Análisis_de_estabilidad_presas_de_relaves

7/22/2019 Anlisis_de_estabilidad_presas_de_relaves

1/10

1. INTRODUCCIONLos depsitos de relaves han ido creciendo en tamao en las ltimas dcadas debido aexplotaciones mineras de mayores dimensiones y mayores tasas de operacin, a la necesidad

de concentrar la disposicin en pocos lugares (ojal uno) de manera de reducir el reaafectada y el impacto ambiental, entre otros factores.

Esto ha llevado paulatinamente al diseo de depsitos de gran altura (Alarcn y Barrera, 2003)y capacidad, donde alturas de muros sobre 150 m son hoy comunes. Teniendo en cuenta quela estabilidad de estas obras es uno de los elementos claves en el diseo, pues no puedenpresentar fallas debido al altsimo impacto ambiental y a la seguridad de la poblacin, es quela metodologa para evaluar la estabilidad de estas obras ha ido evolucionando. En el casochileno, l anlisis de estabilidad ha avanzado en el conocimiento de los siguientes aspectos:

i. Caracterizacin geotcnica de los materiales de construccin y suelo de fundacin.ii. Caracterizacin de la sismicidad del rea y determinacin los sismos de diseo.iii. Identificacin de los mtodos de anlisis ms adecuados.

iv. Modelacin numrica de las obras y de la fundacin.

De esta manera se ha ido generando una cultura o prctica del anlisis de estabilidad de estasobras. El presente artculo entrega una sntesis de la evolucin de esta metodologa durantelos ltimos 25 aos en el pas, un detalle de los mtodos de equilibrio lmite, los mtodos deanlisis dinmicos ms usados y describe la prctica actual en Chile, entregando los criteriosusados para seleccionar el mtodo ms apropiado.

ANALISIS DE ESTABILIDAD DE PRESAS DE RELAVE-PRACTICA

CHILENA

Sergio Barrera V.Consultor Presas de Relaves,ARCADIS [email protected]

Jos Campaa Z.Ingeniero Geotcnico,ARCADIS [email protected]

RESUMENEl presente artculo entrega una sntesis de la prctica aplicada actualmente en el anlisisde estabilidad de presas de relaves en la mayora de los grandes depsitos de Chile.Asimismo se incluye una descripcin de la evolucin de esta prctica en los ltimos 25 aos.


2/10

2. EVOLUCION

Los primeros mtodos de estabilidad consideraban unanlisis de equilibrio lmite (MEL) del talud de la presa.Con este fin se consideraba una superficie circular dedeslizamiento a priori, se divida en varias dovelas y secomparaban las fuerzas solicitantes con las fuerzasresistentes de los materiales de construccin yfundacin, tal como se ilustra en la Figura N1. El usomasivo de computadores en la dcada del 70 permitiextender la aplicacin de los MEL.

Adicionalmente, el mtodo de elementos finitos (MEF)comenz a ser utilizado (presa de Colbn). Estos primeros programas eran bsicos yconsideraban un comportamiento lineal elstico de los materiales. En 1973 aparece el cdigoQUAD-4, de elementos finitos (MEF) el que evala la respuesta ssmica de depsitos de sueloy estructuras de tierra considerando un comportamiento elstico no lineal de los materiales. Seaplica en Chile por primera vez en 1981, al anlisis de estabilidad de los muros de arenas deldepsito de relaves Talabre de Chuquicamata (Barrera & Obilinovic, 1982).

En 1978, Makdisi & Seed propone un mtodo simplificado para determinar las deformacioneshorizontales mximas permanentes en una presa como consecuencia de un evento ssmico.Este mtodo fue ampliamente adoptado debido a su simplicidad y facilidad de uso. Estemtodo es alternativo al propuesto por Newmark previamente.

