Geotecnia-Universidad Nacional-Sede Manizales

Taludes en roca Cristhian C. Mendoza B.

Presentación basada en Asociación de ingenieros de minas de

Ecuador, geovirtual y apuntes de Prof. André Pacheco de

Assis (UnB)

Taludes en Roca❖ Ingeniería Civil (→ 100 m; FS > 1,5)

❖ → Geotecnia vial (Carreteras, Ferrocarriles, Metros, Canales)

❖ → Presas (Taludes Excavados y Taludes Naturales en el reservatorio)

❖ → Taludes Naturales y taludes artificiales

❖ Ingeniaría de Minería (→ 1000 m; FS < 1,3)

Taludes en Roca❖ El mecanismos de rotura son determinados

por las discontinuidades

❖ → Difícilmente la rotura ocurre al largo de la roca intacta, excepto para rocas blandas o muy alteradas (intemperizadas); en estos casos por roturas circulares

❖ → El modo de rotura depende de la orientación espacial relativa entre el talud y las discontinuidades

❖ →Macizos rocosos con muchas familias de discontinuidades tienden a roturas circulares

Taludes en Roca❖ Dada la importancia de las discontinuidades

en la definición del modo de rotura, el primer paso es mapear y su caracterización cuantitativa

❖ → Vector de Buzamiento (ángulo de buzamiento; rumbo o azimut) (_ _;_ _ _)

❖ → Otros parámetros de las discontinuidades

❖ → Tratamiento del dados con Dips o similar

❖ → Definir el criterio de resistencia de la discontinuidades o del macizo rocoso (Barton & Bandis; Mohr-Coulomb o Hoek & Brown)

Mapear el Vectores de Buzamiento del Taludes

Objetivos de hacer una red estereográfica❖ Objetivo Principal

❖ Uso de Red de estereográfica y manejo de muchos datos.

❖ Representación de elementos del espacio en un plano.

❖ Objetivos Específicos:

❖ Reforzar notaciones de rumbos y manteos

❖ MOTIVACIÓN

❖ ¿Cómo resumo/entrego los datos de muchas medidas de rumbo y manteo?

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¿Qué es una red estereográfica?

❖ Una red estereográfica es una representación en 2 dimensiones de una esfera en la que es posible ubicar estructuras planares como fallas, fracturas, diaclasas, etc. Para esto basta con tener una buena medición del rumbo y manteo de la estructura.

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Conceptos preliminares

❖ Rumbo (strike)

❖ Manteo (dip)

❖ Dip-Direction: Dirección del manteo (a 90º del rumbo).

❖ Buzamiento: Manteo de una Línea.

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Rumbo, Manteo y Dip-Direction

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Proyecciones

❖ Proyecciones estereográficas

❖ Equiangular: Ángulos correctos, distancias falsas = Red de WULFF

❖ Equidistancial: Distancias correctas, ángulos falsos = Red de SCHMIDT

En geología estructural se usa la red de Schmidt, proyectando en el hemisferio inferior. Se evita una concentración muy grande de puntos en el centro de la red, como ocurriría con una red de Wulff.

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Red de Wulff

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Diagrama de circulo máximo (β) y de polos (π).

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Red de Schmidt

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ProyeccionesU-Cursos

Proyecciones

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❖ Proyección en red de Schmidt

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ProcedimientoGeo virtual

Geo virtual

Geo virtual

Pliegues

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Pliegues

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Ploteo en redes (DIPS)

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Sets de Fallas

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Ejercicio 1

Asociación de ingenieros de min

Dirección del talud=210ºDirección del diaclasa=220º

Asociación de ingenieros de min

Asociación de ingenieros de min

Falla plana

Talud saturado y con Grieta de tracción

La presencia de agua es duplamente negativa, aumenta la fuerza actuante y disminuí la resistencia.Drenaje es siempre una óptima solución.

Cuando no se tiene la posición de la grieta de tracción crítica, debe asumir valores que generen la condición más desfavorable.

Anclajes

Cuando non se tiene confiabilidad en la drenaje o impermeabilización debe buscar una solución por anclajes

Sets de Fallas

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EJEMPLO 2

Asociación de ingenieros de min

Asociación de ingenieros de min

Rotura en cunha

Hoek et al. (1973)

Asociación de ingenieros de min

Asociación de ingenieros de minas de Ecuador

Estabilidad de Taludes

Métodos

Analíticos

Equilibrio Limite

Numéricos

Métodos Analíticos (Ecuaciones Diferenciales)

Presupone la superficie de rotura y que el factor de seguridad es igual en todos los puntos de la superficie de rotura.

➔ Para cada modo de rotura hay un método de cálculo específico

Estabilidad de TaludesEquilibrio LimiteGeneran un sistema indeterminado de ecuaciones.

El equilibrio de esas fuerzas generan 6n incógnitas, donde n es el numero de dovelas.

Ecuaciones → SFv , SFh, SM y Criterio de Ruptura + FS

➔➔➔ Necesita de 2n hipótesis simplificadoras

Estabilidad de Taludes

Métodos de Equilibrio Limite

- Fellenius-Ângulo de Fricción-Bloque Deslizante-Bishop-Janbu-Morgenstern & Price-Spencer

-Sarma (considera sismo y dovelas no verticales)-GLE

l= 0,28 (max. sismo para FS = 1)

Estabilidad de Taludes

Mecanismos de Rotura

2D

Bloque Plano (RocPlane)

Circular (RocSlide, GeoSlope etc.)

Bloques Múltiplos (Sarma)

3D Rotura en Cunha (Swedge)

Estabilidad de Taludes

Mecanismos Especiales de Rotura

Volcamiento

Pandeo

Rotura de Pata