excavaciones subterraneas

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UCS Ponente: Ing. D Daniel Valderrama Gutiérrez

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tipos de excavaciones

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UCS

Ponente: Ing. D Daniel Valderrama Gutiérrez

1. Excavaciones subterráneas: métodos de diseño Geomecánico

Contenidos:

•Introducción a criterios geomecánicos en el diseño de excavaciones

•Resistencia macizo rocoso (repaso)

•Esfuerzos in-situ

•Esfuerzos inducidos por excavaciones

•Soluciones analíticas

Etapas diseño geomecánicoCaracterización

geomecánica

Modelo mina

Diseño

Implementación

Comportamiento macizoMonitoreo

Back análisis

Proc

eso

de a

náli

sis

en I

ngen

ierí

a de

roc

as

Min

era

Criterios de diseño subterráneos

Esfuerzos

Estructural

Cuantificar el daño y diseñar soporte

Resistencia macizo

Proceso de Escalamiento

UCSLab Caracterización del

Macizo Rocoso

Resistencia del Macizo Rocoso?

Resistencia de Macizo Rocoso

(Hoek and Brown, 1980)

Modelos Constitutivos Macizo Rocoso

A mayor confinamiento: La resistencia máxima aumenta De frágil a dúctil, comportamiento

plástico La resistencia residual aumenta

considerablemente

Ensayos triaxiales en Marble Tenessee, Wawersik and Fairhurst, 1970

Resistencia de Macizo Rocoso

Criterio de Hoek and Brown (1980, 1995)

F/Aa

cibci sm

'3'

3'1

ci

28

100exp

GSImm ib

5.0

9

100exp

a

GSIs

20065.0

0

GSIa

s

GSI >=25 GSI <25

Resistencia a la compresión no confinada roca intacta

Determinación de constantes de Mohr Coulomb

13

1

313

n

13

3

( )n

Balmer (1952)

1

3

3

1

313

1

1

)(21

a

c

ab

cb

am

m

Esfuerzo normal

Esfuerzo de corte

Derivando H-B

GSI > 25, a=0.5

GSI < 25, s=0

Determinación de constantes de Mohr Coulomb

sen

ccm

1

cos2

Resistencia compresión uniaxial del macizo

Valores de c, f son sensible a elección de s3

Ejemplo

sig3 sig1 ds1/ds3 sign tau signtau signsq0.10 14 22.5 0.7 2.9 2.1 0.50.20 17 19.9 1.0 3.5 3.4 1.00.39 20 20.9 1.3 4.1 5.3 1.70.78 26 15.1 2.3 6.1 14.2 5.51.56 35 10.9 4.4 9.2 40.2 19.03.13 49 8.0 8.2 14.3 116.9 66.86.25 70 6.0 15.3 22.2 340.2 235.1

12.50 101 4.5 28.6 34.2 976.9 817.1

a

cibci sm

'3'

3'1

ci

28

100exp

GSImm ib

5.0

9

100exp

a

GSIs

20065.0

0

GSIa

s

GSI >=25 GSI <25

Resistencia a la compresión no confinada roca intacta

GSI= 62

mi= 24

sci= 100

Ejemplo de calculoy = 1.1266x + 3.3619

R2 = 0.9869

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

-5.0 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0

esfuerzo normal (Mpa)

esfu

erzo

de

cort

e (M

pa)

Serie1

Lineal (Serie1)

c 3.4 Mpatanfi 48 °UCS (macizo) 17.71 Mpa

Ejercicio: calcule las ctes de M-C con 3 diferentes parámetros señalando a que tipo de roca y con que características tendría, con respecto a estos parametros necesitados. (GSI, mi, Sci)

Ángulo de Fracturamiento y Esfuerzo Principal Relación entre la magnitud del

esfuerzo principal y el ángulo de fracturamiento

Esta relación permite entender el modo de falla Macizo rocoso Estructura

El Angulo de mayor debilidad se produce en:

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Falla en macizo rocoso