Prof. Raúl Castro MI46B- Geotecnia minera Falla plana en taludes Prof. Raúl Castro MI46B- Geotecnia minera

Contenidos Fallas planas Resistencia estructuras Análisis de equilibrio en falla plana Análisis de sensibilidad parámetros Refuerzo en falla plana Ejercicios de calculo

Fallas planas Condiciones: El plano al cual ocurre el deslizamiento debe tener un rumbo paralelo al plano del talud (+/- 20°) El plano de falla debe tener un manteo menor al del plano del talud El manteo del plano de falla debe ser mayor que el ángulo de fricción de la discontinuidad La parte superior de la superficie intercepta o al talud o a una grieta de tensión El plano no esta restringido lateralmente

INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL DESLIZAMIENTOS PLANOS

Falla en un plano rugoso: dilatancia Barton , 1973 JRC: factor de rugosidad de la estructura JCS: resistencia a compresión uniaxial en el plano de discontinuidad (de tablas o medido mediante martillo Schmidt) s ´ es el esfuerzo normal efectivo actuando sobre la discontinuidad OBS: El termino f + i no debe exceder 50° El rango de valores de JCS/s´ es entre 3 y 100 La resistencia de discontinuidades esta afecta a efectos de escala.

JCS

JRC- rugosidad

Efecto escala en discontinuidades

Ejemplo Considere una discontinuidad con un dip de 35° cuya dimensión es 10 m (Ln). Si la media de la profundidad de esta es 20 m y el peso especifico de la roca es 26 Kn/m3 El valor de JRC0 a un largo de 0,2 m es 15 La roca es resistente (ver tabla)  JCS0= 50.000 kPa

Ejemplo

Efecto del relleno de discontinuidades El efecto del relleno en la resistencia de estructuras depende de la potencia y resistencia del relleno. Si el espesor del relleno es 25-50% mayor a la amplitud de las asperezas resistencia dada por el relleno Ejemplos de resistencia al corte de los elementos de relleno: Arcillas (carbon, montmorilonitas, bentonitas): f= 8 – 20°; c=0-200 kPa Fallas, zonas de cizalle y brechas (granitos, diorita, basaltos, limonitas): f= 25– 45°; c=0-100 kPa

INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL DESLIZAMIENTOS PLANOS Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15, LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247, Transportation Research Board, National Research Council, USA

Supuestos en el análisis Superficie de falla y talud tiene igual rumbo La grieta de tensión es vertical y relleno de agua hasta zw El agua entra desde la grieta y fluye a través del plano de deslizamiento Las fuerzas actúan en el centro de masa del bloque: no hay momentos

Supuestos en el análisis La resistencia al corte esta dada por: c + tan(f)sn Existen planos de deslizamiento en los bordes El análisis es 3D, sin embargo se asume un ancho unitario.

Calculo de esfuerzo normal para distintas geometrías

INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL DESLIZAMIENTOS PLANOS Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15, LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247, Transportation Research Board, National Research Council, USA

INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL DESLIZAMIENTOS PLANOS Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15, LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247, Transportation Research Board, National Research Council, USA

Presión de poros La descarga de agua en el talud se “tapa” por congelamiento. Nivel freático bajo la grieta de tensión

Grieta de tension

Posición de grieta de tensión El factor de seguridad para el caso de un talud seco y plano Para encontrar la grieta se encuentra derivando 1 con respecto a z/H e igualando a cero Profundidad critica Posición detrás la cresta del talud

Profundidad grieta

Ubicación grieta

Angulo de deslizamiento critico Si existe una discontinuidad persistente la estructura determina el plano de deslizamiento Sino se calcula para el caso en que el FS es mínimo (determinar via uso de modelos numericos y Hoek and Brown para macizo rocoso)

Soporte usando pernos pre tensados El factor de seguridad varia con el ángulo del perno ángulo Espaciamiento n pernos Tb= tensión de cada perno

Soporte cable lechado no pre tensado En este caso el desplazamiento causa falla en la estructura y en la roca (Rb resistencia al corte):