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ESTABILIDAD DE TALUDES
CONCEPTOS GENERALES DE
ESTABILIDAD DE TALUDES
• LA ESTABILIDAD DE UN TALUD SE DETERMINAPOR LA RELACIÓN EXISTENTE ENTRE LAS
LAFUERZAS QUE
INESTABILIDAD
RESISTENTES
TIENDEN A PRODUCIR
Y LAS FUERZAS
PRODUCIDAS POR LAS
CARACTERÍSTICAS DEL MACIZO ROCOSO
• LA RELACIÓN ASÍ EXPLICITADA DA ORIGEN AL
DENOMINADO PRINCIPIO DE EQUILIBRIO
LIMITE.
FUERZAS PROVOCADORAS DE LA
INESTABILIDAD
• ESFUERZOS DEBIDO AL CAMPO TECTONICO
RESIDUAL• ACCIÓN GRAVITACIONAL
• PRESENCIA DE AGUA, ETC.,
FUERZAS RESISTENTES DEL MACISO
ROCOSO
• COHESIÓN
• FRICCIÓN DEL MATERIAL.
• LOS MÉTODOS FRECUENTEMENTE UTILIZADOS
EN EL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
EN ROCA,
EQUILIBRIO
BUSCAN DETERMINAR EL
LIMITE ENTRE LAS ROCAS
FACTIBLES DE DERRUMBAR.
• SE HAN DESARROLLDO MODELOS PARA
SUPERFICIES DE
PROCEDIMIENTOS
ESTABILIDAD DE
FALLA QUE PLANTEANDE ANÁLISIS PARA LA
PORBLOQUES LIMITADOS
PLANOS DE DISCONTINUIDADES GEOLÓGICAS
(FALLAS, FRACTURAS).
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COLAPSO DE BANCOS DE 20 metros
Mina Chuquicamata (12 millones de toneladas)
• UNA METODOLOGÍA DE
RECURRIR A LA
ANÁLISIS
ALTERNATIVA
EXPERIENCIA
IMPLICA
ACUMULADA EN DIFERENTES
FAENAS MINERAS PARA
SOBRE ALTURA, ÁNGULO
OBTENER DATOS
DE TALUD, Y SU
ESTABILIDAD EN EL TIEMPO.
• LO ANTERIOR HA PERMITIDO DESARROLLAR
MODELOS DE COMPORTAMIENTO DE TALUDES
EN FUNCIÓN DE SU ESTABILIDAD.
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• LA INFORMACIÓN RELACIONADA CON EL
ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE TALUDES
EN PROFUNDIDAD ES ESCASA.
• ALGUNAS
CONCLUIR
CURVAS
PARA UN
DE DISEÑO PERMITEN
DETERMINADO FACTOR
DE SEGURIDAD Y ALTURA,
TALUD CORRESPONDIENTE.
EL ÁNGULO DE
• EN GENERAL ESTAS CURVAS NO ENTREGAN
INFORMACIÓN PARA PROFUNDIDADES
MAYORES A TRESCIENTOS METROS.
ANTECEDENTES SOBRE TALUDES
DE GRAN DIMENSION
F.S . =1.0
F.S . = 1.1
100 200 300
PROFUNDID A D m400
• LAS TÉCNICAS DE
INVARIABLEMENTE REDUCEN LA
EQUILIBRIO LIMITE
CONDICIÓN
DE EQUILIBRIO DE LAS ROCAS EXCAVADAS A
UN FACTOR DE SEGURIDAD.
• ESTE FACTOR SE EXPLICITA COMO EL
LOSCUOCIENTE ARITMÉTICO ENTRE
ESFUERZOS EN PRO DEL DESLIZAMIENTO DE
LOS TALUDES Y LOS
RESISTENTES INVOLUCRADOS.
ESFUERZOS
• EN GENERAL, SI EL FACTOR DE SEGURIDAD ES
IGUAL O MAYOR QUE 1.0 EL TALUD ES
ESTABLE, Y SI EL CUOCIENTE ES MENOR QUE1.0 LA ROCA DE DICHO TALUD ES INESTABLE.
