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A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 1
CURSO GEOMECNICA APLICADA en
MINERA A CIELO ABIERTO
Preparado por:
Ricardo Seplveda S.
Ingeniero Consultor Senior
Gerente de Ingeniera A. Karzulovic & Asoc. Ltda.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 2
TIPOS DE MATERIAL &
MODELOS GEOMECNICOS
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 3
R(q)
q
MATERIAL ISTROPO
qq oRR
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 4
q
MATERIAL ANISTROPO
R(q)
R1
R2
qq 12 RRR
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 5
q
MATERIAL DIRECCIONAL
R(q)
R1 R2
qq 12 RRR
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 6
MATERIAL HOMOGNEO
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 7
MATERIAL HETEROGNEO
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 8
MATERIAL CONTINUO
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 9
MATERIAL DISCONTINUO
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 10
MATERIAL REAL
6 1.5 m
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 11
COMPORTAMIENTO
CARGA-DEFORMACIN-RESISTENCIA
Carg
a
Deformacin
ELASTICO
Carg
a
Deformacin
ELASTO-PLASTICO
Carg
a
Deformacin
RIGIDO-PLASTICO
Carg
a
Deformacin
Carg
a
Deformacin
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 12
CALIZAS PLEGADAS
MINA A RAJO ABIERTO
EN LATINOAMERICA
(1999)
Ejemplo 02
DIscontinuo
ANISOTROPO
NO
ELASTICO
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 13
CONCEPTOS DE MACIZO ROCOSO
& EFECTOS DE ESCALA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 14
MACIZO ROCOSO
ROCA CON VARIAS
ESTRUCTURAS
ROCA CON UNA NICA
ESTRUCTURA
ROCA INTACTA
A. Pinto (1993)
SCALE EFFECTS IN ROCK MASSES 93
A. A. Balkema
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 15
VOLUMEN DE TESTIGOS CILNDRICOS DE ROCA
ENSAYADOS EN LABORATORIO
Dimetro Altura Volumen
38 mm 76 mm 8.610-5 m3
50 mm 100 mm 2.010-4 m3
75 mm 150 mm 6.610-4 m3
100 mm 200 mm 1.610-3 m3
150 mm 300 mm 5.310-3 m3
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 16
Testigos de roca de gran dimetro, obtenidos mediante tronadura con
precorte (shot core drilling), a la izquierda, y mediante perforacin de gran
dimetro (calyx drilling), a la derecha.
Jumikis, A. (1983)
ROCK MECHANICS
Trans tech Publications
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 17
VOLUMEN DE TESTIGOS CILNDRICOS
DE ROCA DE GRAN TAMAO
Dimetro Altura Volumen
0.5 m 1.0 m 0.2 m3
1.0 m 2.0 m 1.6 m3
1.5 m 3.0 m (?) 5.3 m3
1.8 m 3.6 m (?) 9.2 m3
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 18
Pilar de carbn despus de fallar
por efecto de un ensayo de
compresin uniaxial in situ.
Bieniawski, Z. & Van Heerrden (1975)
The significance of in situ tests on large rock specimens
Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstrt.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 19
ES
FU
ER
ZO
A
XIA
L (M
Pa
)
0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0.00
20
15
10
5
0
DEFORMACIN AXIAL UNITARIA
Vol = 1.0 m3
w/h = 2.8
UCS = 20.6 MPa
E = 3.6 GPa
N = 0.7 GPa
E/UCS = 175
Curva completa carga-deformacin resultante de un ensayo de compresin uniaxial
in situ, sobre un pilar de carbn de seccin cuadrada (1.4 m x 1.4 m).
Bieniawski & van Heerden (1975)
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 20
Ensayo triaxial in situ de un bloque
de basalto de gran tamao (Basalt
Nuclear Waste Isolation Project,
Hanford, USA).
Bieniawsky, Z. (1987)
STRATA CONTROL IN MINERAL ENGINEERING
J. Wiley & Sons
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 21
VOLUMEN DE ROCA ASOCIADO
A ENSAYOS IN SITU
Tipo de Ensayo In Situ Volumen
Presiometro/Dilatmetro 1100 m3
Corte Directo 1101 m3
Carga con Gatas (Jacking) 3101 m3
Placa de Carga 1102 m3
Carga con Cable (C. Jacking) 3102 m3
Presin en Tneles 5102 m3
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 22
QUE VOLUMEN DE ROCA ESTA ASOCIADO AL PROBLEMA QUE
ESTUDIAMOS ?
QUE MODELO DE MACIZO ROCOSO CONSIDERAMOS VALIDO ?
QUE PROPIEDAD GEOMECNICA DEL MACIZO NOS INTERESA ?
ES PRECISO PROVOCAR LA RUPTURA DEL VOLUMEN ENSAYADO ?
QUE VOLUMEN DE ROCA DEBERAMOS ENSAYAR ?
QUE VOLUMEN DE ROCA PODEMOS ENSAYAR ?
COMO PODEMOS ESCALAR LOS RESULTADOS PARA OBTENER VALORES APROPIADOS PARA EL VOLUMEN QUE NOS INTERESA ?
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 23
VOLUMEN DE ROCA ASOCIADO A
PROBLEMAS DE MINERA A RAJO ABIERTO
Problema Volumen
Estabilidad Banco-Berma 51003 a 51004 m3
Estabilidad Taludes Interrampa 51005 a 51006 m3
Estabilidad Talud Global 51007 a 51008 m3
Mina Chuquicamata (2001) 11010 m3
(2021) 31010 m3
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 24
50 m
30 m
5
100 m
150 m
7
15 m
8 m
4
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 25
Al definir un volumen de macizo
rocoso, implcitamente estamos
tambin definiendo el tamao de
los trozos de roca y de las estructuras que conforman este
volumen a estudiar.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 26
10-1 100 101 102 103 104
PERSISTENCIA DE LA ESTRUCTURA GEOLOGICA, P ( m )
VETILLAS SELLADAS
EN ANDESITA PRIMARIA,
MINA SUBTERRNEA,
CHILE
10-1 m < P < 100 m
ZONA DE CIZA-
LLE, EN META-
SEDIMENTOS,
MINA A RAJO
ABIERTO, CHILE
103 < P < 104 m
ESTRUCTURAS
ESTRUCTURAS MAYORES,
CRATER DE SUBSIDENCIA,
MINA SUBTERRANEA,
CHILE
102 m < P < 103 m
ESTRUCTURAS DELIMITAN
MOLDE DEJADO POR LA
CAIDA DE UN BLOQUE,
MINA SUBTERRANEA,
CANADA
100 m < P < 101 m
ESTRUCTURA MAYOR QUE
DEFINE UN PLANO DE DES-
LIZAMIENTO, MINA A RAJO
ABIERTO, II REGION, CHILE
101 m < P < 102 m
ESTRUCTURA MAYOR
QUE DELIMITA EL DAO
EN CALLE UCL,
MINA SUBTERRNEA,
CHILE
101 m < P < 102 m
FALLA GEOLOGICA,
MINA SUBTERANEA,
CHILE
103 m < P < 104 m
FALLA REGIONAL,
MINA A RAJO ABIERTO,
CHILE
P > 104 m
ESTRUCTURAS MAYORES DELIMITAN
MOLDE DEJADO POR LA CAIDA DE UN
BLOQUE, MINA SUBTERRNEA, CHILE
102 m < P < 103 m
DISCONTINUIDADES MENORES ESTRUCTURAS MAYORES
FALLAS GEOLOGICAS
FALLAS REGIONALES
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 27
DISCONTINUIDADES DE DISTINTA ESCALA
Orden L (m) s (m) t (m) f (grados)
1er > 104 > 103 > 102 15 a 25
2o 103 a 104 102 a 103 101 a 102 20 a 25
3er 102 a 103 101 a 102 100 a 101 25 a 35
4o 101 a 102 100 a 101 - - - - - - - 30 a 40
5o 100 a 101 10-1 a 100 - - - - - - - 35 a 45
6o 10-1 a 100 10-2 a 10-1 - - - - - - - 40 a 55
7o < 10-1 < 10-2 - - - - - - - - - - - - - -
Pusch, R. (1995)
ROCK MECHANICS ON A GEOLOGICAL BASE
Elsevier
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 28
MODELO DE MACIZO ROCOSO:
Conjunto de bloques de roca, cuya geometra queda
definida por las estructuras presentes en el sector
estudiado y que, para un estado tensional dado,
pueden presentar distintos grados de trabazn, desde
sueltos o mal trabados a muy trabados y apretados.