En 1984 se aplica en Chile por primera vez al anlisis de estabilidad de una presa de relave(Embalse Trtolas) el mtodo de diferencias finitas (MDF) en dos dimensiones, con el cdigodenominado DSAGE. Este cdigo es posteriormente conocido como FLAC1. Adems, con laincorporacin de rutinas que modelan el incremento de las presiones de poros durante unsismo, se logra un avance en el anlisis, pues permite evaluar el riesgo de licuacin.

En 1997 se aplic por vez primera elanlisis dinmico 3D a una presa de

relaves en Chile, utilizando elprograma FLAC 3D (Lara & Barrera,1999), para la presa Quillayes de 175m de altura y ubicada en el estrechovalle de Cuncumn. En la dcada del2000 se incorporan programasalternativos como el PLAXIS,aplicable al caso de presas deemprstito y enrocado. La tabla N1resume los anlisis dinmicoefectuados a las grandes presas derelaves en Chile

3. METODOS DE EQUILIBRIO LIMITE (MEL)

3.1 Generalidades del mtodo

Estos mtodos son los ms utilizados en la prctica para el clculo de estabilidad de taludes yse basan fundamentalmente en una consideracin de equilibrio plstico lmite. Se handesarrollado una gran variedad de mtodos, los cuales en su mayora se basan en dividir lapotencial masa de deslizamiento en un cierto nmero de dovelas o rebanadas, tal como seilustra en la figura N1. Las fuerzas que actan sobre cada dovela deben encontrarse en

1Fast Lagrangian Analysis of Continua

Surface of firm stratumDrain

Homogeneous Embankment

Surface of firm stratumDrain

Homogeneous Embankment

Figura N1: Ejemplo de dovelas entalud homogneo.

Tabla 1: Anlisis Dinmicos Presas de Relave

Ao Depsito Mina1981 Talabre Chuquicamata1984 Las Trtolas Los Bronces1991 El Torito El SoldadoS/I Los Leones Andina

1993 Ovejera Andina1997 Quillayes Los Pelambres1997 Pampa Pabelln Collahuasi2002 Peralte Quillayes (198m) Los Pelambres2003 Peralte Pampa Pabelln (110m) Collahuasi2004 El Mauro (240m) Los Pelambres

S/I: informacin pendiente


3/10

equilibrio, tanto para cada dovela, como para la totalidad de la masa deslizante. Algunosmtodos consideran slo equilibrio de fuerzas, otros slo de momento y otros satisfacenambas fuerzas. Las hiptesis del Mtodo de Equilibrio Lmite son:

El suelo sigue una ley de comportamiento Mohr-Coulomb: =c+ntan(') y la resistencia semoviliza total y simultneamente a lo largo de la superficie de deslizamiento,

El Factor de Seguridad (FS) de la componente cohesiva y friccionante del material es igualpara todos los suelos involucrados en la superficie de deslizamiento y es el mismo paratodas las dovelas,

Se debe verificar el equilibrio de cada dovela como para toda la masa de suelopotencialmente deslizante,

La primera formulacin del mtodo corresponde a la propuesta por Fellenius (1927), en dondepostul que la resistenciaal corte movilizado parasatisfacer la condicin deequilibrio lmite quedadeterminada por laexpresin (1).

La solucin del problema se encuentra indeterminado, razn por lo cual es necesario introducirhiptesis sobre la direccin, magnitud y/o posicin del punto de aplicacin de algunas de lasfuerzas actuantes. Los MEL ms comunes son: Felleniuos, Bishop Simplificado, JanbuSimplificado, Janbu Generalizado, Spencer, Morgenstern-Price, GLE, Corps of Engineers y Lowe-

Karafiath. De los mtodos indicados, el ms preciso es el de Morgenstern-Price, pero sucomprensin y aplicacin es laboriosa. En cambio, el de Bishop Simplificado, obtiene muypoca diferencia con los mtodos precisos. Whitman & Bailey (1967) analizaron en detalle elMtodo Simplificado de Bishop, concluyendo que el error cometido al utilizar este mtodofrente a otros ms rigurosos es inferior al 7%, siendo en general menor a un 2%.

