ESTABILIDAD DE TALUDES
CONCEPTOS GENERALES DE ESTABILIDAD DE TALUDES • LA ESTABILIDAD DE UN TALUD SE DETERMINA
POR LA RELACIÓN EXISTENTE ENTRE LAS FUERZAS QUE TIENDEN A PRODUCIR LA INESTABILIDAD Y LAS FUERZAS RESISTENTES PRODUCIDAS POR LAS CARACTERÍSTICAS DEL MACIZO ROCOSO RELACIÓN ÓN ASÍ ASÍ EXPL EXPLICI ICITAD TADA A DA ORIGEN ORIGEN AL AL • LA RELACI DENOMINADO LIMITE.
PRINCIPIO
DE
EQUILIBRIO
FUERZAS PROVOCADORAS DE LA INESTABILIDAD • ESFUERZOS DEBIDO AL CAMPO TECTONICO
RESIDUAL • ACCIÓN GRAVITACIONAL • PRESENCIA DE AGUA, ETC.,
FUERZAS RESISTENTES DEL MACISO ROCOSO • COHESIÓN • FRICCIÓN DEL MATERIAL.
• LOS MÉTODOS FRECUENTEMENTE UTILIZADOS
EN EL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES EN ROCA, BUSCAN DETERMINAR EL EQUILIBRIO LIMITE ENTRE LAS ROCAS FACTIBLES DE DERRUMBAR. • SE
HAN DESARROLLDO MODELOS PARA SUPERFICIES DE FALLA QUE PLANTEAN PROCEDIMIENTOS DE ANÁLISIS PARA LA ESTABILIDAD DE BLOQUES LIMITADOS POR PLANOS DE DISCONTINUIDADES GEOLÓGICAS (FALLAS, FRACTURAS).
COLAPSO DE BANCOS DE 20 metros
Mina Chuquicamata (12 millones de toneladas)
• UNA
METODOLOGÍA DE ANÁLISIS ALTERNATIVA IMPLICA RECURRIR A LA EXPERIENCIA ACUMULADA EN DIFERENTES FAENAS MINERAS PARA OBTENER DATOS SOBRE ALTURA, ÁNGULO DE TALUD, Y SU ESTABILIDAD EN EL TIEMPO.
• LO ANTERIOR HA
PERMITIDO DESARROLLAR MODELOS DE COMPORTAMIENTO DE TALUDES EN FUNCIÓN DE SU ESTABILIDAD.
ANTECEDENTES SOBRE TALUDES DE GRAN DIMENSION • LA
INFORMACIÓN RELACIONADA CON EL ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE TALUDES EN PROFUNDIDAD ES ESCASA.
• ALGUNAS
CURVAS DE DISEÑO PERMITEN CONCLUIR PARA UN DETERMINADO FACTOR DE SEGURIDAD Y ALTURA, EL ÁNGULO DE TALUD CORRESPONDIENTE.
•
EN GENERAL ESTAS CURVAS NO ENTREGAN INFORMACIÓN PARA PROFUNDIDADES MAYORES A TRESCIENTOS METROS.
• LAS
TÉCNICAS DE EQUILIBRIO LIMITE INVARIABLEMENTE REDUCEN LA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO DE LAS ROCAS EXCAVADAS A UN FACTOR DE SEGURIDAD.
• ESTE
FACTOR SE EXPLICITA COMO EL CUOCIENTE ARITMÉTICO ENTRE LOS ESFUERZOS EN PRO DEL DESLIZAMIENTO DE LOS TALUDES Y LOS ESFUERZOS RESISTENTES INVOLUCRADOS.
• EN GENERAL, SI EL FACTOR DE SEGURIDAD ES
IGUAL O MAYOR QUE 1.0 EL TALUD ES ESTABLE, Y SI EL CUOCIENTE ES MENOR QUE 1.0 LA ROCA DE DICHO TALUD ES INESTABLE.