T
W
N
ESTABILIDAD DE TALUDES DESCOHESIVOS
T = W sen
N = W cos
= (W/A)cos
C + tan
F.S. = Fuerzas Resistentes / Fuerzas Actuantes
F.S. = /T = (C + tan) A W sen
F.S. = (CA + tan) W sen
F.S. = (CA + (W/A)cos tan) W sen
F.S. = (CA + Wcos tan) W sen
TERRENO DESCOHESIVO (C=0) :
F.S. = Wcos tan W sen
F.S. = tan tan
Nota:
Para F.S. = 1
PARA MINERÍA A CIELO ABIERTO :
TALUD DE BANCO : F.S. = 1.0 – 1.3
TALUD ENTRE RAMPAS : F.S. = 1.3 – 1.5
Superficie de Rotura de Talud
Superficie de Rotura de Base
Superficie de Rotura de Pie
INCORPORACION DE DATOS:
- LITOLOGIAS
- SISTEMAS DE FRACTURAS
- NIVEL FREATICO
EQUILIBRIO LIMITE DE BISHOP
H
w
N
T
n
Y Centro
R
x
x
hn
PROCEDIMIENTO
SEAN: C, PARAMETROS DEL MATERIAL
R, PARAMETROS DEL CIRCULO DE FALLA
• SE UBICA EL CENTRO DEL CIRCULO DE FALLA
SEGÚN EJE COORDENADO
• SE DIBIDE LA SUPERFICIE DE FALLA EN n
REBANADAS DE ALTURA hn Y ANCHO x
• Wn = (hn) x (X) x (
• Nn = (Wn) x cos(
• Tn = (Wn) x sen(
F.S. = C R ntan n
METODOLOGIA DE EQUILIBRIO LIMITE
SOFTWARE SLIDE
FACTOR DE SEGURIDAD
ZONIFICACION DE LA ESTABILIDAD DE
TALUDES PARA UNA EXCAVACION OPEN PIT
ANALISIS DE ESTRUCTURAS PARA
ESTABILIDAD DE TALUDES
• EN LOS MACIZOS ROCOSOS, LOS MODOS EN
QUE FALLA EL MACIZO Y LA ESTABILIDAD
DEL MISMO SON CONTROLADAS EN UNA GRAN
MANERA POR LA
DISCONTINUIDADES
INTERSECCION DE LA S
PRESENTES, CON LA
SUPERFICIE DE EXCAVACION.
• ESTAS DISCONTINUIDADES AL
LAS SUPERFICIES DEINTERSECTARSE CON
EXCAVACION PUEDEN FORMAR BLOQUES QUE
NO REVISTAN NINGUN PELIGRO PARA LA
OPERACIÓN, PERO OTRAS
CONFIGURACIONES DE BLOQUES PUEDEN SER
DE REAL PELIGRO PARA LA OPERACIÓN.
CUÑAS Y BLOQUES EN CONDICION DE
DESLIZAMIENTO POTENCIAL
EXCAVACION
INSEGURA
CONCENTRACION DE POLOS Y
PLANOS DE LAS ESTRUCTURAS PRINCIPALES
ANALISIS PROBABILISTICO DE
DESLIZAMIENTO DE CUÑAS Y BLOQUES
SOFTWARE SWEDGE
ZONIFICACION DE TIPOS DE FALLAMIENTOS
SEGÚN LA CONDICION ESTRUCTURAL
• DE TODO LO ANTERIOR SE CONCLUYE QUE
LOS ANTECEDENTES BIBLIOGRÁFICOS AHORA
DISPONIBLES PARA DIMENSIONAR O EVALUAR
LA ESTABILIDAD DE
PROFUNDIDAD SÓLO
TALUDES
CONSIDERAN
EN
LA
TÉCNICA DE EQUILIBRIO LIMITE.
• SE DEBE DESTACAR QUE ESTA METODOLOGÍA
NO PERMITE INCLUIR EN EL ANALISIS DE LA
ESTABILIDAD DE UN TALUD:
• LA DEFORMABILIDAD DEL TALUD Y
• LOS SISTEMAS DE ESTRUCTURAS
CONDICIONES DE DEFORMACION
CONSTITUTIVA
ACOMODARSE
EQUILIBRIO.
DE LOS TALUDES DEBE
A UNA NUEVA CONDICIÓN DE
• LO ANTERIOR SE TRADUCE EN UNA CAPACIDAD
DE DEFORMACIÓN DE DICHA ROCA.
• ESTE COMPORTAMIENTO PUEDE SER EVALUADO
DIRECTAMENTE CON LA REPRESENTACIÓN DEL
VECTOR DESPLAZAMIENTO DEL MACIZO ROCOSO,
QUE CONSTITUYE DICHOS TALUDES.
• EN TODA OPORTUNIDAD QUE SE REALIZA UN
PROCESO DE DESCARGA, LA ROCA
TENDENCIA AL DESPLAZAMIENTO
DEL TALUD DE UNA LADERA
DESPLAZAMIENTO DE TALUDES
FACE 1
DESPLAZAMIENTOS < 2 cm.