3.2 Anlisis ssmico (seudoesttico)

El camino ms simple para incluir los efectos del sismo es considerar que las fuerzas

inducidas por ste son incorporadas como fuerzas horizontales en el anlisis. La magnitud dela fuerza horizontal FHes tomada igual al peso de la masa que desliza, multiplicada por uncoeficiente kh que representa al sismo, transformndolo en un problema seudoesttico.Aunque en la realidad el sismo impone fuerzas horizontales y verticales, diversos autoresrecomiendan no incluir estas ltimas en el anlisis.

El coeficiente ssmico kh, es un valor emprico que depende entre otros factores, de laaceleracin horizontal mxima de campo libre, las caractersticas del sismo (magnitud,profundidad, contenido de frecuencias, etc.,), dimensiones de la obra (volumen potencial masadeslizante y condiciones de borde), existencia de poblados, instalaciones y equipos quepuedan verse afectados. Diversos autores han propuesto valores y expresiones paradeterminar el valor de kh, algunas de las cuales se indican en la tabla N2.

Como es posible observar, existe una amplia gama de posibilidades para adoptar el valor dekh, pero exceptuando la expresin propuesta por Saragoni, todas fueron desarrolladas sinincluir las particularidades de los sismos chilenos.

( )FS

cn

mov

'tan'

+= (1)

Donde:

mov= Resistencia al corte movilizada,

n=esfuerzo efectivo normal en la base dela dovela,

c,= Cohesin, ngulo de friccin interna,FS= Factor de seguridad,


4/10

Tabla N2: Coeficientes Ssmicos

Autor kh Observacin

Terzaghi (1950)kh =0.1, kh =0.2 y

kh=0.5Para sismos severos, violentos y destructivos,y sismos catastrficos respectivamente,

kh=amax/g Si amax2 m/s2Noda & Uwave

(1976) kh=0.33(amax/g)0.33

Si amax > 2m/s2

kh=0.10,FSssmico1.15

Grandes deslizamientos y sitios cercanos a la fuente ssmica,capaz de generar un sismo de Magnitud 6.5

Seed (1979)kh=0.15,

FSssmico1.15Grandes deslizamientos y sitios cercanos a la fuente ssmica,capaz de generar un sismo de Magnitud 8.5

Seed (1980)kh=0.15

FSssmico1.15

Siempre que no exista una prdida significativa de resistenciade los materiales durante el sismo (suelos arcillosos, arenasdrenadas y suelos no-cohesivos densos). Adems, sugiereverificar deformaciones con mtodo de Newmark (1965)

Marcuson (1981)kh=0.33amax/g, a

kh=0.5amax/gConsidera posible amplificacin amortiguamiento

Krinitzsky et.al(1993), Taniguchi& Sasaki (1986)

kh=0.65amax/g Recomendada para deslizamiento de magnitud intermedia,

kh=amax/g Para un talud pequeo.

kh=0.65amax/g Deslizamiento de magnitud intermedia,

Seed & Martin

(1966), Dakuolas& Gazetas (1986) Idem Seed (1979) Grandes deslizamientos,

Hynes-Griffin &Franklin (1984)

kh=0.5amax/gPara presas y con FS=1, concluy que la presa no estarsujeta a deformaciones importantes.

kh=0.3amax/g Si amax6.6 m/s2

Saragoni (1993)kh=0.22(amax/g)

0.33Si amax > 6.6 m/s

2

Kramer (1996) kh=0.5amax/gApropiado para muchos taludes, pero acota que no es unaregla general.

