0-Investigación de sitio-Modelo Geotécnico

7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico

1/33

Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 1

DISEO MINERO

Investigacin de sitioModelo geotcnico

DIPLOMA

GEO-MINERO-METALURGIA

Para Codelco

Dr. Ing. Javier VallejosOctubre 2011


2/33


Programa del curso

Da 1

Mircoles 19 de Octubre: Fundamentos del diseo minero (J. Vallejos)

Sesin 1. 8:30 10:30 hrs. Modelo geolgico y geotecnia para el diseo

Investigacin de sitio

Definiciones bsicas de ambiente geotcnico

Mapeo geolgico/geotcnicos

Construccin de modelos geotcnicos

Ejercicios

Sesin 2. 10:45 13:00 hrs. Fundamentos de mecnica de rocas

Esfuerzos en roca

Ensayos en roca

Sesin 3. 14:00 16:00 hrs. Calificacin de macizos rocosos

Resistencia roca intacta/estructuras

Efecto de escala

Mtodos de calificacin de macizos rocosos

Ejercicios

Sesin 4. 16:15 19:30 hrs. Calificacin de macizos rocosos/Aplicaciones

Mtodos de calificacin de macizos rocosos

Ejercicios


3/33


Programa del curso

Da 2

Jueves 20 de Octubre: Diseo de taludes en roca (J. Vallejos)

Sesin 1. 8:30 10:30 hrs. Falla plana

Teora de falla plana

Ejercicio: Falla plana/RocPlane

Sesin 2. 10:45 13:00 hrs. Falla por cua

Teora de falla por cua

Ejercicio: Falla por cua/Swedge

Sesin 3. 14:00 16:00 hrs. Falla circular y volcamiento

Teora falla circular/Ejercicio

Teora falla por volcamiento/Ejercicio

Sesin 4. 16:15 19:30 hrs. Actividades prcticas

Ejercicio en Dips/Slide


4/33


Modelo geotcnico

Para realizar un anlisis de estabilidad/diseominero el primer paso es caracterizar almacizo rocoso y desarrollar un modelo

geotcnico

El modelo geotcnico es una idealizacinconceptual del macizo rocoso, que permitedividirlo en dominios donde se espera que elcomportamiento sea parecido

Los parmetros que describen elcomportamiento de un dominio geotcnico

son constantes

Los bordes de un dominio geotcnico pueden

o no coincidir con contactos litolgicos

Existen varios mtodos de investigacin desitio que permiten cuantificar aspectos demacizos rocosos, especialmente endiscontinuidades, que controlan la estabilidad

de un macizo rocoso


5/33



Consideraciones generales

El propsito es desarrollar un modelo geotcnico que permitarealizar un diseo minero

Tcnicas de investigacin de sitio han sido desarrolladas pararecolectar la informacin requerida (mapeo por lneas, celdas,sondajes, etc.)

Tener en cuenta los posibles mecanismos de falla que podran

ocurrir dado las caractersticas del macizo rocoso y el tipo deexcavacin a crear. Esto debera guiar el tipo de datos a serrecolectados

En sitios nuevos es til realizar una investigacin de sitio rpida de

reconocimiento, seguido de una investigacin detallada planeadaen base a los resultados de la investigacin preliminar

Existirn diferencias entre programas de investigacin de sitio paraproyectos subterrneos y de cielo abierto


6/33Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 6


El nivel de investigacin de sitio depende de

Envergadura y naturaleza del proyecto

Etapa del proyecto

Factibilidad

caracterizacin general

Diseo

datos detallados especficos

Refinamiento a medida que el proyecto y entendimiento delcomportamiento del macizo se desarrolla

Conocimiento y experiencia con la geologa/geotecnia local

Complejidad del sitio

Nivel de riesgo




Etapa inicial

Estudio de escritorio

de datos disponibles

Visita a terreno e inspeccin visual

Informe preliminar y plan de trabajo de sitio

Etapa principal

Trabajo de terreno

Mapeo geolgico?

Tcnicas geofsicas

Pit de prueba, zanjas, sondajes?

Informe final: datos base e interpretacin

Etapa monitoreo

Monitoreo durante excavacin y construccin

COSTOS

AUMENTA

N




Posibles componentes de una investigacin de sitio

Parmetros roca intacta

Ensayos de laboratorio

Ensayos ndices

Mapeos de discontinuidades

Ensayos de corte directo en discontinuidades

Caracterizacin geolgica del sitio

Litologa

Alteracin

Mineralizacin

Estructuras mayores

Logueo

de sondajes

Coleccin de datos hidrogeolgicos/variaciones por sesin

Medicin de esfuerzos in-situ




Ensayos geofsicos, en afloramientos o sondajes

Revisin de condiciones de estabilidad, en afloramientos, datos

histricos disponibles, etc. en operaciones cercanas, de existir y si

fuera relevante

Coleccin de sismicidad histrica en la regin para estudios deriesgo ssmico

Posibles componentes de una investigacin de sitio




Ma

thewson

(1981)

Afloramiento(punto local)

Sondaje(dato lineal)

Seccin expuesta(dato dos dimensiones)



Modelo geotcnico

Modelo Geolgico Litologa

Alteracin

Zonas mineralizadas

Esfuerzos in-situ

Modelo Estructural Estructuras mayores

Fallas

Planos de estratificacin

Pliegues Estructuras menores

Juntas

Fallas menores

Modelo GeotcnicoDominios geotcnicos y parmetros asociados, incluyendo:

Distribucin de materiales

Anisotropa estructural

Parmetros de resistencia Factores hidrogeolgicos (drenaje)