2 cm. < DESPLAZAMIENTOS < 6 cm.
DESPLAZAMIENTOS > 6 cm:
FACE 2
• VARIACION DEL MODULO DE YOUNG
• EL ACOMODO DE DEFORMACIÓN PODRÍA
CONFINAR ALGÚN SECTOR, POR SOBRE SU
CAPACIDAD INTRINSICA, EN ESTE CASO, SE
PRODUCE UN EVENTO ESPONTÁNEO SIMILAR
AL ESTALLIDO DE ROCA (ROCKBURST) DE LA
MINERÍA SUBTERRÁNEA.
• TAMBIÉN ES LICITO DEDUCIR QUE LA ROCA
PUEDE EXPERIMENTAR UN PROCESO DE
DESCONFINAMIENTO DE SU CONDICIÓN INICIAL
VIRGEN, RAZÓN POR LA CUAL LOS MÓDULOS
DISMINUIDOS PUEDEN ASOCIARSE A MATERIAL
“SUELTO”, ES DECIR, MATERIAL QUE
PROBABLEMENTE EXPERIMENTÓ LOS
MAYORES EFECTOS DE DEFORMACIÓN
• LAS ROCAS, EXPERIMENTAN SIGNIFICATIVAS
MODIFICACIONES DE SU MÓDULO DE
DEFORMACIÓN (E) CONFORME LA MAGNITUD DE
LOS ESFUERZOS QUE LA CONFINAN.
n
E = KPo (3 / Po ) Donde:
E
3 : Esfuerzo confinante.
Po : Presión atmosférica.
K y n : Constantes de la roca.
: Modulo deformación in-situ.
• (*) Formula extractada de documento 'ANALYSIS OF UNDERGROUND
OPENINGS IN ROCK BY FINITE ELEMENT METHODS', FINAL REPORT,
APRIL 1973, U.S. BUREAU OF MINES.
VARIACIÓN DEL MODULO DE DEFORMACIÓN (E)
DECREMENTO DEL MODULO
INCREMENTO DEL MODULO
VARIACION DEL
MODULO DE YOUNG
FACE 1
FACE 2
DECREMENTO DE MODULO
MODULO SIN VARIACION
INCREMENTO DE MODULO
FACE 3
FACTOR DE SEGURIDAD SEGÚNESFUERZOS PRINCIPALES
• UN CRITERIO DE FALLAMIENTO, UNIVERSALMENTE
ACEPTADO POR LA MECANICA DE ROCAS, LO
CONSTITUYE EL CRITERIO DE MOHOR.COULOMB.
• FORMULA UN FACTOR DE SEGURIDAD EN FUNCION
DE LOS ESFUERZOS GENERADOS EN LA ROCA, EL
ANGULO DE FRICCION INTERNA Y LA COHESION
C x cos( x max +min) x sen(
F.S. = x max -min)
FACE 1
FACE 2
FACTOR DE SEGURIDAD > 1.2
1.0 < FACTOR DE SEGURIDAD < 1.2
FACTOR DE SEGURIDAD < 1.0
FACE 3
FACTOR DE
SEGURIDAD
FACTOR DE
SEGURIDAD
CONDICION
IN-SITU
CONDICION
HUMEDA
PRODUCTIBIDAD DE TALUDES
SE BASA ENEL AUMENTO DE LA PRODUCION
MEDIANTE LA VERTICALIDAD DE LOS
TALUDES, EN BASE A:
• UTILIZACIÓN DE TECNICAS DE PRECORTE
• CONTROL ESTRUCTURAL
•BARRERAS DE CONTENCION
• SOSTENIMIENTO OPCIONAL Y/O PUNTUAL
ESPECIFICACIONES PARA APLICACIÓN DEL
SISTEMA PRECORTE
TALUD GLOVAL SUB-VERTICAL
SOSTENIMIENTO
OPCIONAL
•PERNOSEXTENDIBLES
• CABLES
BARRERAS DE
CONTENCION
- SOSTENIMIENTO DE TALUDES
- PERNOS O CABLES Y CONCRETO LANZADO
CAUSAS DE DESESTABILIZACION
EJEMPLO 01
Determinar la el factor de seguridad para la rotura planar de la siguiente figura:
Solucion
Ejemplo
Determinar el factor de seguridad, mediante los métodos de Fellenius, Bishop y Janbu para el siguiente talud.
Solución por el método Fellenius
Solución por el método Bishop
Solución por el método Janbu
GRACIAS POR SU ATENCION