UNIVERSIDAD DE SANTIAGO EQUIPO DE GEOMECÁNICA Mecánica de Rocas II, 17196-0 UNIDAD IV: Inestabilidades y control Juan José Muñoz Mecánica de Rocas II, 17196-0 (2016) INESTABILIDADES Y CONTROL TEMAS Inestabilidades y control. • Concepto de inestabilidad, fallamiento y colapso • Concepto de mecanismo de fallas y condiciones cinemáticas. • Análisis de cada uno de estos. • Casos de estudio. JJ Muñoz CONCEPTOS BÁSICOS INESTABILIDAD Y CONTROL Independiente del nivel del proyecto: • Formulación de un modelo geotécnico. • Poblar el modelo con datos. • Dividir el modelo en dominios. • Subdividir los dominios en sectores de diseño. • Analizar las estabilidad de los taludes en términos de los criterios de aceptabilidad. • Definir la configuración geométrica del talud. • Definir los requerimientos e implementación del monitoreo para los taludes propuestos. JJ Muñoz CONCEPTOS BÁSICOS INESTABILIDAD Y CONTROL JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL TEMAS Inestabilidades y control. • Concepto de inestabilidad, fallamiento y colapso • Concepto de mecanismo de fallas y condiciones cinemáticas. • Análisis de cada uno de estos. • Casos de estudio. JJ Muñoz MECANISMOS DE FALLA MECANISMOS DE FALLA Y CINEMATICA Falla Circular Deslizamiento plano Falla tipo cuña Falla por volcamiento o toppling JJ Muñoz MECANISMOS DE FALLA ESTABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS (5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD DESLIZAMIENTO Deslizamientos PLANO Planos Hoek & Bray (1981) JJ Muñoz MECANISMOS DE FALLA DESLIZAMIENTO PLANO JJ Muñoz MECANISMOS DE FALLA DESLIZAMIENTO PLANO 1. Ingresar un plano que representa el talud. 1.Editar plano y tiquear Daylight Envelope 2. Agregar un cono. 1.Trend = 0° 2.Plunge = 90° 3.Angle = angulo de reposo 35° - 38° JJ Muñoz ESTABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS (5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD MECANISMOS DE FALLA Deslizamientos de Cuñas DESLIZAMIENTO CUÑA Hoek & Bray (1981) SANTIAGO, Septiembre 24-26, 2004 JJ Muñoz 5.15 MECANISMOS DE FALLA DESLIZAMIENTO CUÑA JJ Muñoz MECANISMOS DE FALLA DESLIZAMIENTO CUÑA 1.Seleccionar ver solo los planos, seleccionar weighted mean y plane visibility. 2.Incorporar el plano que define al banco. 3.Agregar un cono. • Trend = 0 • Plunge = 90 • Angle = 90 – ángulo de fricción JJ Muñoz MECANISMOS DE FALLA ESTABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS (5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD DESLIZAMIENTO VOLCAMIENTO Volcamientos Hoek & Bray (1981) JJSANTIAGO, Muñoz Septiembre 24-26, 2004 5.30 MECANISMOS DE FALLA DESLIZAMIENTO VOLCAMIENTO JJ Muñoz MECANISMOS DE FALLA DESLIZAMIENTO VOLCAMIENTO 1.Ingresar un plano que representa el limite del deslizamiento. • Dip = ángulo del talud - ángulo de fricción • DD = orientación de la cara del talud 2.Agregar un cono. • Trend = DD de la cara del talud + 90° • Plunge = 0 • Angle = +/- 30° de la DD de la cara JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL TEMAS Inestabilidades y control. • Concepto de inestabilidad, fallamiento y colapso • Concepto de mecanismo de fallas y condiciones cinemáticas. • Análisis de cada uno de estos. • Casos de estudio. JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL ANÁLISIS DE CADA UNO DE ESTOS Falla Circular Deslizamiento plano Falla tipo cuña Falla por volcamiento o toppling JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL ESTABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS (5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD Deslizamientos ANÁLISIS DE FALLA PLANAPlanos Hoek & Bray (1981) JJ Muñoz SANTIAGO, Septiembre 24-26, 2004 5.9 INESTABILIDADES Y CONTROL ESTABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS (5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD ANÁLISIS DE FALLA PLANA Norrish & Wyllie (1996) JJ Muñoz SANTIAGO, Septiembre 24-26, 2004 5.11 INESTABILIDADES Y CONTROL ESTABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS (5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD ANÁLISIS DE FALLA PLANA Norrish & Wyllie (1996) JJ Muñoz SANTIAGO, Septiembre 24-26, 2004 5.12 INESTABILIDADES Y CONTROL ANÁLISIS DE FALLA PLANA ESTABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS (5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD Goodman (1989) JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL ANÁLISIS DE FALLA PLANA JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL TABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS 5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD Deslizamientos de Cuñas ANÁLISIS DE CUÑAS JJ Muñoz NTIAGO, Septiembre 24-26, 2004 Hoek & Bray (1981) 5.15 INESTABILIDADES Y CONTROL ESTABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS (5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD ANÁLISIS DE CUÑAS PWedge SWedge Norrish & Wyllie (1996) JJ Muñoz SANTIAGO, Septiembre 24-26, 2004 5.18 INESTABILIDADES Y CONTROL ESTABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS (5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD ANÁLISIS DE CUÑAS Norrish & Wyllie (1996) SANTIAGO, Septiembre 24-26, 2004 JJ Muñoz 5.22 INESTABILIDADES Y CONTROL ESTABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS (5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD ANÁLISIS DE CUÑAS Norrish & Wyllie (1996) JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL ANÁLISIS DE CUÑAS ESTABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS (5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD Norrish & Wyllie (1996) JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL ESTABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS (5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD ANÁLISIS DE CUÑAS Hoek & Bray (1981) JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL ESTABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS (5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD ANÁLISIS DE CUÑAS Hoek & Bray (1981) JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL ESTABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS (5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD ANÁLISIS DE CUÑAS Hoek & Bray (1981) Ejemplo: Plano A: 45°/135° φA = 35° Plano B: 45°/225° φB = 35° A = B = 0.80 FS = 1,12 JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL ESTABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS (5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD ANÁLISIS DE CUÑAS Usando SWedge: FS = 1,143 JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL ESTABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS (5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD Volcamientos ANÁLISIS DE VOLCAMENTO Hoek & Bray (1981) JJSANTIAGO, Muñoz Septiembre 24-26, 2004 5.30 ESTABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS (5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD INESTABILIDADES Y CONTROL ANÁLISIS DE VOLCAMENTO Norrish & Wyllie (1996) JJ Muñoz SANTIAGO, Septiembre 24-26, 2004 5.33 INESTABILIDADES Y CONTROL ESTABILIDAD DE TALUDES: TEMAS PRACTICOS (5) METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD ANÁLISIS DE VOLCAMENTO Norrish & Wyllie (1996) JJ Muñoz SANTIAGO, Septiembre 24-26, 2004 5.34 INESTABILIDADES Y CONTROL ANÁLISIS DE VOLCAMENTO incluir imagen de udec para el volcamiento JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL TEMAS Inestabilidades y control. • Concepto de inestabilidad, fallamiento y colapso • Concepto de mecanismo de fallas y condiciones cinemáticas. • Análisis de cada uno de estos. • Casos de estudio. JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL CASO DE ESTUDIOS • Unidad básica de la geometría del talud. • Se debe considerar un ancho tal que permita retener los derrames de material. • Largo de derrame se define como la longitud basal del derrame de diseño. • Criterios de diseño es que el ancho de la berma debe ser capaz de contener el 80% del largo de derrame máximo. • Se deben analizar los volúmenes asociados a los diferentes mecanismos de fallamientos estructurales, y para cada una de las diferentes orientaciones del talud. • Metodologías de calculo: ▪ Cálculos de largos de derrame. ▪ Metodología de Ritchie JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL CASO DE ESTUDIO Cuñas Steffen et al. (1997) Deslizamientos planos • En el caso de los toppling y fallas circulares, se determinan por medio de la estimación de fallamientos ocurridos en terreno o por medio de un porcentaje de los