Al aumentar el nmero de bloques por unidad de
volumen aumenta la blocosidad del macizo, mientras
que al disminuir el nmero de bloques el macizo se
hace ms masivo.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 29
20 m
BLOQUES
CALLE
ESTRUCTURA DE
PRIMER ORDEN
Modelo de Macizo Rocoso (ESCALA 4)
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 30
MACIZO ROCOSO
A ESCALA 1 ( 100 m3 < Vol < 101 m3 )
PROBETA DE
ROCA INTACTA
MACIZO ROCOSO
A ESCALA 2 ( 101 m3 < Vol < 102 m3 )
MACIZO ROCOSO
A ESCALA 0 ( 10-1 m3 < Vol < 100 m3 )
AUMENTA
EL EFECTO
DE ESCALA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 31
Modos de Ruptura de este Modelo de Macizo Rocoso:
CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
(tpico de macizos competentes)
SIN NINGN CONTROL ESTRUCTURAL
(tpico de macizos muy poco competentes)
AU
ME
NT
A E
L G
RA
DO
DE
FR
AC
TU
RA
MIE
NT
O
DIS
MIN
UY
E E
L IN
DIC
E R
QD
DIS
MIN
UY
E L
A C
AL
IDA
D G
EO
TE
CN
ICA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 32
PROPIEDADES GEOMECNICAS
DE LA ROCA INTACTA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 33
PROPIEDADES DE LA ROCA INTACTA:
Porosidad, n (%)
Propiedades Peso Unitario, g (ton/m3) o (kN/m3)
Indice Relaciones de Fase
Degradabilidad
Traccin, TS o sci (MPa)
Resistencia Compresin Uniaxial, UCS o sci (MPa)
Compresin Triaxial, c (MPa) y f (grados)
Propiedades Deformabilidad Velocidad Prop. Ondas, VP y VS (m/s)
de Ingeniera Mdulos Elsticos, E (GPa) y n
Conductividad Hidrulica
Otras Propiedades
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 34
(a) (b)
EJEMPLO DE RUPTURA CON CONTROL ESTRUCTURAL QUE IMPIDE CONSIDERAR EL
RESULTADO OBTENIDO COMO VALIDO O REPRESENTATIVO DE LA RESISTENCIA DE LA
ROCA INTACTA.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 35
250 200 150 100 50 300 0 0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5 R
ES
IST
EN
CIA
UN
IAX
IAL
DE
L T
ES
TIG
O
RE
SIS
TE
NC
IA U
NIA
XIA
L D
E U
N T
ES
TIG
O D
E D
IAM
ET
RO
50
mm
DIAMETRO DEL TESTIGO (mm)
Mrmol
Caliza
Granito
Basalto
Lava Basaltica-Andestica
Gabro
Norita
Diorita cuarcfera
2.0
50
50
dUCS
UCSd
s
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 36
RESISTENCIA EN COMPRESIN TRIAXIAL
Hoek & Brown (1980) Method to estimate the strength
of rock masses
Hoek (1983) Modified the method
Hoek & Brown (1988) Updated the method
Hoek et al. (1992) Modified the method to be applied
to very poor quality rock
Hoek et al. (1995-1998) Developed the GSI index
This paper presents the Hoek-Brown criterion in a form that has been
found practical for surface mines, where rock mass properties are
particularly sensitive to stress relief and blast damage.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 37
ExamplesField Estimate of Strength
Point Load
Index
(MPa)(MPa)
TermGrade
Stiff fault gougeIndented by thumbnail0.25 - 1Extremely
WeakR0
Highly weathered or altered rock, shaleCrumbles under firm blows with point of a geo-
logical hammer, can be peeled by a pocket knife1 - 5
Very
WeakR1
Chalk, claystone, potash, marl, siltstone,
shale, rocksalt
Can be peeled with a pocket knife with difficulty,
shallow indentation made by firm blow with point
of a geological hammer
5 - 25WeakR2
Concete, phyllite, schist, siltstone
Cannot be scraped or peeled with a pocket knife,
specimen can be fractured with a single blow
from a geological hammer1 - 225 - 50
Medium
StrongR3
Limestone, marble, sandstone, schistSpecimen requires more than one blow of a
geological hammer to fracture it2 - 450 - 100StrongR4
Amphibolite, sandstone, basalt, gabbro,
gneiss, granodiorite, peridotite , rhyolite,
tuff
Specimen requires many blows of a geological
hammer to fracture it4 - 10100 - 250Very
StrongR5
Fresh basalt, chert, diabase, gneiss,
granite, quartzite
Specimen can only be chipped with a geological
hammer.> 10> 250Extremely
StrongR6
Table 1:
FIELD ESTIMATES OF UNIAXIAL COMPRESSIVE STRENGTH
ExamplesField Estimate of Strength
Point Load
Index
(MPa)(MPa)
TermGrade
Stiff fault gougeIndented by thumbnail0.25 - 1Extremely
WeakR0
Highly weathered or altered rock, shaleCrumbles under firm blows with point of a geo-
logical hammer, can be peeled by a pocket knife1 - 5
Very
WeakR1
Chalk, claystone, potash, marl, siltstone,
shale, rocksalt
Can be peeled with a pocket knife with difficulty,
shallow indentation made by firm blow with point
of a geological hammer
5 - 25WeakR2
Concete, phyllite, schist, siltstone
Cannot be scraped or peeled with a pocket knife,
specimen can be fractured with a single blow
from a geological hammer1 - 225 - 50
Medium
StrongR3
Limestone, marble, sandstone, schistSpecimen requires more than one blow of a
geological hammer to fracture it2 - 450 - 100StrongR4
Amphibolite, sandstone, basalt, gabbro,
gneiss, granodiorite, peridotite , rhyolite,
tuff
Specimen requires many blows of a geological
hammer to fracture it4 - 10100 - 250Very
StrongR5
Fresh basalt, chert, diabase, gneiss,
granite, quartzite
Specimen can only be chipped with a geological
hammer.> 10> 250Extremely
StrongR6
Table 1:
FIELD ESTIMATES OF UNIAXIAL COMPRESSIVE STRENGTH
cis
Grade according to Brown (1981)
Point load tests on rocks with a uniaxial compressive strength below 25 MPa are likely to yield highly ambiguous results.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 38
Peridotite (25 5)Diabase (15 5)Porphyries (20 5)Hypabyssal
Tuff (13 5)Breccia (19 5)Agglomerate (19 3)Pyroclastic
Obsidian (19 3)Dacite (25 3)
Basalt (25 5)
Rhyolite (25 5)
Andesite 25 5Lava
Volcanic
Gabbro 27 3
Dolerite (16 5)
Norite 20 5
Dark
Granite 32 3 Diorite 25 5
Granodiorite (29 3)Light
Plutonic
Slates 7 4Phyllites (7 3)Schists 12 3Gneiss 28 5Foliated *
Amphibolites 26 6Migmatite (29 3)Slightly Foliated
Quartzites 20 3Hornfels (19 4)
Metasandstone (19 3)Marble 9 3Non Foliated
Chalk 7 2Organic
Anhydrite 12 2Gypsum 8 2Evaporites
Dolomites (9 3)Micritic Limestones (9 2)Sparitic Limestones (10 2)Crystalline Limestones (12 3)Carbonates
Non-Clastic
Claystones 4 2
Shales (6 2)
Marls (7 2)
Siltstones 7 2
Greywackes (18 3)Sandstones 17 4
Conglomerates (21 3)
Breccias (19 5)Clastic
Very FineFineMediumCoarse
Texture
GroupClassRock
Type
Table 2:VALUES OF THE CONSTANT mi FOR INTACT ROCKNOTE THAT VALUES IN PARENTHESIS ARE ESTIMATES
Peridotite (25 5)Diabase (15 5)Porphyries (20 5)Hypabyssal
Tuff (13 5)Breccia (19 5)Agglomerate (19 3)Pyroclastic
Obsidian (19 3)Dacite (25 3)
Basalt (25 5)
Rhyolite (25 5)
Andesite 25 5Lava
Volcanic
Gabbro 27 3
Dolerite (16 5)
Norite 20 5
Dark
Granite 32 3 Diorite 25 5
Granodiorite (29 3)Light
Plutonic
Slates 7 4Phyllites (7 3)Schists 12 3Gneiss 28 5Foliated *
Amphibolites 26 6Migmatite (29 3)Slightly Foliated
Quartzites 20 3Hornfels (19 4)
Metasandstone (19 3)Marble 9 3Non Foliated
Chalk 7 2Organic
Anhydrite 12 2Gypsum 8 2Evaporites
Dolomites (9 3)Micritic Limestones (9 2)Sparitic Limestones (10 2)Crystalline Limestones (12 3)Carbonates
Non-Clastic
Claystones 4 2
Shales (6 2)
Marls (7 2)
Siltstones 7 2
Greywackes (18 3)Sandstones 17 4
Conglomerates (21 3)
Breccias (19 5)Clastic
Very FineFineMediumCoarse
Texture
GroupClassRock
Type
Table 2:VALUES OF THE CONSTANT mi FOR INTACT ROCKNOTE THAT VALUES IN PARENTHESIS ARE ESTIMATES
IGN
EO
US
SE
DIM
EN
TA
RY
ME
TA
MO
RP
HIC
* For specimens tested normal to bedding or foliation. The value of mi will be significantly different if failure occurs along a weakness plane.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 39
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
sci (MPa)
0
5
10
15
20
25
30
35m
i
ALTERACION POTASICA
ALTERACION SERICITICA
ALTERACION CLORITICAALTERACION SERICITICA
INTENSAALTERACIN SERICTICA
INTENSA
ALTERACIN SERICTICA
ALTERACIN POTSICA
ALTERACIN CLORTICA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 40
Quartz -sericite alteration
Pe
rce
nta
ge
un
iaxia
l co
mp
ressiv
e s
tre
ng
th
0
20
40
60
80
100
Porphyry
Andesite
Quartz-monzonite porhpyry
Andesite
Light Moderate Intense Very Intense
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 41
USO DEL PROGRAMA ROCDATA
Ejemplo 03
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 42
DETERMINACION DE LOS
MODULOS ELASTICOS.
