Taling
Páginas: 18 (4279 palabras)
Publicado: 7 de marzo de 2012
ANALISIS DE ESTABILIDAD DE PRESAS DE RELAVE-PRACTICA CHILENA
Sergio Barrera V. Consultor Presas de Relaves, ARCADIS Geotécnica sergio.barrera@arcadis.cl José Campaña Z. Ingeniero Geotécnico, ARCADIS Geotécnica jose.campana@arcadis.cl
RESUMEN
El presente artículo entrega una síntesis de la práctica aplicada actualmente en el análisis de estabilidad de presas de relaves en la mayoría de losgrandes depósitos de Chile. Asimismo se incluye una descripción de la evolución de esta práctica en los últimos 25 años.
1. INTRODUCCION Los depósitos de relaves han ido creciendo en tamaño en las últimas décadas debido a explotaciones mineras de mayores dimensiones y mayores tasas de operación, a la necesidad de concentrar la disposición en pocos lugares (ojalá uno) de manera de reducir el áreaafectada y el impacto ambiental, entre otros factores. Esto ha llevado paulatinamente al diseño de depósitos de gran altura (Alarcón y Barrera, 2003) y capacidad, donde alturas de muros sobre 150 m son hoy comunes. Teniendo en cuenta que la estabilidad de estas obras es uno de los elementos claves en el diseño, pues no pueden presentar fallas debido al altísimo impacto ambiental y a la seguridadde la población, es que la metodología para evaluar la estabilidad de estas obras ha ido evolucionando. En el caso chileno, él análisis de estabilidad ha avanzado en el conocimiento de los siguientes aspectos: i. ii. iii. iv. Caracterización geotécnica de los materiales de construcción y suelo de fundación. Caracterización de la sismicidad del área y determinación los sismos de diseño.Identificación de los métodos de análisis más adecuados. Modelación numérica de las obras y de la fundación.
De esta manera se ha ido generando una cultura o práctica del análisis de estabilidad de estas obras. El presente artículo entrega una síntesis de la evolución de esta metodología durante los últimos 25 años en el país, un detalle de los métodos de equilibrio límite, los métodos de análisis dinámicosmás usados y describe la práctica actual en Chile, entregando los criterios usados para seleccionar el método más apropiado.
2. EVOLUCION Los primeros métodos de estabilidad consideraban un análisis de equilibrio límite (MEL) del talud de la presa. Con este fin se consideraba una superficie circular de deslizamiento a priori, se dividía en varias dovelas y se comparaban las fuerzassolicitantes con las fuerzas resistentes de los materiales de construcción y fundación, tal como se ilustra en la Figura Nº1. El uso masivo de computadores en la década del 70 permitió extender la aplicación de los MEL.
Hom ogeneous Em bankm ent
Drain Surface of firm stratum
Adicionalmente, el método de elementos finitos (MEF) comenzó a ser utilizado (presa de Colbún). Estos primeros programas eranbásicos y consideraban un comportamiento lineal elástico de los materiales. En 1973 aparece el código QUAD-4, de elementos finitos (MEF) el que evalúa la respuesta sísmica de depósitos de suelo y estructuras de tierra considerando un comportamiento elástico no lineal de los materiales. Se aplica en Chile por primera vez en 1981, al análisis de estabilidad de los muros de arenas del depósito derelaves Talabre de Chuquicamata (Barrera & Obilinovic, 1982).
Figura Nº1: Ejemplo de dovelas en talud homogéneo.
En 1978, Makdisi & Seed propone un método simplificado para determinar las deformaciones horizontales máximas permanentes en una presa como consecuencia de un evento sísmico. Este método fue ampliamente adoptado debido a su simplicidad y facilidad de uso. Este método es alternativo alpropuesto por Newmark previamente. En 1984 se aplica en Chile por primera vez al análisis de estabilidad de una presa de relave (Embalse Tórtolas) el método de diferencias finitas (MDF) en dos dimensiones, con el código denominado DSAGE. Este código es posteriormente conocido como FLAC1. Además, con la incorporación de rutinas que modelan el incremento de las presiones de poros durante un...
