[en] IMPLEMENTATION OF THE CASM CONSTITUTIVE MODEL AND ITS APPLICATION IN STRESS-STRAIN ANALYSIS FOR SAFETY FACTOR EVALUATION

[pt] IMPLEMENTAÇÃO DO MODELO CONSTITUTIVO CASM E SUA APLICAÇÃO EM ANÁLISE TENSÃO-DEFORMAÇÃO PARA AVALIAÇÃO DO FATOR DE SEGURANÇA

[pt] MATHEUS NAZARETH MARTINS

[pt] MODELAGEM NUMERICA

[pt] CASM

[pt] MODELO CONSTITUTIVO

[pt] FATOR DE SEGURANCA

[en] NUMERICAL MODELING

[en] CASM

[en] CONSTITUTIVE MODELS

[en] SAFETY FACTOR

[pt] Os desastres de Mariana, em 2015, e Brumadinho, em 2019, evidenciaram que barragens de rejeitos de mineração são estruturas geotécnicas complexas. Compostas por lentes arenosas e argilosas em seu interior, devido ao processo de disposição, essas estruturas apresentam desafios na modelagem de seu comportamento. Neste contexto, este estudo tem por objetivo apresentar a formulação e implementar o modelo constitutivo CASM (Clay and Sand Model) no software de elementos finitos PLAXIS 2D. O modelo constitutivo CASM, modelo unificado para argila e areia, permite a modelagem dos materiais sob condições drenadas e não drenadas. A implementação do modelo é validada comparando trajetórias de ensaios triaxiais com os resultados disponíveis na literatura. Para avaliar uma estrutura geotécnica mais complexa foi realizada a comparação dos modelos constitutivos CASM e HS para a construção de uma barragem de rejeitos alteada a montante. Como objetivo adicional, o estudo visa determinar o fator de segurança por meio de análise de tensão-deformação. Usando como fonte de inspiração o método de Sarma, é proposta uma metodologia para avaliação do fator de segurança adotando aceleração horizontal pseudo-estática e parâmetros modificados do CASM. Os resultados obtidos mostram uma aproximação polinomial satisfatória para o talude analisado.

[en] The Mariana disasters in 2015 and Brumadinho in 2019 highlighted that mining tailings dams are complex geotechnical structures. Composed of sandy and clayey lenses within, due to the deposition process, these structures present challenges in modelling their behaviour. In this context, this study aims to present the formulation and implementation of the CASM (Clay and Sand Model) constitutive model in the finite element software PLAXIS 2D. The CASM constitutive model, a unified model for clay and sand, allows the modelling of materials under drained and undrained conditions. The model implementation is validated by comparing triaxial test paths with results available in the literature. To evaluate a more complex geotechnical structure, a comparison of the CASM and HS constitutive models was carried out for the construction of a tailings dam raised upstream. As an additional objective, the study aims to determine the safety factor through stress-strain analysis. Using Sarma s method as inspiration, a methodology is proposed for evaluating the safety factor by adopting pseudo-static horizontal acceleration and modified CASM parameters. The results obtained show a satisfactory polynomial approximation for the researched slope.

ALESSANDRO CIRONE

EURIPEDES DO AMARAL VARGAS JUNIOR

ALESSANDRO CIRONE

FERNANDO EDUARDO RODRIGUES MARQUES

2025-10-06

2024-09-13

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=73366@1

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.73366