MI46B Geotecnia Minera Prof. Raúl Castro

Presentación del tema: "MI46B Geotecnia Minera Prof. Raúl Castro"— Transcripción de la presentación:

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

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

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

4 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

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

6 INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
VOLCAMIENTOS

7 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

8 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

9 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

10 Geometría de los bloques
Numero de bloques Altura de bloques

11 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

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

13 Estabilidad de bloques
Puntos de aplicación de fuerzas en bloque n

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

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

16 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

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

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

19 Analisis cinematico

20 Mapeo de estructuras en un banco

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

22 Definición de orientación de sets principales
Sets de estructuras principales

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

24 Conos de variabilidad para cada set estructural
Cono a 95%

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

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

27 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

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

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