Modelo Hidrogeolgico Unidades hidrogeolgicas

Conductividades hidrulicas

Rgimen de flujo Nivel fretico

Distribucin de presin de poros

Modelo macizo rocoso Roca intacta

Estructuras Calificacin del macizo

Resistencia del macizo



Modelo estructural

Metodologa de lneas

Caracterizacin de detalle de los patrones estructuralesdel macizo rocoso

Se efecta mediante la ubicacin de una huincha de unlargo que puede variar entre 10 a 50 metros de longitud

Se miden y registran todos los atributos de lasestructuras de una longitud superior a un valor especfico

(ej: ms de un metro), y cuya proyeccin corte la lneade la huincha

Se recomienda la utilizacin de lneas con diferentesorientaciones para evitar sesgos en la medicin



Modelo estructural

Metodologa de celdas

Resume la condicin geotcnica-estructural de un sector delimitado, queen general corresponde de 5 a 15 metros de pared de un banco o de una

galera

Solo los atributos de los sets principales reconocidos en la ventana sonregistrados

Permite caracterizar rpidamente un sector

Puede introducir sesgo subjetivo



BTipo

de roca

GTipo deDiscontinuidad

(falla, junta, etc.)

AOrientacin

Dip ()DipDir

()

LEspaciamiento

(S)

KPersistencia (l)

IResistencia

pared

JAlteracin

C

Apertura

HRelleno(Tipo, espesor)

DFiltraciones

EBloque

(Tamaoforma)

F

Rugosidad

MNumero de sets

B, J1

S

l WyllieandMah(2004)

Modelo estructural



Orientacin de estructuras

Planos

plano

Dip

( ):mximainclinacinconrespectoalahorizontal

DipDir

(

):

direccin

de

la

proyeccin

del

dip

en

la

horizontal.

Se

mide

en

sentido

horariodesdeelnorte.

Rumbo

(strike):

ngulo

que

se

forma

en

la

horizontal

entre

la

direccin

del

plano

y

elnorte.

Se

mide

en

sentido

horario

desde

el

norte.

W

yllieandMah(2004)



Orientacin de estructuras

Lneas

trend

Buzamiento

(Plunge):

inclinacin

o

dip

de

la

lnea.

Positivo

bajo

la

horizontal

Azimut

(Trend):

direccin

de

la

proyeccin

horizontal.

Se

mide

en

sentido

horario

desde

el

norte.

Wyllie and Mah (2004)



Representacin grfica de estructuras

La orientacin de estructuras es un factor clave en el anlisis de estabilidad

El mtodo estndar para representar la orientacin de estructuras esmediante una red estereogrfica

(stereonet)

A partir de la red estereogrfica es posible identificar familias/sets deestructuras, junto con sus orientaciones promedios

En geomecnica se utiliza la red estereogrfica proyectada en el hemisferioinferior

(convencin de signos)

Existen dos tipos de redes:

ngulos iguales

reas iguales

Los aspectos ms importantes en el anlisis de redes es reconocer:

Nmero de familias de estructuras

Orientaciones de estructuras relativas al permetro de las excavaciones

Potenciales mecanismos de falla



Proyeccin estereogrfica

La proyeccin estereogrfica permite representar y analizar datos 3D en 2D

Lneas y puntos pueden representar planos, puntos pueden representarlneas

Una limitacin importante es que no representan la posicin espacial o eltamao de la estructura

Hemisferio inferior dela esfera de referenciaGran crculo querepresenta al plano

Norte

Planos

Norte

Hemisferioinferior de

la esfera dereferencia

Punto querepresentaa la lnea

Lneas

WyllieandMah(2004)




Polo del

plano

Gran crculo querepresenta al plano

Esfera dereferencia

Red dereas

iguales

Planos

Esfera dereferencia

Lneas




Proyeccinecuatorial(Schmidt,Wulff)

Proyeccinpolar

Proyeccin polar

Solo se pueden plotear

polos

Proyeccin ecuatorialSe pueden plotear

polos y planos.reas iguales: Schmidt

ngulos iguales: Wulff

Red de Schmidt:Permite desarrollar isocurvas

de

concentracin de polos.

WyllieandMah(2004)




Red

de

Wulff:

ngulos

iguales Red

de

Schmidt:

reas

iguales



Proyeccin estereogrfica - Ejemplo

Proyeccin de un plano y su polo


23/33


Dibujar lneaTrend = 135

Plunge = 50

Denotado por: 50/130

Proyeccin estereogrfica Ejercicio 1


24/33



Dibujar plano ypolo del planoDipDir

= 135

Dip = 50

Denotado por:50/135


25/33


Dibujar los planosA: 30/060B: 75/340



26/33



Lnea de interseccin

plano 1plano 2

Planos intersectados

lnea de interseccin


27/33



Plunge y trend de la

lnea de interseccin

N

Plano A:30/060

Plano B:75/340

Lnea de intersecci


28/33



ngulo entre planos

P i fi


29/33


0

90

180

270

3 sets de discontinuidades

strike/dip: 236/81, 321/01, 325/89


P i t fi


30/33



Diagrama de Polos Diagrama de contornos indicandoreas de mayor concentracin

Consideraciones:>6% muy significativo4-6% marginalmente significativo


31/33


112A2A

2B2B33

4A4A

4B4B 5A5A

5B5B

66 77 Modelo geotcnico

M d l t i


32/33


Modelo geotcnico


33/33

Referencias

Mathewson, C. (1981). Engineering geology. Charles E. Merrill Publishing Company, Columbus, OH.

Wyllie, D.C. and Mah, C. (2004). Rock slope engineering.

Documents

0-Investigación de sitio-Modelo Geotécnico