Lambe & Whitman (1969)
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 43
RELACIONES ENTRE LOS
MODULOS ELASTICOS.
Hunt (1984)
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 44
MODULOS DINAMICOS Hunt (1984)
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 45
Goodman (1989) Lambe & Whitman (1969)
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 46
Calculo de las Propiedades de la Roca Intacta:
(1) Realizar ensayos de compresinm uniaxial (5 a 10) para
determinar UCS y los mdulos elsticos E y n.
(2) Realizar ensayos triaxiales para un mnimo de 5 presiones de
confinamiento, y de modo que se alcance ewl 40% al 50% de
UCS. Se recomienda repetir a lo menos una vez cada ensayo
(o sea 2 ensayos x cada presin de confinamiento).
(3) Utilizar estos resultados para determinar los parmetros del
criterio de Hoek-Bown. Se recomienda emplear el software
ROCDATA y usar el mtodo simplex. Deber verificarse que
los resultados son razonables (e.g. mi < 36).
Ejemplo Prctico 03.1
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 47
Ejemplo Prctico 03.2
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 48
ESTRUCTURAS Y SUS
PROPIEDADES
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 49
PARAMETROS GEOMETRICOS
MANTEO
DIRECCION DE MANTEO
TRAZA O EXTENSIN
ESPACIAMIENTO
GAP
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 50
Mquina de corte directo fija en laboratorio (tomada de Franklin & Dusseault (1989)).
Mquina de corte directo porttil (tipo Hoek, tomada de Franklin & Dusseault (1989)).
Ensayo de corte directo in situ sobre planos de
estratificacin, en un talud de reservorio en Grecia (tomada de Franklin & Dusseault 1989)). Esquema del montaje tpico de un ensayo de corte
directo in situ (tomada de Franklin & Dusseault (1989)).
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 51
Montaje para la ejecucin
de ensayos de corte
directo sobre estructuras
con un rea expuesta de
unos 400 cm2.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 52
Estructura despus del ensayo. Estructura antes del ensayo.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 53
RESIS
TENCIA
RESID
UAL
RESIS
TENC
IA P
EAK
cp
ea
k
fpeak
fres
sn
CONDICION PEAK
CONDICION RESIDUAL
Curva carga-deformacin
para un valor dado del es-
fuerzo normal efectivo.
u
cres
RESIS
TENCIA
RESID
UAL
RESIS
TENC
IA P
EAK
cp
ea
k
fpeak
fres
sn
CONDICION PEAK
CONDICION RESIDUAL
Curva carga-deformacin
para un valor dado del es-
fuerzo normal efectivo.
u
cres
RESISTENCIA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 54
0.1 1 10 100 1000 10000 100000
EXTENSION DE LA DISCONTINUIDAD, L (m)
15
20
25
30
35
40
45
50
55
AN
GU
LO
DE
FR
ICC
ION
(g
rad
os)
LA SALBANDA ARCILLOSA
SE HACE MUY IMPORTANTE
LA SALBANDA ARCILLOSA
SE HACE MUY IMPORTANTE
Efecto de escala en el valor peak del ngulo de friccin de estructuras de
distinta extensin, conforme con lo valores reseados por Pusch (1997).
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 55
PROPIEDADES TIPICAS
Joints c = 75 a 150 kPa f = 30o a 35
Joints en Roca Argilizada c = 25 a 100 kPa f = 22o a 30
Fallas con Salbanda Arcillosa c = 0 a 50 kPa f = 18o a 25
Zonas de Falla con Salbanda c = 25 a 75 kPa f = 20o a 30
y Roca Brechizada
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Interpretacin Prctica de la Informacin Geolgica:
(1) Obtener la definicin de dominios estructurales y el patrn
caracterstico de cada dominio: Sets, Orientacin, Trazas,
Espaciamientos, Rellenos, Competencia.
(2) Obtener mapa de estructuras mayores.
(3) Obtener caractersticas de infiltracin de aguas subterrneas.
Ejemplo Prctico 04.1
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Ejemplo Prctico 04.2: RAJO SUR SUR de DIVISION ANDINA (cortesa Suptcia. Geologa Mina)
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Ejemplo Prctico 04.3: RAJO SUR SUR de DIVISION ANDINA (cortesa Suptcia. Geologa Mina)
Modos de Falla con Control Estructural
(Hoek & Bray (1981))
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MACIZOS ROCOSOS Y SU
CARACTERIZACIN
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EL PROBLEMA ES DEFINIR UNA CALIFICACION
DE LA COMPETENCIA DEL MACIZO ROCOSO QUE
PERMITA EL ESCALAMIENTO:
Prop. Macizo Rocoso = Fact. Escala Prop. R. I.
RQD
FF
RMR (Bieniawski)
Factor de Escala
RMR (Laubscher)
Q
GSI
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Ejemplo Prctico 05.1
Modo de Clculo del RQD
(Deere (1989))
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Indice RMR
Bieniawski (1989)
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Indice RMR
Laubscher (1996)
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GEOLOGICAL STRENGTH INDEX
The strength of a jointed rock mass depends on the properties of the
intact rock pieces and also upon the freedom of these pieces to slide
and rotate under different stress conditions. This freedom is controlled
by the geometrical shape of the intact rock pieces as well as the
condition of the surfaces separating the pieces. Angular rock pieces
with clean, rough discontinuity surfaces will result in a much stronger
rock mass than one which contains rounded particles surrounded by
weathered and altered material.
The Geological Strength Index (GSI), introduced by Hoek (1994) and
Hoek et al. (1995) provides a system for estimating the reduction in
rock mass strength for different geological conditions.
This system is presented in Table 3, for blocky rock masses, and Table
4 for schistose metamorphic rocks.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 65
Table 3:
Characterisation of a blocky rock masses
on the basis of particle interlocking and
discontinuity condition.
After Hoek, Marinos and Benissi (1998).
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 66
Table 4:
Characterisation of a schistose metamorphic
rock masses on the basis of foliation and
discontinuity condition.
(After M. Truzman, 1999).
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AL CALIFICAR LA COMPE-
TENCIA DEL MACIZO ROCO-
SO ES PRECISO CONSIDE-
RAR UN RANGO DE VALO-
RES, YA QUE DIFICILMENTE
ESTA CORRESPONDERA A
UN SOLO VALOR.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 68
CALIFICACION GEOMECANICA DE MACIZOS ROCOSOS:
- Roca grantica relativamente competente
- Presenta una resistencia en compresin uniaxial de 80 a 120 MPa.
- El ndice RQD se ubica en el rango de 50% a 75%.
- Presenta de 4 a 8 fract./m, las que se observan planas o poco
ondulosas (escala mtrica), y de poca rugosidad (escala
centimtrica).
- Los sistemas estructurales definen bloques de roca con un tamao
tpico del orden de 0.5 m, mayoritariamente con forma cbica.
- El macizo rocoso se encuentre seco.