Division of Minesand Geology,California (1997)

kh=0.15 -

3.3 Comparacin entre Mtodo de Equilibrio Lmite (MEL) y Elementos Finitos (MEF)

Al aplicar MEL a todas las posibles superficies de deslizamiento se obtiene como resultado elmenor FS, que corresponder al FS del talud. Por otra parte, al utilizar MEF lo que se obtienees el campo de esfuerzos y de deformaciones del talud, pero no un FS. Para obtener esteltimo valor y poder compararlo con el obtenido por MEL, lo comn es aplicar la tcnica dereduccin de esfuerzo. Esta tcnica empleada inicialmente por Zienkiewicz (1975), consiste endisminuir las propiedades resistentes de los materiales involucrados en el talud por un FS

(c*=c/FS y tan*= tan/FS) y de esta forma obtener un nuevo campo de deformaciones ytensiones. Si no se alcanza la convergencia para un nmero de iteraciones predeterminado ose verifican extensas zonas plastificadas, se asume que el talud tiene el FS utilizado parareducir las propiedades resistentes. Trabajos de Dawson et al.(1999) y Griffiths&Lane (1999)concluyen que al utilizar MEL se obtiene un FS levemente inferior al obtenido al utilizar MEF.

4. ANALISIS DINAMICO

Tradicionalmente el anlisis dinmico de presas de relave se ha abordado utilizando losmtodos lineal equivalente, programa QUAD4 u otro, y el mtodo no-lineal directo, programaFLAC. A continuacin se incluye un resumen de las principales caractersticas de estoscdigos.

4.1 Cdigo QUAD4

El programa QUAD4 (Idriss et al, 1973) es un cdigo de clculo que utilizando MEF evala larespuesta ssmica, asignando valores de mdulo de corte (G) y razn de amortiguamiento (D),dependientes del nivel de deformacin de cada elemento, utilizando el mtodo lineal equivalente.


5/10

El mtodo consiste en suponer valores iniciales de D y G en las diversas regiones del modelo enestudio, luego para cada elemento finito se registra la deformacin angular que presenta y consta se determinan nuevos valores de D y G desde curvas de evolucin obtenidas en laboratoriopara cada tipo de material presente en el modelo (figura N2). El proceso se repite hasta que losvalores de D y G sean constantes, es decir, compatibles con las deformaciones y estas seranrepresentativas de la respuesta real del sitio.

0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10

Deformacin angular, (%)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

G/Gmax

Envolvente inicial

Calibracin Modelo

0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10

Deformacin angular, (%)

0

10

20

30

Amortiguamiento,

D(%)

Envolvente inicial

Calibracin Modelo

Figura N 2: Ejemplo de curvas de variacin G/Gmax y D con la deformacin angular.

4.2 Cdigo FLAC

FLAC utiliza diferencias finitas y la no linealidad de losmateriales en forma directa (solucin explicita). En lamayora de los anlisis se utiliza un modelo elsto-plsticoperfecto para representar el comportamiento de losmateriales constitutivos de la presa. Los mdulos de corte(G) pueden ser obtenidos utilizando, por ejemplo, elmodelo hiperblico y el amortiguamiento (D), se incorporade dos maneras: en forma implcita a travs de la curvatensin-deformacin, en la medida que haya plastificacindel suelo (figura N3) y en forma directa al incorporar un

valor adicional por amortiguamiento viscoso, ya que larama elstica no considera el desarrollo de amortiguamientos. Este valor depende de lapresin de confinamiento y el tipo de material, para arenas pueden ser del orden de un 5%para presiones de confinamiento de aproximadamente 40 ton/m2. Adems, incorporando unadecuado modelo de variacin de presin de poros por efecto de cargas cclica, es posibledeterminar zonas susceptibles de presentar licuacin. La figura N4 muestra dos ejemplos dela salida grfica para una presa de relaves.

Figura N4-A: Desplazamientos horizontalesremanentes por sismo de diseo.

Figura N4-B: Zonas susceptibles de presentarlicuacin.

