ESTABILIDAD DE TALUDES

CONCEPTOS GENERALES DE

ESTABILIDAD DE TALUDES

• LA ESTABILIDAD DE UN TALUD SE DETERMINAPOR LA RELACIÓN EXISTENTE ENTRE LAS

LAFUERZAS QUE

INESTABILIDAD

RESISTENTES

TIENDEN A PRODUCIR

Y LAS FUERZAS

PRODUCIDAS POR LAS

CARACTERÍSTICAS DEL MACIZO ROCOSO

• LA RELACIÓN ASÍ EXPLICITADA DA ORIGEN AL

DENOMINADO PRINCIPIO DE EQUILIBRIO

LIMITE.

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,

EQUILIBRIO

BUSCAN DETERMINAR EL

LIMITE ENTRE LAS ROCAS

FACTIBLES DE DERRUMBAR.

• SE HAN DESARROLLDO MODELOS PARA

SUPERFICIES DE

PROCEDIMIENTOS

ESTABILIDAD DE

FALLA QUE PLANTEANDE ANÁLISIS PARA LA

PORBLOQUES LIMITADOS

PLANOS DE DISCONTINUIDADES GEOLÓGICAS

(FALLAS, FRACTURAS).

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COLAPSO DE BANCOS DE 20 metros

Mina Chuquicamata (12 millones de toneladas)

• UNA METODOLOGÍA DE

RECURRIR A LA

ANÁLISIS

ALTERNATIVA

EXPERIENCIA

IMPLICA

ACUMULADA EN DIFERENTES

FAENAS MINERAS PARA

SOBRE ALTURA, ÁNGULO

OBTENER DATOS

DE TALUD, Y SU

ESTABILIDAD EN EL TIEMPO.

• LO ANTERIOR HA PERMITIDO DESARROLLAR

MODELOS DE COMPORTAMIENTO DE TALUDES

EN FUNCIÓN DE SU ESTABILIDAD.

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• LA INFORMACIÓN RELACIONADA CON EL

ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE TALUDES

EN PROFUNDIDAD ES ESCASA.

• ALGUNAS

CONCLUIR

CURVAS

PARA UN

DE DISEÑO PERMITEN

DETERMINADO FACTOR

DE SEGURIDAD Y ALTURA,

TALUD CORRESPONDIENTE.

EL ÁNGULO DE

• EN GENERAL ESTAS CURVAS NO ENTREGAN

INFORMACIÓN PARA PROFUNDIDADES

MAYORES A TRESCIENTOS METROS.

ANTECEDENTES SOBRE TALUDES

DE GRAN DIMENSION

F.S . =1.0

F.S . = 1.1

100 200 300

PROFUNDID A D m400

• LAS TÉCNICAS DE

INVARIABLEMENTE REDUCEN LA

EQUILIBRIO LIMITE

CONDICIÓN

DE EQUILIBRIO DE LAS ROCAS EXCAVADAS A

UN FACTOR DE SEGURIDAD.

• ESTE FACTOR SE EXPLICITA COMO EL

LOSCUOCIENTE ARITMÉTICO ENTRE

ESFUERZOS EN PRO DEL DESLIZAMIENTO DE

LOS TALUDES Y LOS

RESISTENTES INVOLUCRADOS.

ESFUERZOS

• EN GENERAL, SI EL FACTOR DE SEGURIDAD ES

IGUAL O MAYOR QUE 1.0 EL TALUD ES

ESTABLE, Y SI EL CUOCIENTE ES MENOR QUE1.0 LA ROCA DE DICHO TALUD ES INESTABLE.