Ejemplo Prctico 06.1
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GENERALIZED HOEK-BROWN CRITERION
, are the maximum and minimum efective stresses at
failure
is the value of the Hoek-Brown parameter m for the rock mass
, are constants which depend upon the rock mass cha-
racteristics
is the uniaxial compressive strength of the intact rock
pieces
a
ci
bci sm
s
ssss
''' 331
'
1s'
3s
cis
bm
a s
(1)
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 70
Eq. (1) can be used to generate a series of triaxial test values, simulating full-scale field tests, and a curve fitting process can be used
to derive an equivalent Mohr envelope given by:
, are material constants
is the normal effective stress
is the tensile strength of the rock mass
'
ns
tms
A B
B
ci
tmnciA
s
sss
'
(2)
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 71
In order to use the Hoek-Brown criterion for estimating the strength of
jointed rock masses, three properties of the rock mass have to be estimated:
(1) The uniaxial compressive strength of the intact rock
pieces
(2) The value of the Hoek-Brown constant for these intact
rock pieces
(3) The value of the Geological Strength Index GSI for the rock mass
cis
im
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 72
The Hoek-Brown failure criterion, which assumes isotropic rock and
rock mass behaviour, should only be applied to those rock masses in
which there are a sufficient number of closely spaced discontinuities,
with similar surface characteristics, that isotropic behaviour involving
failure on multiple discontinuities can be assumed. When the structure
being analysed is large and the block size small in comparison, the
rock mass can be treated as a Hoek-Brown material.
Where the block size is of the same order as that of the structure being
analysed or when one of the discontinuity sets is significantly weaker
than the others, the Hoek-Brown criterion should not be used.
In these cases, the stability of the structure should be analysed by
considering failure mechanisms involving the sliding or rotation of
blocks and wedges defined by intersecting structural features. Figure
2 summarises these statements in a graphical form.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 73
Intact Rock
Specimens
USE EQ. 3
One Joint Set
DO NOT USE
HB CRITERION
Many Joints
USE EQ. 1
WITH CAUTION
Heavily Jointed Rock Mass
USE EQ. 1
Two Joint Sets
DO NOT USE
HB CRITERION
Figure 2: Idealised diagram showing the transition from intact to a
heavily jointed rock mass with increasing sample size.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 74
Once the Geological Strength Index has been estimated, the
parameters that describe the rock mass strength characteristics, are
calculated as follows:
28 14
100exp
a
GSImm ib
9 6
100exp o 0
a
GSIs
200
65.0 o 0.5 GSI
a
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 75
For better quality rock masses (GSI > 25), the value of GSI can be
estimated directly from the 1976 version of Bieniawskis RMR, with the groundwater rating set to 10 (dry) and the adjustment for joint orientation
set to 0 (very favourable). If the 1989 version of Bieniawskis classification is used, then GSI = RMR89 - 5 where RMR89 has the groundwater rating set to 15 and the adjustment for joint orientation set to zero.
For very poor quality rock masses the value of RMR is very difficult to
estimate and the balance between the ratings no longer gives a reliable
basis for estimating rock mass strength. Consequently, Bieniawskis RMR classification should not be used for estimating the GSI values for poor
quality rock masses (RMR < 25) and the GSI charts should be used
directly.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 76
DEFORMATION MODULUS
Serafim and Pereira (1983) proposed a relationship between the in situ
modulus of deformation and Bieniawskis RMR. This relationship is based upon back analysis of dam foundation deformations and it has been found
to work well for better quality rocks. However, for many of the poor quality
rocks it appears to predict deformation modulus values that are too high.
Based upon practical observations and back analysis of excavation
behaviour in poor quality rock masses, the following modification to
Serafim and Pereiras equation is proposed for:
4010
10100
GSI
cimE
s(12)
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 77
Figure 5: Deformation modulus versus Geological Strength Index GSI.
Geological Strength Index GSI
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
De
form
atio
n m
od
ulu
s E
- G
Pa
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180 sci = 100 MPa
sci = 50 MPa
sci = 30MPa
sci = 15 MPa
sci = 10 MPa
sci = 5 MPa
sci = 1MPa
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Note that GSI has been substituted for RMR in this equation and that the
modulus Em is reduced progressively as the value of falls below 100.
This reduction is based upon the reasoning that the deformation of better
quality rock masses is controlled by the discontinuities while, for poorer
quality rock masses, the deformation of the intact rock pieces contributes
to the overall deformation process.
Based upon measured deformations, eq. 12 appears to work reasonably
well in those cases where it has been applied. However, as more field
evidence is gathered it may be necessary to modify this relationship.
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MODULO DE DEFORMABILIDAD:
E = bESEISMIC
(Deere et al. (1967)).
E = 2RMR - 100 (RMR > 50, Bieniawski (1978)
E = 10((RMR 10)/40)
(Serafim & Pereira (1983))
EMIN
= 10log(Q)
EMEAN
= 25log(Q) (Barton (1983))
EMAX
= 40log(Q)
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Figure 6: Plot of rock mass strength versus GSI for different excavation methods, after
Abdullatif and Cruden (1983).
Geological Strength Index GSI
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Ro
ck m
ass s
tre
ng
th s
ci -
MP
a
0.1
1
10
100
Excavation method
Dig
Rip
Blast
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EN LA PRACTICA SE ESTA UTILIZANDO CADA VEZ MAS EL METODO DE
HOEK & BROWN, CON LAS CONSIDERACIONES SIGUIENTES:
SE DETERMINAN LOS PARAMETROS mi Y s
ci EN BASE A UNA
CUIDADOSA INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS DE ENSAYOS
TRIAXIALES SOBRE TESTIGOS DE ROCA INTACTA (USUALMENTE UTILIZANDO ROCKDATA).
SE DETERMINA EL RANGO DE VALORES PROBABLES PARA EL INDICE GSI
(USUALMENTE 15 A 20 PUNTOS).
SE DETERMINA EL RANGO DE PRESIONES DE CONFINAMIENTO Y SI SE
TRATA DE UN MACIZO BIEN TRABADO O NO.
SE ESTIMA LA INCERTEZA ASOCIADA A CADA PARAMETRO Y SU POSIBLE
FUNCION DE DISTRIBUCION.
SE EVALUAN LAS PROPIEDADES DEL MACIZO ROCOSO UTI-LIZANDO LA
METODOLOGIA PROPUESTA POR HOEK (1998,99).
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PROBLEMAS :
EL METODO NO SIEMPRE ES APLICABLE.
SE DEFINE UNA RESISTENCIA ISOTROPICA.
PARA MACIZOS MASIVOS Y COMPETENTES EL METODO
DEBE APLICARSE EN FORMA FLEXIBLE.
PARA MACIZOS DE MALA CALIDAD GEOTECNICA, POBRE-
MENTE TRABADOS Y POCO CONFINADOS EL METODO
PUEDE SOBREVALUAR LA RESISTENCIA.
EN EL CASO DE ROCAS ESQUISTOSAS O FOLIADAS EL
METODO DEBE APLICARSE MUY CUIDADOSAMENTE.
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ZONIFICACIN GEOTECNICA
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Ejemplo Prctico 07.1: ZONIFICACIN GEOTECNICA
DE MINA CHUQUICAMATA EN
TERMINOS DEL INDICE GSI
(cortesa Suptcia. Ingeniera Geotcnica)
BLOCKY ROCK MASS + FAIR TO GOOD JOINT CONDITION
BLOCKY ROCK MASS + FOOR JOINT CONDITION
VERY BLOCKY ROCK MASS + GOOD JOINT CONDITION
VERY BLOCKY ROCK MASS + FAIR TO POOR JOINT CONDITION
BLOCKY AND SEAMY ROCK MASS + FAIR TO GOOD JOINT CONDITION
BLOCKY AND SEAMY ROCK MASS + POOR TO VERY POOR JOINT CONDITION
CRUSHED ROCKS MASS + FAIR JOINT CONDITION
CRUSHED ROCKS MASS + POOR TO VERY POOR JOINT CONDITION
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Ejemplo Prctico 07.2: ZONIFICACIN GEOTECNICA RAJO SUR SUR de DIVISION ANDINA EN TERMINOS DEL
INDICE GSI (cortesa Suptcia. Geologa Mina)
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Ejemplo Prctico 07.3: ZONIFICACION GEOTECNICA DEL II PANEL DE LA MINA
RIO BLANCO EN TERMINOS DEL INDICE RMR
(cortesa Suptcia. Geologa Mina, Divisin Andina)
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Ejemplo Prctico 07.4: ZONIFICACION GEOTECNICA DEL SECTOR DON LUIS EN TERMINOS DEL INDICE RMR
(cortesa Suptcia. Geologa Mina, Divisin Andina)
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GEOMECNICA APLICADA EN
MINERA A RAJO ABIERTO
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Mina Chuquicamata, CHILE
Ao 2000
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Mina Zaldivar, CHILE
Ao 1999
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 91
Mina Sur Sur
CHILE
Ao 1995
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 92
30 40 50 60 70 80 90
Slope Inclination, (degrees)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Str
ipp
ing
R
ati
o
b/h
= 0
,05
0,20
0,1
00,15
NEGOCIO MINERO
IMPACTO DE LA INCLINACIN DE
LOS TALUDES, , EN LA RAZN
LASTRE:MINERAL, sr
sr
tan 2 :
b
hOW
WASTE
ROCK
ORE
b
C L h
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 93
h
RESTRICCIONES
GEOMECNICAS
Si el talud es demasiado
alto fallar, por lo que
para un dado hay un
valor mximo permisible
para h
Si el talud es demasiado
empinado fallar, por lo
que para un h dado hay
un valor mximo permi-
sible para
x
superficie
de falla
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 94
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Altura del Talud, h (m)
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Re
sis
ten
cia
al
co
rte /
Esfu
erz
o d
e c
ort
e
= 60
INESTABLE
ESTABLE
35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90
Inclinacin del Talud, (grados)
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Re
sis
ten
cia
al
co
rte /
Esfu
erz
o d
e c
ort
e
h = 100 m
INESTABLE
ESTABLE
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 95
ANGULO CARA
DE BANCO b
ANGULO
INTERRAMPA
r
ALTURA DE
BANCO h b
ANGULO
INTERRAMPA
r
ALTURA
INTERRAMPA h r ANGULO GLOBAL
(OVERALL ANGLE)
o
ALTURA
GLOBAL
(OVERALL)
h o
ANCHO DE
RAMPA
b r
ANCHO DE
BERMA
b
Parmetros que definen la
geometra de un talud minero
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 96
30 40 50 60 70 80 90
Inclinacin del Talud, (grados)
0
50
100
150
200
250
300
350
Alt
ura
d
el T
alu
d, h
(m
etr
os)
2.0
1.0
0.9
0.8
1.1
1.2
1.3
1.4
1.6FS =
Taludes Estables
Taludes Inestables
0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4
Factor de Seguridad
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Nu
mero
d
e
Ob
se
rvac
ion
es
Resultados del anlisis retrospectivo de
taludes estables e inestables en prfido
cuprfero, Rajo Atalaya, Rio Tinto,
Espaa, sugieren que FS 1,30 parece razonable.