Los parmetros geotcnicos que deben ser determinados para utilizar este cdigo son:densidad, permeabilidad (kxy ky), cohesin, ngulo de friccin interna, resistencia no-drenada,

evolucin de mdulo de deformacin en carga (tipo Es=K[3]n), en carga-recarga, evolucin

del mdulo volumtrico (tipo B=Kb[3]m). Segn los materiales involucrados tambin se debe

determinar la evolucin de la presin de poros por cargas cclicas, calibrados con ensayos delaboratorio, coeficiente de consolidacin, etc.

Energa Disipada

Figura N3: Representacinmodelo elstico-plstico perfecto

- - Arenas Seed & Idriss__ Arenas Via del Mar

(Bard et all)

- - Arenas Seed & Idriss__ Arenas Via del Mar

(Bard et all)


6/10

5. PRACTICA CHILENA

Como punto de partida a este captulo cabe establecer que, en trminos estrictos, no existepropiamente tal una prctica chilena oficial para el anlisis de estabilidad de presas, decualquiera ndole que ellas sean. Pero tomando en cuenta los mtodos aplicados en lamayora de los grandes depsitos de relaves construidos a partir de la dcada de 1980, se haconsiderado esta muestra como representativa de la prctica chilena. Cabe destacar ademsque, en esta muestra, la metodologa es muy similar y presenta, como era de esperar, unafuerte influencia de los mtodos aplicados a nivel internacional.

La prctica chilena en el anlisis de estabilidad de presas de relaves se puede sintetizar endos diagramas que se aplican para los mtodos de equilibrio lmite y los de anlisis dinmico.

5.1 Mtodos de Equilibrio Lmite (MEL)

Los anlisis de estabilidad con MEL se usan habitualmente en todas las presas. Sonconsiderados suficientes (es decir, no se requiere anlisis dinmico) para presas con alturasmximas menores a 40m y capacidades medias a menores, es decir, menores a 50x10 6m3(valor referencial que puede variar por condiciones particulares del sitio).

El Cuadro 1 entrega el diagrama de flujo con los pasos a seguir para el anlisis de estabilidadde una presa de relaves. Para su aplicacin se identifica la siguiente informacin bsica:

Antecedentes del depsito: historia de la mina, poblacin ubicada aguas abajo, cuencaaportante y manejo de las crecidas, capacidad final, altura mxima,

Caracterizacin geotcnica de los materiales de construccin y fundacin, en particular ladegradacin de las propiedades debido a cargas cclicas

Identificacin de solicitaciones: riesgos geolgicos, riesgo ssmico, etapas de crecimiento,nivel fretico en la presa durante la operacin y abandono - fluctuaciones probables.

Con esta informacin se procede directamente al anlisis esttico. Si el FS es superior a 1.5,el diseo se considera seguro y se procede con el anlisis seudoesttico.

La determinacin del valor del coeficiente ssmico ha sido una permanente fuente dediscusiones, derivada inevitablemente de su definicin. Pero las ventajas prcticas del mtodoseudoesttico y la evidencia emprica que diseos adoptando valores lmites han funcionado,lo mantienen vigente. En el tem 3.2 se incluye la Tabla N2 con los valores propuestos pordistintos autores. En la literatura proveniente de Norteamrica se ha hecho muy popular que elcoeficiente ssmico est en el rango de 0.5 a 0.67amx. La aplicacin de estos valores para larealidad sudamericana (y particularmente chilena) lleva a valores del coeficiente ssmico muyaltos y que no se condicen con la experiencia prctica. Esto es una consecuencia directa delas caractersticas de los sismos de esta parte del mundo que presentan altas aceleracionesmximas y altas frecuencias, difiriendo notablemente con los sismos de Norteamrica y, enparticular, de la zona de California.

Como consecuencia de lo anterior es que se recomienda para Chile derivar el valor de khde la

expresin propuesta por Saragoni (1993), con un valor mnimo de kh=0.15 para el diseo depresas de relave. Adems, el valor finalmente adoptado debe ser seleccionado en formacriteriosa, considerando el ambiente ssmico, el impacto del deslizamiento, el volumen de lapotencial masa a deslizar, frecuencia del sismo, amplificacin, etc.