volúmenes máximos calculados. • El derrame de diseño considera que el derrame puede ver aumentada su longitud hasta en un 30% producto de la proyección del material.. • El ancho de berma mínimo considera que éste deberá ser capaz de contener entre un 80% 85% de la máxima longitud de derrame. Karzulovic et al. (1998) JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL CASO DE ESTUDIOS JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL CASOS DE ESTUDIOS JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL CASOS DE ESTUDIOS DOMINIO TIPO ESTRUCTURA FALLA ID DIP DipDir 1 F1a 85 ± 5 162 ± 10 2 F1b 85 ± 1 353 ± 3 3 F2a 81 ± 3 261 ± 7 4 F2b 84 ± 10 77 ± 19 5 F2c 27 ± 2 73 ± 4 6 F3a 82 ± 4 132 ± 7 7 F3b 48 ± 6 288 ± 13 1 J1a 84 ± 4 148 ± 7 2 J1b 77 ± 1 336 ± 3 3 J2a 78 ± 2 220 ± 5 4 J2c 36 ± 3 27 ± 5 5 J3a 76 ± 4 261 ± 8 6 J3c 25 ± 3 102 ± 6 Otros DOM III (Sed) Sumas JOINTS Otros Sumas JJ Muñoz SET INESTABILIDADES Y CONTROL CASOS DE ESTUDIOS Dominio III 7° 61° 106° 167° Cuñas Planos Toppling Cuñas Planos Toppling Cuñas Planos Toppling Cuñas Planos Toppling Cuñas Pl JJ Muñoz 1-2 2-3 2-4 2-6 2-8 2-12 3-7 3-9 4-9 4-11 6-8 6-9 6-11 7-10 7-12 9-10 9-12 2 1 1-2 1-4 1-6 1-8 1-13 2-4 2-6 2-8 2-13 3-7 4-6 4-8 4-9 4-11 5-13 6-8 6-9 6-11 10-13 11-13 4 3 10 12 1-2 1-4 1-6 1-8 2-4 2-6 2-8 4-6 4-8 4-10 6-8 6-9 6-10 6-11 4 6 3 7 12 1-2 1-3 1-4 1-6 1-7 1-8 1-10 1-12 3-6 3-8 3-10 4-6 4-8 4-10 6-8 6-10 6-12 8-10 8-12 10-12 1 8 2 9 1-3 1-7 1-10 1-12 1-14 2-3 2-7 2-9 2-10 2-12 2-14 3-6 3-8 3-10 3-14 4-10 4-14 6-10 6-12 6-14 7-9 7-10 7-14 8-10 8-12 8-14 9-10 9-12 9-14 10-12 10-14 12-14 INESTABILIDADES Y CONTROL CASOS DE ESTUDIOS JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL CASOS DE ESTUDIOS JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL CASOS DE ESTUDIOS Diseño Banco - Berma MORRO OESTE FASE PIT FINAL β TALUD h BANCO α BANCO (°) (m) (°) 25 160 190 280 300 280 300 340 210 250 50 65 110 115 150 315 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 JJ Muñoz FS Estructuras Deslizamientos Deslizamientos Planos Plano Tipo Est. 0,6 0,3 0,3 0,3 0,3 F1 F1 F1 F2 F2 0,5 1,0 F1 D 0,7 0,7 0,3 0,3 0,6 0,6 F2 F2 F1 F1 F2 D Cuña F2 F2 F1 F1 F1 F1 F1 F1 1,2 0,9 0,5 1,0 1,0 1,3 1,3 F1 F1 F1 F1 F1 F1 F2 Largo de Derrame (m) Deslizamientos Deslizamientos Deslizamientos Tipo Est. DIP DIP DIR DIP Aparente Plano 1,0 1,0 1,0 1,1 1,1 1,0 0,5 1,1 Vol Máx (m3) PF 53 59 59 62 62 55 177 177 300 300 49 58 58 60 62 100 100 100 100 100 47 42 338 186 47 39 100 54 43 43 57 57 45 56 49 49 96 96 159 307 43 42 56 56 45 56 97 97 100 100 99 99 Cuña Plano Cuña Plano Cuña 50 47 47 45 45 42 97 44 151,0 74,0 74,0 76,0 76,0 2407 1899 1676 477 444 1171 1946 2543 13 12 12 12 13 0 0 14 5 0 10 9 15 15 12 15 18 17 16 11 10 14 17 18 0 18 16 17 17 17 15 18 37 52 92 56 56 37 35 198,0 151,0 158,0 158,0 128,0 128,0 177,0 140,0 2286 1538 2039 1946 2112 1397 2295 Volcamientos 6 6 5 4 4 5 6 6 2 6 5 6 6 6 5 6 Contención b Q (m) (m) 0,85 0,85 0,85 0,75 0,75 0,00 0,00 0,85 0,50 0,00 0,75 0,75 0,85 0,85 0,75 0,50 0,75 0,75 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,00 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,75 14 13 14 12 12 12 14 16 12 15 13 15 14 15 13 13 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 α INTER (°) 51 52 51 53 53 53 50 48 53 49 51 50 50 50 52 51 INESTABILIDADES Y CONTROL CASOS DE ESTUDIOS • Análisis cinemático a escala interrampa y global. • Se analizan la ocurrencia de inestabilidades estructuradas provocadas por estructuras mayores. • Se determinan factores de seguridades y volúmenes asociados a la inestabilidad. JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL CASOS DE ESTUDIOS JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL CASOS DE ESTUDIOS JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL CASOS DE ESTUDIOS Incorporar metodologi de SRK JJ Muñoz INESTABILIDADES Y CONTROL TEMAS Inestabilidades y control. • Concepto de inestabilidad, fallamiento y colapso • Concepto de mecanismo de fallas y condiciones cinemáticas. • Análisis de cada uno de estos. • Casos de estudio. JJ Muñoz UNIVERSIDAD DE SANTIAGO EQUIPO DE GEOMECÁNICA Mecánica de Rocas II, 17196-0 UNIDAD IV: Inestabilidades y control Juan José Muñoz Mecánica de Rocas II, 17196-0 (2016)