Hoek (1969)
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 97
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 98
Criterios de Aceptabilidad
Desde el punto de vista del negocio minero, resulta necesario definir criterios de
aceptabilidad para el diseo geotcnico de los taludes de una mina a rajo abierto. En
otras palabras, es preciso especificar que resulta aceptable en lo que se refiere a la
eventual ocurrencia de inestabilidades y, por otra parte, que es inaceptable.
Comnmente, estos criterios de aceptabilidad se definen en trminos de valores
mnimos o mximos permisibles para uno o ms de los siguientes parmetros:
Factor de seguridad, FS.
Probabilidad de falla, PF.
Desplazamiento acumulado del talud, D.
Tasa de desplazamiento del talud, V.
Consecuencias de una eventual inestabilidad, expresadas en trminos del tonelaje
involucrado, W y/o de la altura de talud comprometida, h c y/o del nmero de rampas
afectadas, nr.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 99
Una revisin de la literatura tcnica, permite concluir que:
Los criterios de aceptabilidad son ms estrictos en el caso de taludes de obras civiles
que en el caso de taludes mineros.
En el caso de los taludes de obras civiles, generalmente el mnimo aceptable para FS
vara entre 1,3 y 1,5, predominando este ltimo valor. Por otra parte, en el caso de
taludes mineros, el mnimo aceptable para FS vara entre 1,2 y 1,5, predominando el
valor 1,3.
En el caso de los taludes de obras civiles, los mximos permisibles para PF varan
entre 0,5% y 20%; mientras que en el caso de los taludes mineros, este rango es de
5% a 30%.
Generalmente los valores mximos permisibles dependen de las posibles
consecuencias de una eventual inestabilidad; aceptndose diseos menos
conservadores cuando las consecuencias de una eventual falla son de poca
importancia. Muchas veces los valores mximos permisibles dependen de si se
cuenta o no con un programa de instrumentacin y control; aceptndose diseos
menos conservadores en la medida que se cuente con este programa (y el mismo
sea adecuado al tamao del talud, posible(s) tipo(s) de inestabilidad(es), y
potenciales consecuencias de una eventual falla).
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 100
La evaluacin de las consecuencias probables de una eventual inestabilidad debe
considerar el tamao de los equipos que operan la mina.
Resultan permisibles inestabilidades relativamente poco importantes, si es que los
tonelajes involucrados son tales que su remocin no requiere el uso de equipos por
ms de una semana, ni tampoco afecte el cumplimiento del plan de produccin.
Ejemplo Prctico: Proyecto Rosario, Iquique, CHILE (Cortesa Grupo Ingeniera Geotcnica Compaa Minera Doa Ins de Collahuasi S. C. M.)
Tomando en cuenta que:
La ocurrencia de inestabilidades a nivel de banco, en la prctica, es inevitable. Conforme
con esto, el criterio de aceptabilidad para el sistema banco-berma no debe definirse en
trminos del factor de seguridad, sino que en funcin de una probabilidad de falla
mxima permisible, considerando en la definicin del ancho de berma la distribucin de
los volmenes de estas inestabilidades menores, de modo que la berma pueda contener
un volumen tal que su probabilidad de excedencia sea pequea. Adems, mientras ms
pequeo sea el volumen afectado por la inestabilidad menor ser su relevancia, y
viceversa. Por lo tanto, la probabilidad de falla mxima permisible ser mayor en el caso
de volmenes pequeos, y menor en caso contrario. Por otra parte, si un banco ubicado
inmediatamente arriba de una rampa sufre una inestabilidad su potencial efecto ser
mayor que el de una inestabilidad similar en un banco no adyacente a una rampa.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 101
Debe tenerse presente el hecho que un banco de pared final deber tener una vida
operacional mayor que un banco de una pared no permanente (expansin).
La ocurrencia de inestabilidades en el talud interrampa tiene un efecto que puede
llegar a ser muy importante y, en lo posible, debe evitarse este tipo de
inestabilidades. Sin embargo, los criterios de aceptabilidad deben, tambin en este
caso, definirse conforme con las consecuencias asociadas a una inestabilidad, las
cuales dependen bsicamente de dos factores: la magnitud de la prdida de rampa,
si la hubiera, y el volumen afectado por la inestabilidad. En este caso el criterio de
aceptabilidad puede definirse en trminos de un valor mnimo permisible para el
factor de seguridad; sin embargo, dada la incerteza asociada a los parmetros
geolgico-geotcnicos resulta tambin necesario definir un lmite mximo para la
probabilidad de falla permisible.
Adems, mientras ms pequeo sea el volumen afectado por la inestabilidad y menor
sea la posible prdida de rampa, menor ser la relevancia de la inestabilidad, y
viceversa. Por lo tanto, la probabilidad de falla mxima permisible ser mayor y el
factor de seguridad mnimo permisible ser menor en el caso de volmenes y
prdidas de rampa pequeas.
Debe tenerse presente el hecho que un talud interrampa de pared final deber tener
una vida operacional mayor que un talud interrampa de una pared no permanente,
cual el caso de una expansin.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 102
VOLUMEN DIRECTAMENTE
AFECTADO POR LA INESTABILIDAD
PERDIDA
DE RAMPA
RAMPA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 103
La ocurrencia de inestabilidades a nivel de talud global tiene un efecto siempre
importante, y si en el sector afectado hay rampas, stas se perdern; adems, los
volmenes afectados por este tipo de inestabilidades sern sustancialmente mayores a
los volmenes asociados a inestabilidades interrampa. En este caso el criterio de
aceptabilidad puede definirse en trminos de un valor mnimo permisible para el factor de
seguridad; sin embargo, dada la incerteza asociada a los parmetros geolgico-
geotcnicos resulta tambin necesario definir un lmite mximo para la probabilidad de
falla permisible. Por otra parte, mientras mayor sea el volumen afectado por la
inestabilidad mayor ser la relevancia de sta, y viceversa. Por lo tanto, el criterio de
aceptabilidad deber ser ms estricto en aquellos casos donde el volumen
potencialmente afectado sea ms importante.
Debe tenerse presente el hecho que un talud global de pared final deber tener una vida
operacional mayor que un talud global de una pared no permanente (adems, en la
prctica los ngulos de talud global solo alcanzan su valor mximo en la condicin de
pared final).