ESTABILIDAD DE TALUDES DESCOHESIVOS T = W sen T
N = W cos
N W
= (W/A)cos C+
tanφ
F.S. = Fuerzas Resistentes / Fuerzas Actuantes F.S. =
/ T = (C +
tan ) A W sen
F.S. = (CA + F.S. = (CA +
tan ) W sen (W/A)cos tan ) W sen
F.S. = (CA + Wcos tan ) TERRENO DESCOHESIVO (C=0) :
F.S. = Wcos tan F.S. = tan Nota: Para F.S. = 1
W sen
tan
W sen
PARA MINERÍA A CIELO ABIERTO : TALUD DE BANCO
: F.S. = 1.0 – 1.3
TALU TA LUD D EN ENTR TRE E RA RAMP MPAS AS : F. F.S. S. = 1. 1.33 – 1. 1.55 Superficie de Rotura de Talud Superficie de Rotura de Base
Superficie de Rotura de Pie
INCORPORACION DE DATOS: - LITOLOGIAS - SI SISTE STEMA MASS DE FRAC FRACTUR TURAS AS - NI NIVE VEL L FR FREA EATI TICO CO
EQUILIBRIO LIMITE DE BISHOP
Y
Centro R
x
hn n H x
N
w
T
PROCEDIMIENTO SEAN: R,
C,
PARAMETROS DEL MATERIAL
PARAMETROS DEL CIRCULO DE FALLA
• SE UBICA UBICA EL CENT CENTRO RO DEL CIRC CIRCULO ULO DE FALL FALLA A SEGÚN EJE COORDENADO • SE DIBIDE DIBIDE LA SUPER SUPERFIC FICIE IE DE FALL FALLA A EN n REBANADAS DE ALTURA hn Y ANCHO x • Wn = (hn) x ( X) x ( • Nn = (Wn) x cos( • Tn = (Wn) x sen(
F.S. =
CR
n tan
n
METODOLOGIA DE EQUILIBRIO LIMITE SOFTWARE SLIDE
FACTOR DE SEGURIDAD
ZONIFICACION DE LA ESTABILIDAD DE TALUDES PARA UNA EXCAVACION OPEN PIT
ANALISIS DE ESTRUCTURAS PARA ESTABILIDAD DE TALUDES • EN LOS MACIZOS ROCOSOS, LOS MODOS EN QUE FALLA EL MACIZO Y LA ESTABILIDAD DEL MISMO SON CONTROLADAS EN UNA GRAN MANERA POR LA INTERSECCION DE LA S DISCONTINUIDADES PRESENTES, CON LA SUPERFICIE DE EXCAVACION.
DISCONTINUIDADES AL • ESTAS INTERSECTARSE CON LAS SUPERFICIES DE EXCAVACION PUEDEN FORMAR BLOQUES QUE NO REVISTAN NINGUN PELIGRO PARA LA OPERACIÓN, PERO OTRAS CONFIGURACIONES DE BLOQUES PUEDEN SER DE REAL PELIGRO PARA LA OPERACIÓN.
CUÑAS Y BLOQUES EN CONDICION DE DESLIZAMIENTO POTENCIAL
EXCAVACION INSEGURA
CONCENTRACION DE POLOS Y PLANOS DE LAS ESTRUCTURAS PRINCIPALES
ANALISIS PROBABILISTICO DE DESLIZAMIENTO DE CUÑAS Y BLOQUES SOFTWARE SWEDGE
ZONIFICACION DE TIPOS DE FALLAMIENTOS SEGÚN LA CONDICION ESTRUCTURAL
• DE TODO LO ANTERIOR SE CONCLUYE QUE
LOS ANTECEDENTES BIBLIOGRÁFICOS AHORA DISPONIBLES PARA DIMENSIONAR O EVALUAR LA ESTABILIDAD DE TALUDES EN PROFUNDIDAD SÓLO CONSIDERAN LA TÉCNICA DE EQUILIBRIO LIMITE. • SE DEBE DESTACAR QUE ESTA METODOLOGÍA
NO PERMITE INCLUIR EN EL ANALISIS DE LA ESTABILIDAD DE UN TALUD: • LA DEFORMABILIDAD DEL TALUD Y • LOS SISTEMAS DE ESTRUCTURAS
CONDICIONES DE DEFORMACION • EN TODA OPORTUNIDAD QUE SE REALIZA UN
PROCESO DE DESCARGA, LA ROCA CONSTITUTIVA DE LOS TALUDES DEBE ACOMODARSE A UNA NUEVA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO. • LO ANTERIOR SE TRADUCE EN UNA CAPACIDAD DE DEFORMACIÓN DE DICHA ROCA. • ESTE COMPORTAMIENTO PUEDE SER EVALUADO DIRECTAMENTE CON LA REPRESENTACIÓN DEL VECTOR DESPLAZAMIENTO DEL MACIZO ROCOSO, QUE CONSTITUYE DICHOS TALUDES.
