos filtrados de lavagem de bauxita através de análises numéricas no software de MEF Plaxis 2D. Foram feitas comparações entre o projeto de uma pilha sem reforço e projetos desta mesma pilha com diferentes propostas de reforços (geogrelhas na fundação e/ou nos taludes da pilha), totalizando 51 configurações diferentes. A pilha foi dividida em zona externa (estrutural) e zona interna (não estrutural). Para as análises elastoplásticas e cálculo de Fator de Segurança (FS), foi feita uma calibração para o modelo constitutivo do rejeito filtrado para as zonas externa e interna. Os critérios para a identificação da melhor solução de reforço para a pilha foram: a garantia de estabilidade externa baseada em FS superiores a 1,5 e a garantia de estabilidade interna a partir do dimensionamento do reforço de acordo com a tração máxima da geogrelha. Dentre os modelos testados, o Hardening Soil representou melhor a tendência do comportamento tensão-deformação do rejeito filtrado. A pilha sem reforço apresentou FS satisfatório até 18m de altura na zona externa e 12m na zona interna. Por fim, foi feita uma análise simplificada de custo-benefício das configurações que atenderam a estes quesitos. Dentre as simulações realizadas, a melhor solução identificada foi dimensionada com geogrelhas de resistência nominal à tração igual a 1600 kN/m, com espaçamentos verticais uniformes iguais a 1,00m. O reforço da pilha influenciou diretamente nos deslocamentos horizontais e verticais da estrutura. O reforço apenas na fundação apresentou os menores deslocamentos verticais e horizontais. Os resultados apresentados não devem ser interpretados como uma recomendação de projeto, mas sim como uma avaliação de algumas variáveis de projeto e cada caso deve ser analisado individualmente.