Siempre se mantendrn 2 rampas de acceso hasta el fondo del rajo, independientes
entre s. Si por efecto de alguna expansin hay derrames sobre una rampa, deber
existir la posibilidad de despejar dichos derrames en un periodo no mayor a tres das. Si
no se dispusiera de dos accesos independientes al fondo del rajo, los criterios de
aceptabilidad debern ser ms estrictos, ya que una eventual inestabilidad podra
impedir el acceso al mineral.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 104
En base a consideraciones operacionales y de disponibilidad de equipos, se ha deci-
dido que remociones en masa de hasta 1.000.000 tons pueden ser despejadas sin
mayores complicaciones operacionales ni de planificacin. Si se supone que una
inestabilidad mayor, o sea a nivel de talud interrampa o global, afectara una exten-
sin de pared del orden de 150 m, esto significa que es posible despejar hasta unas
6.500 ton/m sin mayores problemas (definicin vlida para equipos de carguo como
los que considera el Proyecto Rosario: palas de 56 a 73 yd3, cargadores de 28 yd3 y
camiones de 240 a 360 tc; evidentemente, si se aumenta la capacidad de estos
equipos podr aumentarse el tonelaje inestable que resulta admisible).
Se cumplirn rigurosamente las recomendaciones de diseo de los taludes, en lo que
se refiere a : implementacin de medidas de despresurizacin y drenaje; ejecucin
de tronaduras controladas para minimizar el dao inducido en el macizo rocoso;
control del cumplimiento de la lnea de programa en cada banco.
Conforme con todo lo anterior, CMDIC ha definido para el diseo geotcnico de los
taludes del Rajo Rosario los criterios de aceptabilidad que se resumen en la figura de
pgina siguiente.
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0 1 2 3 4 5
Numero de Rampas Afectadas
0
100
200
300
400
Mas
a
Co
mp
rom
eti
da
, w
(k
ton
/m)
FS 1,25 & PF 12%
FS 1,30 & PF 10%
FS 1,35 & PF 8%
FS 1,40 & PF 6%
FS 1,45 & PF 4%
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CARACTERIZACIN GEOTCNICA,
GEOMECNICA E HIDROGEOLGICA
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UN BUEN MODELO
GEOLGICO ES LA BASE DE
UN BUEN MODELO
GEOMECNICO
APROVECHAR LA
EXPLORACIN GEOLGICA
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DEFINICIN DE UNIDADES GEOTCNICAS BSICAS:
LITOLOGA
MINERALIZACIN
ALTERACIN
SECUNDARIA
PRIMARIA
TIPO
GRADO
UNIDADES
GEOTCNICAS
BSICAS
(PROPIEDADES
GEOMECNICAS
DE LA ROCA
INTACTA)
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DEFINICIN DE UNIDADES GEOTCNICAS:
UNIDADES CALIDAD UNIDADES
GEOTCNICAS + GEOTCNICA = GEOTCNICAS
BSICAS DEL MACIZO
ROCOSO
PROPIEDADES INDICE GSI PROPIEDADES
DE LA ROCA DEL MACIZO
INTACTA ROCOSO LABORATORIO (SIN DIRECCIONALIDAD)
ESCALAMIENTO
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Ejemplo 05.a: ZONIFICACIN GEOTCNICA DE LA
MINA CHUQUICAMATA EN TRMINOS
DEL NDICE GSI
Cortesa: Superintendencia Ingeniera Geotcnica
Divisin Chuquicamata
CODELCO
BLOCKY ROCK MASS + FAIR TO GOOD JOINT CONDITION
BLOCKY ROCK MASS + FOOR JOINT CONDITION
VERY BLOCKY ROCK MASS + GOOD JOINT CONDITION
VERY BLOCKY ROCK MASS + FAIR TO POOR JOINT CONDITION
BLOCKY AND SEAMY ROCK MASS + FAIR TO GOOD JOINT CONDITION
BLOCKY AND SEAMY ROCK MASS + POOR TO VERY POOR JOINT CONDITION
CRUSHED ROCKS MASS + FAIR JOINT CONDITION
CRUSHED ROCKS MASS + POOR TO VERY POOR JOINT CONDITION
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TABLE 3: Properties of the rock masses and paleogravels (typical values)
Geotechnical Unit
g mi sci Ei GSI c f E n B G
ton/m3 MPa GPa kPa Degrees GPa GPa GPa
Paleogravels 2.10 100 42 0.60 0.25 0.40 0.24
Fortuna Granodiorite 2.66 31.6 82 33 40 - 60 675 43 9.0 0.26 6.3 3.6
Fortuna Gd. Moderately Sheared 2.51 24.0 30 30 25 - 40 210 33 2.3 0.30 1.9 0.9
Fortuna Gd. Highly Sheared 2.30 20.3 15 7 15 - 25 125 25 0.7 0.33 0.7 0.3
Quartz-Sericitic Rock 2.49 17.9 15 22 70 - 100 825 34 4.5 0.25 3.0 1.8
East P. with Quartz-Sericitic Alt. 2.52 19.7 31 18 40 - 60 365 39 4.9 0.27 3.6 1.9
East P. with Potassic Alt. 2.58 31.3 85 22 55 - 65 770 45 16.6 0.24 10.6 6.7
East P. with Chloritic Alt. 2.62 17.2 84 52 45 - 60 560 45 10.5 0.26 7.3 4.2
East Granodiorite 2.62 26.1 62 34 50 - 60 565 47 10.5 0.25 7.0 4.2
Elena Granodiorite 2.62 26.5 77 40 45 - 60 575 48 10.1 0.26 7.0 4.0
West Porphyry 2.52 19.1 59 29 45 - 60 480 43 8.9 0.26 6.2 3.5
Metasediments 2.67 24.5 45 30 25 - 40 245 35 5.8 0.30 4.8 2.2
Ejemplo 05.b: PROPIEDADES DEL MACIZO ROCOSO Y DE LAS PALEOGRAVAS
MINA CHUQUICAMATA
Cortesa: Superintendencia Ingeniera Geotcnica
Divisin Chuquicamata
CODELCO
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Ejemplo 06.a:
ZONIFICACIN GEOTCNICA
SEGN EL INDICE GSI
RAJO SUR SUR
Cortesa: Superintendencia Geologa Mina
Divisin Andina
CODELCO
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Ejemplo 06.b:
BANCO 4000
PARED OESTE RAJO SUR SUR
DOMINIOS ESTRUCTURAL II
GSI : 50 a 55
FF : 2 a 3 fract./m
Cortesa: Superintendencia Geologa Mina
Divisin Andina
CODELCO
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Ejemplo 06.c:
BANCO 4000, PARED OESTE RAJO SUR SUR, DOMINIOS ESTRUCTURAL II
GSI : 40 a 45
FF : 8 a 14 fract./m
Cortesa: Superintendencia Geologa Mina, Divisin Andina, CODELCO
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DEFINICIN DE ESTRUCTURAS MAYORES:
Son aquellas con una traza suficientemente larga
como para afectar al menos parte importante de un
talud interrampa.
Permite evaluar el potencial riesgo de inestabili-
dades mayores con total o fuerte control estructural
(e.g. macro-cuas), que pudieran afectar la esta-
bilidad de las paredes del rajo.
Permite evitar, o al menos minimizar, direcciones
desfavorables para la orientacin de los taludes.
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DEFINICIN DE ESTRUCTURAS MAYORES:
Posicin
Traza
Espaciamiento tpico (si se trata de una familia)
Manteo (dip)
Direccin de manteo (dip direction)
Material(es) de relleno
Resistencia al corte
Deformabilidad (si hay anlisis numrico)
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Ejemplo 07:
TRAZA DE LA FALLA OESTE
PARED OCCIDENTAL
MINA CHUQUICAMATA
Cortesa:
Superintendencia Ingeniera Geotcnica
Divisin Chuquicamata
CODELCO
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Ejemplo 08:
PLANO DE ESTRUCTURAS MAYORES
RAJO SUR SUR de DIVISIN ANDINA
Cortesa: Superintendencia Geologa Mina
Divisin Andina
CODELCO
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E-3
2000
E-3
000
0
N-80000
N-80500
N-79500
E-3
05
00
E-3
100
0
E-3
150
0
N-82500
N-81500
N-82000
N-81000
N-83000
E-3
2500
NN
Ejemplo 09:
PLANO DE ESTRUCTURAS MAYORES
& POTENCIALES MACRO-CUAS
PROYECTO ROSARIO
Cortesa:
Grupo Ingeniera Geotcnica
Compaa Minera Doa Ins de Collahuasi S. C. M.
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DEFINICIN DE DOMINIOS ESTRUCTURALES:
DEBE tener una muy buena justificacin geolgico-
estructural.
Permite definir las inestabilidades con control es-
tructural que son cinemticamente factibles en los
distintos sectores del rajo.
Permite el diseo del sistema banco-berma.
Permite definir la resistencia direccional del macizo
rocoso.