TENDENCIA AL DESPLAZAMIENTO DEL TALUD DE UNA LADERA
DESPLAZAMIENTO DE TALUDES FACE 1
FACE 2
DESPLAZAMIENTOS < 2 cm. 2 cm. < DESPLAZAMIENTOS < 6 cm. DESPLAZAMIENTOS > 6 cm:
• VARIACION DEL MODULO DE YOUNG • EL ACOMODO DE DEFORMACIÓN PODRÍA
CONFINAR ALGÚN SECTOR, POR SOBRE SU CAPACIDAD INTRINSICA, EN ESTE CASO, SE PRODUCE UN EVENTO ESPONTÁNEO SIMILAR AL ESTALLIDO DE ROCA (ROCKBURST) DE LA MINERÍA SUBTERRÁNEA. • TAMBIÉN ES LICITO DEDUCIR QUE LA ROCA
PUEDE EXPERIMENTAR UN PROCESO DE DESCONFINAMIENTO DE SU CONDICIÓN INICIAL VIRGEN, RAZÓN POR LA CUAL LOS MÓDULOS DISMINUIDOS PUEDEN ASOCIARSE A MATERIAL “SUELTO”, ES DECIR, MATERIAL QUE PROB PROBABL ABLEME EMENTE NTE EXPER EXPERIME IMENTÓ NTÓ LOS MAYORES EFECTOS DE DEFORMACIÓN
• LAS ROCAS, EXPERIMENTAN SIGNIFICATIVAS
MODIFICACIONES DE SU MÓDULO DE DEFORMACIÓN (E) CONFORME LA MAGNITUD DE LOS ESFUERZOS QUE LA CONFINAN. n
E = KPo (σ3 / Po ) E
: Modulo deformación in-situ.
σ3
: Esfuerzo confinante.
Po Kyn
: Presión atmosférica. : Constantes de la roca.
•
Donde:
(*) Form (*) Formul ula a extr extrac acta tada da de de docu docume ment nto o 'AN 'ANAL ALYS YSIS IS OF UN UNDE DERG RGRO ROUN UND D OPENINGS IN ROCK BY FINITE ELEMENT METHODS', FINAL REPORT, APRIL 1973, U.S. BUREAU OF MINES.
VARIACIÓN DEL MODULO DE DEFORMACIÓN (E)
DECREMENTO DEL MODULO INCREMENTO DEL MODULO
VARIACION DEL MODULO DE YOUNG
FACE 1
FACE 2 DECREMENTO DE MODULO MODULO SIN VARIACION INCREMENTO DE MODULO
FACTOR DE SEGURIDAD SEGÚN ESFUERZOS PRINCIPALES • UN CRITERIO DE FALLAMIENTO, UNIVERSALMENTE ACEPTADO POR LA MECANICA DE ROCAS, LO CONSTITUYE EL CRITERIO DE MOHOR.COULOMB. • FORMULA UN FACTOR DE SEGURIDAD EN FUNCION DE LOS ESFUERZOS GENERADOS EN LA ROCA, EL ANGULO DE FRICCION INTERNA Y LA COHESION
F.S. =
C x cos(
x x
max + max -
min) x sen(
min)
FACTOR DE SEGURIDAD
FACE 1
FACE 2 FACTOR DE SEGURIDAD > 1.2 1.0 < FACTOR DE SEGURIDAD < 1.2 FACTOR DE SEGURIDAD < 1.0
FACTOR DE SEGURIDAD CONDICION IN-SITU
CONDICION HUMEDA
PRODUCTIBIDAD DE TALUDES SE BASA EN EL AUMENTO DE LA PRODUCION MEDIANTE LA VERTICALIDAD DE LOS TALUDES, EN BASE A: • UTILIZACIÓN DE TECNICAS DE PRECORTE • CONTROL ESTRUCTURAL •BARRERAS DE CONTENCION • SOSTENIMIENTO OPCIONAL Y/O PUNTUAL
ESPECIFICACIONES PARA APLICACIÓN DEL SISTEMA PRECORTE
TALUD GLOVAL SUB-VERTICAL SOSTENIMIENTO OPCIONAL • PERNOS EXTENDIBLES • CABLES
BARRERAS DE CONTENCION
- SOST SOSTENI ENIMIE MIENTO NTO DE TA TALUD LUDES ES - PER PERNOS NOS O CAB CABLES LES Y CON CONCRE CRETO TO LAN LANZAD ZADO O