Si el FS es superior o igual a 1.1, el diseo se considera seguro y se procede con laestimacin de las deformaciones mximas permanentes aplicando el mtodo de Makdisi &Seed o Newmark. Para este fin se requiere disponer del espectro de respuesta del sitio defundacin, en funcin del amortiguamiento. Si el valor determinado de deformacin vertical esmenor o igual que el 50% de la revancha operacional y, alternativamente, no supera el 1 a 2%


7/10

de la altura total mxima de la presa, se considera un diseo seguro y se procede con laverificacin del anlisis postsismo.

El anlisis postsismo consiste en la aplicacin del MEL considerando las propiedadesresiduales de los materiales de construccin y fundacin. Si el FS es mayor o igual a 1.0, eldiseo se considera finalmente seguro. Si este anlisis postsismo u otro de los anteriores nocumple con los valores mnimos indicados o, la importancia, tamao, capacidad de la obra as

lo aconsejan, se procede a la ejecucin del anlisis dinmico formal.

5.2 Anlisis Dinmico (AD)

Los anlisis de estabilidad con AD se aplican habitualmente en todas las grandes presas, ycuando el MEL no cumple con todas las exigencias indicadas en el Cuadro 1. El Cuadro 2entrega el diagrama de flujo con los pasos a seguir para el AD de una presa de relaves. Parasu aplicacin se identifica la siguiente informacin bsica:

Propiedades geotcnicas dinmicas y estticas del material de construccin y fundacin(incluida la resistencia cclica de los materiales),

Acelerogramas de los sismos representativos del sector,

Definicin previa del tipo de anlisis: 2D 3D

Adicionalmente y para proceder con el anlisis esttico se debe seleccionar un modelo decomportamient para cada tipo de material (o Ley Constitutiva), entre los cuales se tienen:Modelo Hiperblico, Modelo Strain-Hardening, Modelo Cam-Clay, Modelos Hipoplsticos,Modelos especfico, etc. Se debe seleccionar el modelo de acuerdo al tipo de material, verificarque el modelo representa en forma adecuada el comportamiento tensin-deformacin de losmateriales, uso de los resultados de los ensayos triaxiales para calibrar el modelo y en caso deser necesario, formular un modelo especfico. Se realiza un primer anlisis esttico con elobjetivo de determinar los niveles freticos en rgimen permanente, los campos de esfuerzos ydeformaciones, identificacin de zonas plastificadas, determinacin de FS mediante la tcnicade reduccin de esfuerzo. En este anlisis el FS es slo referencial.

Con el resultado anterior, se procede al anlisis dinmico, utilizando los acelerogramasseleccionados, determinando nuevamente el campo de esfuerzos y deformaciones, las zonas

plastificadas y las zonas con altas presiones de poros y con alto potencial de licuacin. Si ladeformacin vertical es menor o igual que el 50% de la revancha operacional y,alternativamente, no supera el 1 a 2% de la altura total mxima de la presa, se considera undiseo seguro. No obstante, si existen extensas zonas con alto potencial de licuacin, se debehacer un anlisis de sensibilidad y si procede, un refuerzo del sistema de drenaje y/o aumentarla densificacin de los materiales a objeto de disminuir el riesgo de licuacin.

6. CONCLUSIONES Y PROPOSICIONES

A continuacin se resumen las principales conclusiones obtenidas durante el proceso deanlisis de la metodologa aplicada en el anlisis de estabilidad de los grandes depsitos derelaves, adems de las recomendaciones propuestas:

En presas relaves de altura inferior a 40m, es suficiente disear con Mtodos de Equilibrio

Lmite, utilizando los algoritmos de Bishop Simplificado, Spencer o Morgenstern-Price.