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DEFINICIN DE DOMINIOS ESTRUCTURALES:
Para cada dominio:
Nmero de sets o familias de estructuras
Importancia relativa (frecuencia/impacto)
Manteo (dip)
Direccin de manteo (dip direction)
Traza
Espaciamiento
Gap
Material(es) de relleno
Resistencia al corte
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DEFINICIN DE DOMINIOS ESTRUCTURALES:
Actualmente en la minera chilena la herramienta
ms utilizada para interpretar y evaluar la informa-
cin geolgico-estructural es el programa DIPS, de-
sarrollado en Canad por el grupo Rocscience.
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Ejemplo 10:
DOMINIOS ESTRUCTURALES
RAJO SUR SUR de DIVISIN ANDINA
Cortesa: Superintendencia Geologa Mina
Divisin Andina
CODELCO
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Ejemplo 11.a:
DOMINIOS ESTRUCTURALES
MINA CHUQUICAMATA
Cortesa:
Superintendencia Ingeniera Geotcnica
Divisin Chuquicamata
CODELCO
ESTANQUES
BLANCOS
ZO
NA
D
E C
IZ
ALLE
BA
LM
AC
ED
A
ME
SA
BI
NO
R O
ES
TE
FO
RT
UN
A
SU
R
AM
ER
IC
AN
AZARAGOZA
FO
RT
UN
AN
OR
TE
ESTANQUES
BLANCOS
ZO
NA
D
E C
IZ
ALLE
BA
LM
AC
ED
A
ME
SA
BI
NO
R O
ES
TE
FO
RT
UN
A
SU
R
AM
ER
IC
AN
AZARAGOZA
FO
RT
UN
AN
OR
TE
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Ejemplo 11.b: Deslizamientos escalonados en bancos de la Pared Oeste de
Mina Chuquicamata, en el Dominio Estructural Fortuna Sur, definidos por
estructuras menores que mantean 40 a 45 hacia el rajo y estructuras mayores que mantean 70 a 75 hacia cerro adentro.
Cortesa: Superintendencia Ingeniera Geotcnica
Divisin Chuquicamata
CODELCO
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Ejemplo 11.c: Deslizamientos planos en bancos de la Pared Este de Mina Chuquicamata,
en el Dominio Estructural Mesabi, definidos por estructuras subverticales.
Cortesa: Superintendencia Ingeniera Geotcnica
Divisin Chuquicamata
CODELCO
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CARACTERIZACIN HIDROGEOLGICA APLICADA:
Define nivel(es) fretico(s).
Presiones intersticiales residuales (si las hay).
Infiltraciones al rajo (Cuanto? Donde? Cuando?)
Planes de despresurizacin de taludes.
Planes de drenaje del rajo.
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Trayectorias de Flujo
para el Ao 2003
Trayectorias de Flujos
Isocontornos de Niveles Freaticos
Pozo de Monitoreo
Ejemplo de los resultados de
un modelo numrico para
predecir las infiltraciones de
aguas subterrneas a un rajo.
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TIPOS DE INESTABILIDADES
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TIPOS DE INESTABILIDADES EN LOS TALUDES ROCOSOS
CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
CON MUCHO CONTROL ESTRUCTURAL
CON ALGO DE CONTROL ESTRUCTURAL
CON POCO CONTROL ESTRUCTURAL
SIN NINGN CONTROL ESTRUCTURAL
DIM
INU
YE
LA
CA
LID
AD
GE
OT
C
NIC
A
AU
ME
NTA
EL
GR
AD
O D
E F
RA
CT
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AM
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NTA
LA
BL
OC
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IDA
D
AU
ME
NTA
LA
CA
LID
AD
GE
OT
C
NIC
A
DIS
MIN
UY
E E
L G
RA
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NT
O
DIS
MIN
UY
E L
A B
LO
CO
SID
AD
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INESTABILIDADES CON TOTAL
CONTROL ESTRUCTURAL
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INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL:
Deben respetar las restricciones cinemticas que define la
geometra y orientacin relativa de los taludes respecto a las
estructuras presentes en el macizo rocoso.
Predominan a nivel de banco (estructuras menores), pero
tambin pueden afectar taludes de gran altura (estructuras
mayores).
Se pueden analizar mediante mtodos de equilibrio lmite, bi o
tridimensionales, dependiendo del caso.
Definen el diseo del sistema banco-berma.
Si hay estructuras mayores desfavorablemente ubicadas,
pueden afectar en forma importante el diseo de los taludes del
rajo.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 144
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS PLANOS (1)
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 145
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS PLANOS (2)
Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15,
LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247,
Transportation Research Board, National Research Council, USA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 146
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS PLANOS (3)
Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15,
LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247,
Transportation Research Board, National Research Council, USA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 147
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS PLANOS (4)
Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15,
LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247,
Transportation Research Board, National Research Council, USA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 148
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS PLANOS (5)
Goodman, R. (1989): INTRODUCTION TO ROCK MECHANICS, J. Wiley & Sons
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 149
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (1)
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 150
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (2)
Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15,
LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247,
Transportation Research Board, National Research Council, USA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 151
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (3)
Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15,
LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247,
Transportation Research Board, National Research Council, USA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 152
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (4)
Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15,
LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247,
Transportation Research Board, National Research Council, USA
PWedge
SWedge
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 153
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (5.a)
SWEDGE:
FS = 1,004
PF = 45,4%
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 154
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (5.b)
SWEDGE:
Proyeccin Estereogrfica
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 155
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (5.c)
SWEDGE:
Distribucin de FS
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 156
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (6)
Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15,
LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247,
Transportation Research Board, National Research Council, USA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 157
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (7)
Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15,
LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247,
Transportation Research Board, National Research Council, USA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 158
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (8.a)
Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15,
LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247,
Transportation Research Board, National Research Council, USA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 159
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (8.b)
Hoek, E. & Bray, J. (1981): ROCK SLOPE ENGINEERING, IMM, London
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 160
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (8.c)
Hoek, E. & Bray, J. (1981): ROCK SLOPE ENGINEERING, IMM, London
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 161
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (8.d)
Hoek, E. & Bray, J. (1981): ROCK SLOPE ENGINEERING, IMM, London
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 162
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (8.e)
Hoek, E. & Bray, J. (1981): ROCK SLOPE ENGINEERING, IMM, London
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 163
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (8.f)
Hoek, E. & Bray, J. (1981): ROCK SLOPE ENGINEERING, IMM, London
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 164
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (8.g)
Hoek, E. & Bray, J. (1981): ROCK SLOPE ENGINEERING, IMM, London
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 165
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (8.h)
Hoek, E. & Bray, J. (1981): ROCK SLOPE ENGINEERING, IMM, London
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 166
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (8.i)
Hoek, E. & Bray, J. (1981): ROCK SLOPE ENGINEERING, IMM, London
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 167
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (8.j)
Ejemplo 13:
Plano A: 45/135 fA = 35
Plano B: 45/225 fB = 35
A = B = 0.80
FS = 1,12
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INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (8.k)
Usando SWedge:
FS = 1,143
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 169
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS DE CUAS (9)
Goodman, R. (1989):
INTRODUCTION TO ROCK MECHANICS
J. Wiley & Sons
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 170
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
VOLCAMIENTOS (1)
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 171
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
VOLCAMIENTOS (2)
Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15,
LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247,
Transportation Research Board, National Research Council, USA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 172
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
VOLCAMIENTOS (3)
Goodman, R. (1989):
INTRODUCTION TO ROCK MECHANICS
J. Wiley & Sons
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 173
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
VOLCAMIENTOS (4)
Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15,
LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247,
Transportation Research Board, National Research Council, USA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 174
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
VOLCAMIENTOS (5)
Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15,
LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247,
Transportation Research Board, National Research Council, USA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 175
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
VOLCAMIENTOS (6)
Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15,
LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247,
Transportation Research Board, National Research Council, USA
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 176
INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL
VOLCAMIENTOS (7)
Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15,
LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247,
Transportation Research Board, National Research Council, USA
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LAS INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL
ESTRUCTURAL DEFINEN EL DISEO DEL SISTEMA
BANCO BERMA:
DESLIZAMIENTOS
PLANOS
DESLIZAMIENTOS
DE CUAS
VOLCAMIENTOS
TONELAJES
INESTABLES
( W85% )
VOLUMEN
DE DERRAME
LARGO BASAL
DEL DERRAME
ANCHO
DE BERMA
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Ejemplo 14.1:
PLAUSIBILIDAD DE DESLIZAMIENTOS PLANOS, PROYECTO ROSARIO Cortesa: Grupo Ingeniera Geotcnica, Compaa Minera Doa Ins de Collahuasi S. C. M.
DD 233
DD 278
DD 320
DD 352
DD 30
DD 68
DD 185
Dominio IIDominio I
Dominio IV
Dominio III
DD 155
DD 128
Ld = 6 m.Berma Minimo= 4m.
Ld = 6 m.Berma Minimo= 4m.
