CURSO: Mecánica de Rocas II

PROFESOR: Ing. Córdova Rojas, David

Preparado por: Franklin Valeriano Q.

MODELO DE FALLA CIRCULAR

SLIDE 5.0

UNI - FIGMM

SECUENCIA DE LA EXPOSICIÓN

1. Modelo de falla circular. 1.1. modelo de análisis 1.2. método de calculo 1.2.1 BISHOP 1.2.2 FELLENIUS 1.2.3 JAMBU 1.2.4 HOEK Y BRAY 2. CALCULO DE F.S. CON

SLIDE 5.0 3. ANALISIS DE

ESTABILIDAD DEL TAJO NITO

NOMENCLATURA DE TALUD

MODELO DE FALLA CIRCULAR

El método más utilizado para resolver el cálculo de estabilidad por rotura circular es el de las dovelas, que es bastante laborioso, por lo que se suele realizar ayudándose de programas de ordenador.

Se llama rotura circular aquella en la que la superficie de deslizamiento se asemeja a una superficie cilíndrica . Sección transversal se asemeja a un arco de circulo

Se produce en terrenos homogéneos, ya sea suelos o rocas altamente fracturada sin dirección preferencial de deslizamiento. Tamaño de las partículas de suelo o roca sea muy pequeño en comparación con el tamaño de talud

en roca muy débil o intensamente

fracturada con discontinuidades

orientadas

aleatoriamente

Método utilizado Se produce

MODELO DE FALLA CIRCULAR

Cuando la falla es circular, generalmente se pueden observar grietas en la cresta del talud y abombamiento al pie. La superficie de falla circular se puede presentar de tres formas.

Forma de presentación de la falla circular

1. Superficie de falla de talud 2. Superficie de falla de pie

3. Superficie de falla de base

Ejemplos de Falla circular

METODOS DE CALCULO DE UN MODELO DE F.C

FATOR DE SEGURIDAD: En superficies circulares

Metodos aproximados: • No cumplen todas las

ecuaciones de la estatica.

• Se pueden citar los metodos de : • FELLENIUS • JAMBU • BISHOP simp.

Se produce

Equilibrio limite y factor de seguridad

FATOR DE SEGURIDAD: En superficies circulares

EQUILIBRIO LIMITE

FACTOR DE SEGURIDAD

El factor de seguridad es empleado por los ingenieros para

conocer cuál es el factor de amenaza para que el talud falle

en las peores condiciones de comportamiento para el cual se

diseña.

• Se basan exclusivamente en las leyes de la estática para determinar el estado de equilibrio de una masa de terreno potencialmente inestable.

• No tienen en cuenta las deformaciones del

terreno. Suponen que la resistencia al corte se moviliza total y simultáneamente a lo largo de la superficie de corte.

MÉTODO DE BISHOP SIMPLIFICADO

MÉTODO DE BISHOP SIMPLIFICADO

MÉTODO DE BISHOP SIMPLIFICADO DEMOSTRACION:

MÉTODO DE FELLENIUS

CALCULO DE FACTOR DE SEGURIDAD

divide el área de falla en tajadas verticales, obtiene las fuerzas actuantes y resultantes para cada tajada y con la sumatoria de estas fuerzas obtiene el Factor de Seguridad.

MÉTODO DE JAMBU

CALCULO DE FACTOR DE SEGURIDAD

MÉTODO DE JAMBU

CALCULO DE FACTOR DE SEGURIDAD

ABACOS DE HOEK Y BRAY

• El material que forma el talud es homogéneo.

• La resistencia al corte del material se caracteriza por su cohesión y un ángulo de fricción, los que se definen por la ecuación : τ = c + σTanΦ

• La falla del talud ocurre a través de una falla circular que pasa por la pata del talud

• Se produce una grieta de tracción en la superficie superior del talud o la cara del talud.

• La ubicación de la grieta de tracción y la superficie de falla es tal que el factor de seguridad del talud es mínimo para la geometría del talud y del nivel freático.

• En el análisis se consideran diferentes condiciones de nivel freático, variando desde un talud seco hasta un talud completamente saturado, con recarga continua.

ABACOS DE HOEK Y BRAY

Ejemplo : Se tiene un talud de 50 pies de altura con un ángulo de 40° se excava en un suelo con las siguientes propiedades : γ = densidad =100 lb/ ft3 c = cohesión = 800 lb/ft2 Φ = fricción = 30° Cual es el factor de seguridad del talud si se asume que el agua aparece en la superficie 200 pies detrás de la pata del talud . SOLUCION La distancia en que aparece el agua sugiere usar la figura #3 de las condiciones de agua, que es la que mas se aproxima en distancia de afloramiento del agua. c / γH TanΦ = 0.28 ( adimensional) TanΦ/F = 0.32 ( para un talud de 40°) De donde se deduce que F = Factor de seguridad = 1.80

