Estabilidad De Taludes

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE
ESCUELA DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ESTRUCTURAL Y GEOTECNICA
MECÁNICA DE ROCAS – ICE3652

Examen de Mecánica de Rocas


Integrantes: Felipe Ramírez D.
Nicolás Ibáñez L.
Tomás Molina D.

1. Introducción y Alcances
El presente trabajo tiene como objetivo analizar el diseño de un pit de 240 metros profundidad y laconstrucción de un túnel dirección norte-sur en uno de los taludes del rajo. Para el análisis se cuenta con información geotécnica de la roca, así como de los sets de estructuras presentes en la unidad geológica.
Se hará una caracterización estructural y geológica de la roca y las estructuras y se medirán los parámetros relevantes de Hoek-Brown y Mohr-Coloumb, para luego hacer un análisis deestabilidad de taludes mediante el uso de redes estereográficas con el programa DIPS, y análisis de estabilidad de cuñas con el programa SWEDGE. Además, se analizará la estabilidad de los taludes interrampa y global con el programa SLIDE teniendo en cuenta la información antes mencionada. Se crearán también funciones anisotrópicas para introducirlas en el programa y tener una estimación del factor deseguridad en cada caso.
Con respecto al túnel, se analizará la formación de cuñas con el programa UNWEDGE y se medirá su factor de seguridad así como también el peso de la cuña máxima que podría formarse. También se discutirán alternativas para el reforzamiento de ser necesario.

2. Caracterización geológica – geotécnica

3.1. Criterios para la obtención de los parámetros geotécnicosLos parámetros geotécnicos que obtendremos se calcularán mediante el software RocLab, por lo que se determinarán los parámetros según la metodología de Hoek & Brown. Además, se considerará solamente una unidad geotécnica, por lo que tendremos un set de parámetros para la roca intacta y otro set para el macizo rocoso. Para este último, se usará un criterio visual para determinar el índice GSIpertinente al caso.
3.2. Ensayos Realizados
Para estimar los parámetros se realizó un ensayo triaxial a una probeta de tonalita lixiviada de condición intacta. Los resultados del ensayo se muestran a continuación.
Tonalita Lixiviada (γ=2.4 ton/m3) |
σ3(MPa) | σ1 (MPa) |
0 | 38 |
0 | 44 |
0 | 54 |
8 | 114 |
11 | 84 |
17 | 138 |
17 | 160 |
23 | 168 |
23 | 151 |
Tabla 1.Resultados del ensayo triaxial
3.3. Propiedades geotécnicas de la roca intacta
Para estimar las propiedades de la roca intacta se debe usar un valor de GSI = 100, con lo que se obtienen los siguientes parámetros:

Clasificación Hoek-Brown |
σci | 45.46 MPa |
GSI | 100 |
mi | 16.65 |
D | 0 |
Tabla 2. Parámetros de la clasificación según Hoek-Brown

Parámetros Hoek-Brown |mb | 16.65 |
s | 1 |
a | 0.5 |
Tabla 3. Parámetros de Hoek-Brown para roca intacta
La curva ajustada según el modelo de Hoek-Brown para los resultados obtenidos anteriormente de la roca intacta se muestra a continuación:

Figura 1. Curva de Hoek-Brown para la probeta de roca intacta
3.4. Propiedades geotécnicas del macizo rocoso (Global y Macizo rocoso)
Para extrapolar la situaciónde la roca intacta al macizo rocoso se debe ajustar el índice GSI. Para hacer esto, usaremos la relación de este índice con los parámetros cualitativos de persistencia, y espaciamiento de las discontinuidades y las condiciones de la superficie. En este caso, tenemos dos familias de fallas y de diaclasas, siendo las primeras las más persistentes, por lo que elegiremos una estructura con muchosbloques, además elegiremos una superficie regular, lo que da como resultado un GSI=45. Lo que es consistente con los datos entregados del índice de Bieniawski 1989 igual a 50 y la correlación que existe con GSI. Los parámetros de Hoek-Brown entonces serán los siguientes:

Clasificación Hoek-Brown |
σci | 45.46 MPa |
GSI | 45 |
mi | 16.65 |
D | 0 |
Tabla 4. Parámetros de la clasificación...