Sergio Barrera V. Consultor Presas de Relaves, ARCADIS Geotécnica sergio.barrera@arcadis.cl José Campaña Z. Ingeniero Geotécnico, ARCADIS Geotécnica jose.campana@arcadis.cl
RESUMEN
El presente artículo entrega una síntesis de la práctica aplicada actualmente en el análisis de estabilidad de presas de relaves en la mayoría de losgrandes depósitos de Chile. Asimismo se incluye una descripción de la evolución de esta práctica en los últimos 25 años.
1. INTRODUCCION Los depósitos de relaves han ido creciendo en tamaño en las últimas décadas debido a explotaciones mineras de mayores dimensiones y mayores tasas de operación, a la necesidad de concentrar la disposición en pocos lugares (ojalá uno) de manera de reducir el áreaafectada y el impacto ambiental, entre otros factores. Esto ha llevado paulatinamente al diseño de depósitos de gran altura (Alarcón y Barrera, 2003) y capacidad, donde alturas de muros sobre 150 m son hoy comunes. Teniendo en cuenta que la estabilidad de estas obras es uno de los elementos claves en el diseño, pues no pueden presentar fallas debido al altísimo impacto ambiental y a la seguridadde la población, es que la metodología para evaluar la estabilidad de estas obras ha ido evolucionando. En el caso chileno, él análisis de estabilidad ha avanzado en el conocimiento de los siguientes aspectos: i. ii. iii. iv. Caracterización geotécnica de los materiales de construcción y suelo de fundación. Caracterización de la sismicidad del área y determinación los sismos de diseño.Identificación de los métodos de análisis más adecuados. Modelación numérica de las obras y de la fundación.
De esta manera se ha ido generando una cultura o práctica del análisis de estabilidad de estas obras. El presente artículo entrega una síntesis de la evolución de esta metodología durante los últimos 25 años en el país, un detalle de los métodos de equilibrio límite, los métodos de análisis dinámicosmás usados y describe la práctica actual en Chile, entregando los criterios usados para seleccionar el método más apropiado.
2. EVOLUCION Los primeros métodos de estabilidad consideraban un análisis de equilibrio límite (MEL) del talud de la presa. Con este fin se consideraba una superficie circular de deslizamiento a priori, se dividía en varias dovelas y se comparaban las fuerzassolicitantes con las fuerzas resistentes de los materiales de construcción y fundación, tal como se ilustra en la Figura Nº1. El uso masivo de computadores en la década del 70 permitió extender la aplicación de los MEL.
Hom ogeneous Em bankm ent
Drain Surface of firm stratum
Adicionalmente, el método de elementos finitos (MEF) comenzó a ser utilizado (presa de Colbún). Estos primeros programas eranbásicos y consideraban un comportamiento lineal elástico de los materiales. En 1973 aparece el código QUAD-4, de elementos finitos (MEF) el que evalúa la respuesta sísmica de depósitos de suelo y estructuras de tierra considerando un comportamiento elástico no lineal de los materiales. Se aplica en Chile por primera vez en 1981, al análisis de estabilidad de los muros de arenas del depósito derelaves Talabre de Chuquicamata (Barrera & Obilinovic, 1982).
Figura Nº1: Ejemplo de dovelas en talud homogéneo.
En 1978, Makdisi & Seed propone un método simplificado para determinar las deformaciones horizontales máximas permanentes en una presa como consecuencia de un evento sísmico. Este método fue ampliamente adoptado debido a su simplicidad y facilidad de uso. Este método es alternativo alpropuesto por Newmark previamente. En 1984 se aplica en Chile por primera vez al análisis de estabilidad de una presa de relave (Embalse Tórtolas) el método de diferencias finitas (MDF) en dos dimensiones, con el código denominado DSAGE. Este código es posteriormente conocido como FLAC1. Además, con la incorporación de rutinas que modelan el incremento de las presiones de poros durante un...
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