Ld = 5 m.Berma Minimo= 4 m.
Ld = 5 m.Berma Minimo= 4 m.
Ld = 6 m.Berma Minimo= 4 m.
Ld = 6 m.Berma Minimo= 4 m.
NO
PLANAR SLIDE
NO
PLANAR SLIDE
NO
PLANAR SLIDE
NO
PLANAR SLIDE
NO
PLANAR SLIDE
NO
PLANAR SLIDE
NO
PLANAR SLIDE
NO
PLANAR SLIDE
Ld = 5.4 m.Berma Minimo= 4 m.
Ld = 5.4 m.Berma Minimo= 4 m.
Ld = 6 m.Berma Minimo= 4 m.
Ld = 6 m.Berma Minimo= 4 m.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 179
Ejemplo 14.2:
PLAUSIBILIDAD DE DESLIZAMIENTOS DE CUAS, PROYECTO ROSARIO Cortesa: Grupo Ingeniera Geotcnica, Compaa Minera Doa Ins de Collahuasi S. C. M.
DD 233
DD 278
DD 320
DD 352
DD 30
DD 68
DD 185
Dominio IIDominio I
Dominio IV
Dominio III
DD 155
DD 128
Ld = 11 m.
Berma Minimo= 8m.
Ld = 11 m.
Berma Minimo= 8m.
Ld = 5 m.
Berma Minimo= 4m.
Ld = 5 m.
Berma Minimo= 4m.
Ld = 6 m.
Berma Minimo= 4m.
Ld = 6 m.
Berma Minimo= 4m.
Ld = 3 m.
Berma Minimo= 2m.
Ld = 3 m.
Berma Minimo= 2m.
Ld = 4 m.
Berma Minimo= 3m.
Ld = 4 m.
Berma Minimo= 3m.
Ld = 5 m.
Berma Minimo=4m.
Ld = 5 m.
Berma Minimo=4m.
Ld = 5 m.
Berma Minimo= 3m.
Ld = 5 m.
Berma Minimo= 3m.
Ld = 5 m.
Berma Minimo=4m.
Ld = 5 m.
Berma Minimo=4m.
Ld = 6 m.
Berma Minimo= 5m.
Ld = 6 m.
Berma Minimo= 5m.
NO
WEDGE
NO
WEDGE
NO
WEDGE
NO
WEDGE
NO
WEDGE
Ld = 4 m.
Berma Minimo=3m.
Ld = 4 m.
Berma Minimo=3m.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 180
Ejemplo 14.3:
PLAUSIBILIDAD DE VOLCAMIENTOS, PROYECTO ROSARIO Cortesa: Grupo Ingeniera Geotcnica, Compaa Minera Doa Ins de Collahuasi S. C. M.
DD 233
DD 278
DD 320
DD 352
DD 30
DD 68
DD 185
Dominio IIDominio I
Dominio IV
Dominio III
DD 155
DD 128
DD 233
DD 278
DD 320
DD 352
DD 30
DD 68
DD 185
Dominio IIDominio I
Dominio IV
Dominio III
DD 155
DD 128
NO
TOPPLING SLIDE
NO
TOPPLING SLIDE
NO
TOPPLING SLIDE
NO
TOPPLING SLIDE
NO
TOPPLING SLIDE
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 181
Ejemplo 14.4:
PLAUSIBILIDAD DE INESTABILIDADES CON CONTROL ESTRUCTURAL, PROYECTO ROSARIO Cortesa: Grupo Ingeniera Geotcnica, Compaa Minera Doa Ins de Collahuasi S. C. M.
DD 233
DD
278
DD 3
20
DD 352
DD
30
DD
68
DD 185
Dom
inio
II
Dom
inio
II
Dom
inio
I
Dom
inio
I
Dominio IV
Dominio IV
Dom
inio
III
Dom
inio
III
DD
155
DD 128
Ld = 11 m.
Berma Minimo= 8m.Ld = 5 m.
Berma Minimo= 4m.
Ld = 6 m.
Berma Minimo= 4m.
Ld = 3 m.
Berma Minimo= 2m.
Ld = 4 m.
Berma Minimo= 3m.
Ld = 5 m.
Berma Minimo=4m.
Ld = 5 m.
Berma Minimo= 3m.
Ld = 5 m.
Berma Minimo=4m.
Ld = 6 m.
Berma Minimo= 5m.
Ld = 4 m.
Berma Minimo=3m.
Ld = 6 m.Berma Minimo= 4m.
Ld = 5 m.Berma Minimo= 4 m.
Ld = 5.4 m.Berma Minimo= 4 m.
Ld = 6 m.Berma Minimo= 4 m.
Ld = 6 m.Berma Minimo= 4 m.
DD 233
DD
278
DD 3
20
DD 352
DD
30
DD
68
DD 185
Dom
inio
II
Dom
inio
II
Dom
inio
I
Dom
inio
I
Dominio IV
Dominio IV
Dom
inio
III
Dom
inio
III
DD
155
DD 128
Ld = 11 m.
Berma Minimo= 8m.
Ld = 11 m.
Berma Minimo= 8m.Ld = 5 m.
Berma Minimo= 4m.
Ld = 5 m.
Berma Minimo= 4m.
Ld = 6 m.
Berma Minimo= 4m.
Ld = 6 m.
Berma Minimo= 4m.
Ld = 3 m.
Berma Minimo= 2m.
Ld = 3 m.
Berma Minimo= 2m.
Ld = 4 m.
Berma Minimo= 3m.
Ld = 4 m.
Berma Minimo= 3m.
Ld = 5 m.
Berma Minimo=4m.
Ld = 5 m.
Berma Minimo=4m.
Ld = 5 m.
Berma Minimo= 3m.
Ld = 5 m.
Berma Minimo= 3m.
Ld = 5 m.
Berma Minimo=4m.
Ld = 5 m.
Berma Minimo=4m.
Ld = 6 m.
Berma Minimo= 5m.
Ld = 6 m.
Berma Minimo= 5m.
Ld = 4 m.
Berma Minimo=3m.
Ld = 4 m.
Berma Minimo=3m.
Ld = 6 m.Berma Minimo= 4m.
Ld = 6 m.Berma Minimo= 4m.
Ld = 5 m.Berma Minimo= 4 m.
Ld = 5 m.Berma Minimo= 4 m.
Ld = 5.4 m.Berma Minimo= 4 m.
Ld = 5.4 m.Berma Minimo= 4 m.
Ld = 6 m.Berma Minimo= 4 m.
Ld = 6 m.Berma Minimo= 4 m.
Ld = 6 m.Berma Minimo= 4 m.
Ld = 6 m.Berma Minimo= 4 m.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 182
INESTABILIDADES SIN NINGN
CONTROL ESTRUCTURAL
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 183
INESTABILIDADES SIN NINGN CONTROL ESTRUCTURAL:
Ocurren nicamente en materiales tipo suelo o en macizos
rocosos muy fracturados y/o de muy mala calidad geotcnica.
Raramente ocurren a nivel de banco, usualmente ocurren en
botaderos y en aquellos sectores donde el macizo est muy
fracturado y/o presenta peor calidad geotcnica.
Se pueden analizar mediante mtodos de equilibrio lmite,
usualmente bidimensionales, y tambin mediante modelos
numricos (elementos finitos / diferencias finitas).
Definen el diseo del talud en aquellos sectores donde hay
suelos o el macizo rocoso est muy fracturado y/ presenta
una muy mala calidad geotcnica.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 184
INESTABILIDADES SIN NINGN CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS (1)
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 185
INESTABILIDADES SIN NINGN CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS (2.a)
Hoek, E. & Bray, J. (1981): ROCK SLOPE ENGINEERING, IMM, London
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 186
INESTABILIDADES SIN NINGN CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS (2.b)
Hoek, E. & Bray, J. (1981):
ROCK SLOPE ENGINEERING
IMM, London
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 187
INESTABILIDADES SIN NINGN CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS (2.c)
Hoek, E. & Bray, J. (1981):
ROCK SLOPE ENGINEERING
IMM, London
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 188
INESTABILIDADES SIN NINGN CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS (2.d)
Hoek, E. & Bray, J. (1981):
ROCK SLOPE ENGINEERING
IMM, London
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 189
INESTABILIDADES SIN NINGN CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS (2.e)
Hoek, E. & Bray, J. (1981):
ROCK SLOPE ENGINEERING
IMM, London
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Cielo Abierto 190
INESTABILIDADES SIN NINGN CONTROL ESTRUCTURAL
DESLIZAMIENTOS (2.f)
Hoek, E. & Bray, J. (1981):
ROCK SLOPE ENGINEERING
IMM, London
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. Curso Geomecnica Aplicada en Minera a Ciel