MI46B Geotecnia Minera Prof. Raúl Castro Falla por volcamiento MI46B Geotecnia Minera Prof. Raúl Castro

Contenidos Tipos de falla por volcamiento Cinemática de falla por volcamiento Análisis de equilibrio limite

Tipos de falla por volcamiento Flexural Toppling Block Toppling Block flexure toppling

Analisis cinematico Determinar si forma de los bloques puede producir volcamiento Determinar si esfuerzos normales permitirán deslizamiento entre bloques Determinar si el rumbo de estructuras permitirá deslizamiento

Condiciones para volcamiento (toppling) Peso fuera del plano de contacto Deslizamiento entre planos

INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL VOLCAMIENTOS

INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL VOLCAMIENTOS (2) 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

Procedimiento de calculo factor de seguridad (Hoek and Bray, 1981) Determinar las dimensiones de cada bloque Determinar los angulos de fricción de base y lados del bloque Calcular y/Dx desde el bloque mas alto, si se cumple que es y/DX> cot(yp) existe volcamiento Calcular las fuerzas laterales para prevenir volcamiento (equilibrio limite) Sea n1 el bloque mas arriba del conjunto de bloques que vuelcan: Desde n1 calcular Pn1-1,t y Pn-1, s Si Pn1-1,t > Pn-1, s , el bloque esta en el punto de volcamiento chequear si Rn>0 y |Sn| > Rntanfp (existe fuerza norma y no desliza) Pn-1 = Pn-1,t Si no: Pn-1=Pn-1,s, el bloque esta en el punto de deslizamiento N2 es este bloque Se verifica si Sn=Rn tanfp (inestable) El factor se seguridad se calcula cambiando el angulo de fricción hasta llegar a Po=0 para que sea el conjunto estable

Análisis equilibrio limite falla por volcamiento Angulo de la base falla p H 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

Geometría de los bloques Numero de bloques Altura de bloques

Analisis de equilibrio limite Tres grupos: Grupo sobre la cresta del talud estable Set intermedio que falla por volcamiento Set inferior cerca de la pata del talud que puede deslizar, volcar o ser estable

Fuerzas sobre el bloque n Caso volcamiento Caso deslizamiento (soporte)

Estabilidad de bloques Puntos de aplicación de fuerzas en bloque n

Fuerzas: equilibrio limite Fuerzas entre bloques Fuerzas de corte y normales Toppling Deslizamiento

Factor de seguridad Para calcular el factor de seguridad se calcula el angulo de fricción requerido para que el bloque 1 sea estable

Calcule el factor de seguridad de un talud que tiene las siguientes características: Altura talud H=92.5 m Yf=56.6° Manteo de estructuras Yd=60° ángulo inclinación superior del talud Ys=4° Angulo de la base Yp=30° Yb=30° F=38 DX = 10 m

Ejercicio práctico usando Dips- análisis cinemático Talud, DD/D 135/45 Angulo global

Ejercicio Definir el modo de falla de la pared del rajo dado los set estructurales usando DIPS

Analisis cinematico

Mapeo de estructuras en un banco

Estereonet 3 Se consideran los sets que tienen sobre un 4% de concentración en Fisher 2 1 4

Definición de orientación de sets principales Sets de estructuras principales

Histograma caracteristicas de estructuras Mayormente superficie rugosa Angulo fricción 35°-40°

Conos de variabilidad para cada set estructural Cono a 95%

Estabilidad por toppling Dip plano intestabilidad = Dip talud – angulo fricción = 45 – 35 = 10 Dip Direction = dip Direction talud

Riesgo 30- 40% de falla por toppling Cono de friccion: Trend= Dip direction talud + 90 = 135 + 90 Angulo = 2 * 30°

Falla plana Cono de friccion Rumbo (trend)= 0 Azimut= 90° Daylight zona Cualquier estructura (polo) al interior de esta zona tiene posibilidades de movilizarse Cono de friccion Rumbo (trend)= 0 Azimut= 90° Angle= 35° (angulo de fricción estructuras) Zonas fuera de este cono puede deslizar

Falla por cuñas Zona de posible falla de cuñas Angulo del cono = 35 desde el ecuador del estereonet

Referencias Rock Slope Engineering, Capitulo 9 Hoek and Bray, 1981. Rock Slope Engineering, third edition. (Capitulo 10) Manual Dips