La determinacin del coeficiente ssmico debe ajustarse a las caractersticas ssmicas delrea. Para el caso chileno se recomienda aplicar la expresin propuesta por Saragoni(1993), con un mnimo de kh=0.15 y kv=0.0. La aceleracin mxima (amax) de campo libre seobtiene de un estudio de Riesgo Ssmico. Si el diseo es conceptual, utilizar zonificacinssmica de la norma Nch 433.

En presas de relaves de altura superior a 40m e inferior a 75m, disear preliminarmentecon mtodos de equilibrio lmite y verificar deformaciones con mtodo de Makdisi & Seed o


8/10

Newmark. En el caso de las presas de relaves, el nivel de densificacin de las arenascicloneadas y el control del nivel fretico exigido ser aquel que disminuya al mnimo oelimine el riesgo de licuacin,

Para presas de relaves de altura superior a 75m, disear preliminarmente con mtodos deequilibrio lmite y verificar con anlisis dinmico formal, con cdigos de diferencias finitas oelementos finitos. Se debe modelar considerando las etapas de crecimiento, llenado,

vaciado rpido (si corresponde), condiciones climticas extremas (crecidas, aporte delluvias), sismos de operacin y abandono, etc.

Los FS mnimos recomendados son: FSesttico 1.5; FSssmico 1.1; FSpostsismo1.0,

En el caso de presas con muros de arena de relave, disear con altos estndar de calidady altos factores de seguridad (FS>5) el sistema de drenaje basal,

Cualquiera sea el mtodo que se emplee, los parmetros geotcnicos utilizados en eldiseo deben estar respaldados por ensayos de laboratorio, ensayos de terreno, anlisiscomparativo con materiales de similares caractersticas reportados en la literatura tcnica yel juicio experto del Especialista Geotcnico.

7. REFERENCIAS

Alarcn, J.C., Barrera, S., (2003). Dams of Great Height, a Challenge. Symposium of Tailings, ICOLD,Montreal.

ARCADIS Geotcnica, Base de Datos de varios proyectos.Bard, E., Nicolau, R., Verdugo, R., Anabaln, ME., Campaa, J., (2003). Modelo Geotcnico para el

Diseo y Construccin de un Tnel Ferroviario en Via del Mar. 12ava

Conferencia Panamericana deMecnica de Suelos e Ingeniera Geotcnica. Vol.2 pp 1405-1410, Cambridge USA.

Barrera, S. y Obilinovic, H., (1982). "Anlisis Dinmico de la Presa Norte de Talabre", Primer CongresoChileno de Ingeniera Geotcnica, SOCHIMSYF, Santiago, Chile, PP.387- 404.

Dawson, E., Roth, W., Drescher, A., (1999). Slope Stability Analysis by Strength Reduction.Gotechnique 49, N6, pp 835-840.

Day, R., (2001), Geotechnical Earthquake Engineering Handbook. McGraw-Hill Ed.Griffiths, D., Lane, P., (1999). Slope Stability Analysis by Finite Elements. Gotechnique 49, N3, pp

387-403.

IDIEM- Universidad de Chile (1997). Fundaciones y Estabilidad de Obras de Tierra. Curso de reciclaje.Lara, J.L., Gmez, P.,& Barrera, S., (1999). Anlisis Dinmico Tridimensional de la Presa de Arena de

Relaves Quillayes Pelambres-Chile, XI Conferencia Panamericana sobre Mecnica de Suelos e

Ingeniera Geotcnica, Foz do Iguau, Brasil.Makdisi, F.I., & Seed, H.B., (1978). Simplified Procedure for Estimating Dam and Embankment

Earthquake-Induced Deformations. JGED, ASCE, Vol. 104, No. GT7.Mostyn, G., Small, J., (1987). Methods of Stability Analysis. Proceedings of an Extension Course on

Soil Slope Instability an Stabilisation, Walker & Fell Edit, pp 71-120.Saragoni, R., (1996). Anlisis del Riesgo Ssmico para la Reconstruccin del Puerto de Valparaso. 6

Jornadas Chilenas de Sismologa e Ingeniera Ssmica, Vol II, Santiago, Chile.Valenzuela, L., Barrera, S., (2003). Seismic Design of Los Quillayes Tailings Dams in Chile. 12

ava

Conferencia Panamericana de Mecnica de Suelos e Ingeniera Geotcnica. Vol.2, Cambridge, USA.


