Ayudantía N_3 -Aplicación Redes Estereográficas

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Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería en Minas Geomecánica Aplicada Daniela Villegas Muñoz Ayudante Octubre 2007 “Modos de Falla en un talud ”

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Universidad de Santiago de ChileDepartamento de Ingeniería en Minas

Geomecánica Aplicada

Daniela Villegas MuñozAyudante

Octubre 2007

“Modos de Falla en un talud ”

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ANALISIS CINEMÁTICO DE TALUDES

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ANÁLISIS CINEMÁTICO DE TALUDES

PROYECCIONES ESTEREOGRÁFICAS DE LOS PRINCIPALES MECANISMOS DE FALLA EN TALUDES

(HOEK & BRAY (1981))

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q b

αR

hb

αb

SISTEMA BANCO BERMA

La geometría del sistema banco-berma, “Unidad Básica” de la Geometría del Talud queda definida principalmente por los siguientes parámetros :

• Altura del banco

• Inclinación de la cara del banco• Quebradura• Ancho de berma

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DESLIZAMIENTO PLANO

CONDICIONES PARA SU OCURRENCIA

• CONDICIÓN DE SUBPARALELISMO + 20°

• LA ESTRUCTURA DEBE AFLORAR EN EL TALUD, O SEA, DEBE SER MENOS EMPINADA QUE ÉSTE :

αααα B > αααα J

• LA INCLINACIÓN DE LA ESTRUCTURA DEBE SER MAYOR QUE SU ÁNGULO DE FRICCIÓN:

αααα J > φφφφ J (CONDICIÓN DE RESISTENCIA)

• EN LA PRÁCTICA ES NECESARIO QUE EXISTAN PLANOS LATERALES QUE LIMITEN AL DESLIZAMIENTO

αj = Manteo de la estructura

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DESLIZAMIENTO EN CUÑA

CONDICIONES PARA SU OCURRENCIA

• DEBEN APARECER DOS ESTRUCTURAS (PLANOS DÉBILES) QUE SE INTERCEPTEN Y FORMEN UNA CUÑA.

• LA LÍNEA DE INTERSECCIÓN DE ESTAS ESTRUCTURAS DEBE AFLORAR EN EL TALUD.

• LA INCLINACIÓN DE LAS ESTRUCTURAS Y DE SU LÍNEA DE INTERSECCIÓN DEBE SER TAL QUE LOS ÁNGULOS DE FRICCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS SEAN INSUFICIENTES PARA MANTENER LA CUÑA ESTABLE.

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VOLCAMIENTOS

CONDICIONES PARA SU OCURRENCIA

• DEBE EXISTIR UNA ESTRUCTURA CUYO RUMBO FORME UN ÁNGULO NO MAYOR QUE UNOS 30° CON EL RUMBO DEL TALUD (CONDICIÓN DE PARALELISMO).

• LA ESTRUCTURA DEBE MANTEAR HACIA “CERRO ADENTRO” ( O SEA EN DIRECCIÓN OPUESTA A LA DIRECCIÓN DE MANTEO DE LA CARA DEL BANCO).

• LA INCLINACIÓN DE LA ESTRUCTURA DEBE SER TAL QUE CUMPLA LA SIGUIENTE CONDICIÓN (GODDMAN (1989)):

αααα B > (90°- α)α)α)α) + φφφφ J

DONDE αααα ES EL MANTEO DE LA ESTRUCTURA αααα B ES LA INCLINACIÓN DE LA CARA DEL BANCO, Y φφφφ J ES EL ÁNGULO DE FRICCIÓN DE LA ESTRUCTURA EVALUADO PARA UNA MUY BAJA PRESIÓN DE CONFINAMIENTO.

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INESTABILIDADES SIN CONTROL ESTRUCTURAL

FALLA CIRCULAR

CONDICIONES PARA SU OCURRENCIA

• EL MACIZO ROCOSO DEBE PRESENTARSE MUY FRACTURADO, DE MANERA TAL QUE NO EXISTA NINGÚN CONTROL ESTRUCTURAL ASOCIADO A LA INESTABILIDAD.

• EL MACIZO ROCOSO DEBE PRESENTAR UN COMPORTAMIENTO ISOTRÓPICO (DEBIDO AL ALTO GRADO DE FRACTURAMIENTO).

• ESTE TIPO DE INESTABILIDAD SE PRESENTA EN MATERIALES TIPO SUELOS, BOTADEROS, ACOPIOS DE MATERIAL POCO CONSOLIDADO, ETC.

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Taller n°3

La Pared Oeste del Rajo “La Victoria” se encuentra controlada estructuralmente por el dominio “VIC – W”, el cual se detalla en Tabla T.1 .

42 ±±±± 5 / 255 ±±±± 8S4

85 ±±±± 5 / 100 ±±±± 7S3

80 ±±±± 5 / 200 ±±±± 8 S2

42 ±±±± 5 / 320 ±±±±7S1

Dip / DipDirectionSistema

Dominio estructural “VIC - W”Tabla T.1

El diseño del rajo contempla la utilización de bancos dobles de 30 mde altura, con bermas de 12 m y ángulos de quebradura de 70 °.

A Ud. como Ingeniero Geotécnico se le solicita:Realizar, con la ayuda de una red estereográfica, un análisis

cinemático de los potenciales modos de falla que podrían afectar a la pared (70/270), indicando claramente la determinación de cada uno de ellos.

Propiedades de las estructuras: • C (cohesión) = 15.47 (t/m2)

• Fricción = 27°

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DESLIZAMIENTO PLANO

Ф=27

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Ф=27

DESLIZAMIENTO EN CUÑA

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30°

30°

47

α>47

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VOLCAMIENTOS

CUÑA

D. PLANO

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Estructura1: 42/320 Φ=27º

Estructura2: 80/200 Φ=27º

∆Dip= 40º

∆Dip/Dir=120º

Estructura A � E1

Estructura B� E2

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Estabilidad de la cuña

� FS = A * tg(ΦA) + B * tg(ΦB)

� FS = 1.5 * tg(27°) + 0.6 * tg(27°)� FS = 1.07

� La cuña es estable

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Gracias por su atención