DISEÑO DE TALUD CON SLIDE 5.0

CALCULAR LA DISTANCIA A LA CUAL SE DEBERA COLOCAR LA

SOBRECARGA DESDE LA CORONA DEL TALUD PARA OTERNER UN

FACTOR DE SEGURIDAD MAYOR A 1.5

DISEÑO DE TALUD CON SLIDE 5.0

PUNTOCOORDENADA

X

COORDENADA

Y

1 0 0

2 0 3

3 0 4.5

4 15 4.5

5 40 13

6 60 13

7 60 9

8 60 3

9 60 0

2 15 4

3 40 9

1 0 3

2 15 4

3 40 9

4 60 9

COORDENADAS DE TALUD

SUELO 1

COORDENADAS DE NIVEL FREATICO

caracteristicas del talud

material 1

angulo 25°

densidad 17 KN/m3

cohesion 58 Kpa

material 2

angulo 29°

densidad 17.5 KN/m3

cohesion 42 Kpa

material 3 densidad 17.5 KN/m3

esfuerzo no strength

DISEÑO DE TALUD CON SLIDE 5.0

EL FACTOR DE SEGURIDAD QUE

SE OBTIENE ES 1.805

BOTADEROS DE

DESMONTE Y

OXIDOS

TOLVAS

CARGUIO

BOTADERO

DESMONTE

PERFORACION

2 P&H 120A

1 P&H 100XP

2 P&H 4100 Pala, 56 YC

1 P&H 2800 Pala, 42 YC

2 P&H 2100 Pala, 15 YC

1 LT 1800 Cargador, 33 YC

18 Dresser 830E Volquetes, 218 TM

8 Cat 793C Volquetes, 231 TM

ACARREO

Proyecto: Derivación Río Torata

La minería en el Sur Peruano

PROCESO PRODUCTIVO DE MINADO

Proyecto: Derivación Río Torata

La minería en el Sur Peruano

PROCESO PRODUCTIVO DE MINADO

MINA

TAJO NITO DE LA MINA ALPAMARCA

ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUD EN EL

COMPAÑÍA MINERA ALPAMARCA S.A.C Comercializa concentrados de mineral de cobre, plomo, zinc y plata.

Como parte de los planes de continuidad y ampliación operativa, ha decidido realizar el Estudio de la Estabilidad Física de Taludes de los Tajos

ubicada en el Distrito de Santa Bárbara de Carhuacayán, Provincia de Yauli, Departamento de Junín

TAJO NITO DE LA MINA ALPAMARCA

ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUD EN EL

Zona Concesión Coordenada Altitud

Este Norte msnm

La Tapada Alpamarca - 4 342,055 8’758,775 4,660

Don Pablo Alpamarca - 4 342,449 8’759,347 4,655

Fortuna Alpamarca - 4 342,122 8’759,577 4,685

Juanita Alpamarca - 4 341,968 8’759,821 4,690

Nito Alpamarca - 1 341,608 8’760,026 4,700

• Longitud de 170 m y ancho de 48 m

GEOMECANICA DEL MACIZO ROCOSO

usó la clasificación geomecánica RMR de Bieniawski del año 1989, que es aceptada por la (ISRM).

se realizó mapeos geomecánicos en áreas de afloramientos de roca observadas en diferentes sectores de bancos

Para la valoración

Tajo Nito se presenta muy fracturado, las fracturas se presentan abiertas hasta en 150mm Hay 2 sistemas de fallas geologicas presencia de margas grises y rojas con resistencia aproximada 10 – 50 Mpa Numero de familias de discontinuidad es de 5 sistemas

ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUD EN EL

• De los resultados de las evaluaciones geomecánicas se concluye que los taludes que conforman la zona Norte del Tajo Nito, en los puntos P-3, P-4, y P-5, se clasifican como de mala calidad geomecánica (RMR - Roca Tipo IV), mientras de acuerdo a la Clasificación Q, de muy mala calidad.

• Otra zona que presenta mala calidad geomecánica RMR - Roca Tipo IV) (es la ubicada entre los puntos P-12, P-13, P-16 y P-17, también de muy mala calidad en la Clasificación Q, que se ubica en la zona Sur del Tajo.

• En el resto de puntos de monitoreo las rocas que conforman el talud, se clasifican como de mediana calidad geomecánica (RMR - Roca Tipo III), sún la Clasificación Q de muy mala a mala calidad.

Orientado a determinar las condiciones geotecnicas en el tajo

Se efectuan: Investigacion geofisica y exploracion geotecnica

(calicatas, trincheras y perforaciones)

GEOTECNIA

Exploraciones Geotécnicas

Investigaciones Geofísicas

permite la determinación de los cambios litológicos lateralmente y en profundidad, aprovechando el contraste de la resistividad entre las diferentes formaciones

litológicas.

permite la determinación de los cambios litológicos lateralmente y en profundidad, aprovechando el contraste de la resistividad entre las diferentes formaciones

litológicas.

Parámetros Geotécnicos

INVESTIGACIONES GEOFISICAS

En condición estática y pseudoestatica empleando el método del equilibrio limite en el Software Slide v5.0

Análisis de estabilidad de talud

CONCLUSIONES

• Las condiciones geodinámicas de la zona de los Tajos, dependen de varios factores, como la Geología Estructural, Estratigrafía, Geología Económica, Geomecánica.

Los taludes que conforman la zona del Tajo Nito, se clasifican como de mala calidad

geomecánica (RMR - Roca Tipo IV) y (RMR - Roca Tipo IV), y de mediana

calidad (RMR - Roca Tipo III), según la Clasificación Q esta es de muy mala a

mala calidad.

• los métodos de límite de equilibrio, son más sencillos de utilizar y permiten analizar los casos de falla traslacional y de falla rotacional, así como las fallas de inclinación (“Toppling”) y las fallas en cuña.

El método de equilibrio limite presenta limitaciones y estas son:

•Se basan solamente en la estática. •Suponen los esfuerzos uniformemente distribuidos. •Utilizan modelos de falla muy sencillos. •Generalmente se asume el material como isotrópico.

Los métodos numéricos son la técnica que muestra la mejor aproximación al detalle, de las condiciones de estabilidad en la mayoría de los casos de evaluación de estabilidad de

taludes.

CONCLUSIONES

Muchas Gracias