T

W

N

ESTABILIDAD DE TALUDES DESCOHESIVOS

T = W sen

N = W cos

= (W/A)cos

C + tan

F.S. = Fuerzas Resistentes / Fuerzas Actuantes

F.S. = /T = (C + tan) A W sen

F.S. = (CA + tan) W sen

F.S. = (CA + (W/A)cos tan) W sen

F.S. = (CA + Wcos tan) W sen

TERRENO DESCOHESIVO (C=0) :

F.S. = Wcos tan W sen

F.S. = tan tan

Nota:

Para F.S. = 1

PARA MINERÍA A CIELO ABIERTO :

TALUD DE BANCO : F.S. = 1.0 – 1.3

TALUD ENTRE RAMPAS : F.S. = 1.3 – 1.5

Superficie de Rotura de Talud

Superficie de Rotura de Base

Superficie de Rotura de Pie

INCORPORACION DE DATOS:

- LITOLOGIAS

- SISTEMAS DE FRACTURAS

- NIVEL FREATICO

EQUILIBRIO LIMITE DE BISHOP

H

w

N

T

n

Y Centro

R

x

x

hn

PROCEDIMIENTO

SEAN: C, PARAMETROS DEL MATERIAL

R, PARAMETROS DEL CIRCULO DE FALLA

• SE UBICA EL CENTRO DEL CIRCULO DE FALLA

SEGÚN EJE COORDENADO

• SE DIBIDE LA SUPERFICIE DE FALLA EN n

REBANADAS DE ALTURA hn Y ANCHO x

• Wn = (hn) x (X) x (

• Nn = (Wn) x cos(

• Tn = (Wn) x sen(

F.S. = C R ntan 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

DISCONTINUIDADES

INTERSECCION DE LA S

PRESENTES, CON LA

SUPERFICIE DE EXCAVACION.

• ESTAS DISCONTINUIDADES AL

LAS SUPERFICIES DEINTERSECTARSE CON

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

PROFUNDIDAD SÓLO

TALUDES

CONSIDERAN

EN

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

CONSTITUTIVA

ACOMODARSE

EQUILIBRIO.

DE LOS TALUDES DEBE

A UNA NUEVA CONDICIÓN DE

• 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.

• EN TODA OPORTUNIDAD QUE SE REALIZA UN

PROCESO DE DESCARGA, LA ROCA

TENDENCIA AL DESPLAZAMIENTO

DEL TALUD DE UNA LADERA

DESPLAZAMIENTO DE TALUDES

FACE 1

DESPLAZAMIENTOS < 2 cm.

2 cm. < DESPLAZAMIENTOS < 6 cm.

DESPLAZAMIENTOS > 6 cm:

FACE 2

• 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

PROBABLEMENTE EXPERIMENTÓ 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 (3 / Po ) Donde:

E

3 : Esfuerzo confinante.

Po : Presión atmosférica.

K y n : Constantes de la roca.

: Modulo deformación in-situ.

• (*) Formula extractada de documento 'ANALYSIS OF UNDERGROUND

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

FACE 3

FACTOR DE SEGURIDAD SEGÚNESFUERZOS 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

C x cos( x max +min) x sen(

F.S. = x max -min)

FACE 1

FACE 2

FACTOR DE SEGURIDAD > 1.2

1.0 < FACTOR DE SEGURIDAD < 1.2

FACTOR DE SEGURIDAD < 1.0

FACE 3

FACTOR DE

SEGURIDAD

FACTOR DE

SEGURIDAD

CONDICION

IN-SITU

CONDICION

HUMEDA

PRODUCTIBIDAD DE TALUDES

SE BASA ENEL 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

•PERNOSEXTENDIBLES

• CABLES

BARRERAS DE

CONTENCION

- SOSTENIMIENTO DE TALUDES

- PERNOS O CABLES Y CONCRETO LANZADO

CAUSAS DE DESESTABILIZACION

EJEMPLO 01

Determinar la el factor de seguridad para la rotura planar de la siguiente figura:

Solucion

Ejemplo

Determinar el factor de seguridad, mediante los métodos de Fellenius, Bishop y Janbu para el siguiente talud.

Solución por el método Fellenius

Solución por el método Bishop

Solución por el método Janbu

GRACIAS POR SU ATENCION