9/10

FS 1.0

ANALISIS ESTATICO

Mtodos de Equilibrio Lmite (MEL)

Bishop Simplificado, Janbu

Spencer, Morgenstern-Price

FS1.5NO

SI

Modificar Seccin y/o

Tipo de MaterialConstruccin

ANALISIS SEUDOESTATICO(MEL)

Bishop Simplificado

Spencer, Morgenstern-Price

INPUT

SELECCIONAR COEFICIENTE

SEUDOESTATICO khy kv

INPUT

FS 1.1

SI

NO

ANALISIS DE DEFORMACIONESSIMPLIFICADO (Makdisi & Seed Newmark)

Superficies de deslizamiento profundasy superficiales

ANALISIS DINAMICO FORMAL(ver diagrama adjunto)

Deformaciones admisibles

Licuacin baja a nula

INPUT

NO

NO

INPUT

INFORMACION BASICA- Caracterizacin Geotcnica de Materiales de

Construccin y Fundacin, Degradacin de

propiedades por cargas cclicas,- Identificacin de solicitaciones:

Riegos geolgicos,

Riesgo Ssmico (PGA, MCE)

Etapas de crecimiento

Nivel Fretico durante la Operacin y Abandono -

fluctuaciones probables

CRITERIOS

Valor mnimo recomendable kh=0.15

Saragoni (1993):

kh=0.3amax, si amax0.673g

kh=0.22*(amax/g)0.333, si amax>0.675g

Seleccin criteriosa de kh, considerando el

ambiente ssmico, el impacto del deslizamiento, elvolumen de la potencial masa a deslizar,frecuencia del sismo, amplificacin, etc.

kv=0

INFORMACION BASICA

Espectro de respuesta del sitio de fundacin, paradistintos niveles de amortiguamiento

DEFORMACIN

VERTICAL

50% Revancha y


10/10

ANALISIS ESTATICO

Determinacin niveles freticos en

rgimen permanente,

Determinar campo de esfuerzos ydeformaciones,

Identificar zonas plastificadas,

Determinar Factor de Seguridad,

ANALISIS DINAMICO MEDIANTE DIFERENCIASFINITAS O ELEMENTOS FINITOS

Modificar Seccin y/o

Especificaciones del tipode material construccin

SELECCIONAR MODELO DE ANALISIS

PARA CADA TIPO DE MATERIAL

(Ley Constitutiva)

Modelo Hiperblico, Strain-Hardening,

Modelo Cam-Clay,

Modelos Hipoplsticos,

INPUT

SELECCIONAR ACELEROGRAMAS

Aceleracin mxima y duracin del sismo,

Sismo de alto contenido de frecuencias,

Sismo de bajo contenido de frecuencias,

Potencial destructivo,

INPUT

MODELO GENERACION DE PRESIONES

DE POROS POR CARGAS CICLICAS

Calibrar modelo seleccionado con ensayostriaxiales cclicos y/o corte cclico u otrosimilar,

INPUT

NO

NO

SI

Deformaciones

admisibles

DISEO SEGURO

ANALISIS DINAMICOCon los acelerogramas seleccionados y tomando como base

el campo de deformaciones esttico:

Determinar campo de esfuerzos y deformaciones,

Identificar zonas plastificadas,

Identificar zonas con licuacin,

SI

DEFORMACIN VERTICAL

50% Revancha y

Análisis_de_estabilidad_presas_de_relaves

Documents

Transcript of Análisis_de_estabilidad_presas_de_relaves