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INTRODUCCIN A LA APLICACIN DE MODELAMIENTO NUMRICO EN ANLISIS DE
ESTABILIDAD DE TALUDES
Preparado por:E-Mining Technology S.A.
AGOSTO 2008
1. OBJETIVOS Y ALCANCES2. INTRODUCCIN
- MECANISMOS DE INESTABILIDAD- HERRAMIENTAS DE ANLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
3. MTODOS NUMRICOS- DESCRIPCIN GENERAL DE MTODOS NUMRICOS- CLASIFICACIN DE MTODOS NUMRICOS- MODELOS CONTINUOS Y DISCONTINUOS- PROCESO DE MODELAMIENTO Y CONSIDERACIONES PARA LA APLICACIN
3. EJEMPLOS DE APLICACIN4. DISCUSIN
CONTENIDO
Evaluar la condicin de estabilidad e identificar alertas geotcnicas asociadas a proyectos de explotacin.
Establecer recomendaciones a estrategias de explotacin en base a los resultados del modelamiento.
Evaluar potenciales impactos en infraestructura del entorno.
1. OBJETIVOS Y ALCANCES
La presentacin tiene por objetivo dar una muestra, desde la perspectiva de usuarios, de los conceptos fundamentales y las consideraciones bsicas para la aplicacin de mtodos numricos en el anlisis de estabilidad de taludes.. Se describirn en trminos generales los conceptos bsicos y los tipos de mtodos numricos, sus bondades, limitaciones y se discutirn ejemplos de aplicacin.Los ejemplos se enmarcan dentro de un anlisis geotcnico en las que la aplicacin de tcnicas numricas es una herramienta ms que complementa la evaluacin de la respuesta de un macizo rocoso ante excavaciones mineras. Los aspectos ms relevantes en el uso de herramientas numricas son:
INTRODUCCINMECANISMOS DE INESTABILIDAD
Existe una amplia diversidad de tipos de inestabilidad o mecanismos de inestabilidad en taludes rocosos de minera a rajo abierto. En trminos muy simplificados, se pueden identificar dos extremos en el comportamiento de inestabilidad de taludes en rocosos:
Mecanismos de inestabilidad con total control estructural Mecanismos de inestabilidad sin control estructural
INTRODUCCINMECANISMOS DE INESTABILIDAD
DIFERENTES SOLICITACIONES A LO LARGO DE UNA SUPERFICIE DE FALLA DE UN TALUD
INTRODUCCINHERRAMIENTAS DE ANLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
REDES ESTEREOGRFICAS
ANLISIS CINEMTICO
EQUILIBRIO LMITE MTODOS NUMRICOS
MTODOS NUMRICOSDESCRIPCIN GENERAL
FORMULACIN TEORICA ECUACIONES DE EQUILIBRIO ECUACIONES DE CONTIUIDAD
FORMULISMOS DE LEYES CONSTITUTIVOS (LINEALES Y NO LINEALES)
CONDICIONES DE BORDE(CAMPO DE ESFUERZOS)
FINDAMENTOS BSICOS DEFINICIN DE VOLUMEN DE MODELO DISCRETIZACIN ELEMENTOS Y NODOS
SISTEMAS DE ECUACIONES
CLASIFICACIN DE MTODOS NUMRICOS
DDM(MAP3D, EXAMINE3D, OTROS)
BEM(MAP3D, EXAMINE3D, OTROS)
DEM/DDM(UDEC, 3DEC, FPC(*), ELFEN (*),
OTROS)
FEM / FDM(FLAC, PHASES, OTROS)
MODELOS CONTINUOS
MODELOS DISCONTINUOS
M
T
O
D
O
S
D
E
D
O
M
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N
I
O
M
T
O
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O
S
D
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C
O
N
T
O
R
N
O
(*) MTODOS HIBRIDOS
MTODOS NUMRICOS
MODELOS CONTINUOS MODELOS DISCONTINUOSMTODOS NUMRICOS
MODELO CONTINUO MODELO DISCONTINUO
Definicin del problema (Modelo Conceptual) CondicionesMateriales Mecanismos de inestabilidadRespuestas esperadas
Seleccin del tipo de Modelamiento: En 2D o 3D
Elstico-InelsticoContinuo o discontinuoLeyes constitutivas
Construccin del Modelo:Elementos geomtricosGeometras representativas
Clasificacin de Macizo Rocoso
Macizo Rocoso
Estimacin de propiedades de los materiales
Calibracin :Respuestas del modeloParmetros relevantes para evaluar estabilidad Criterios de aceptabilidad
Roca intacta
Elem. de Calibracin (Terreno)
Ajustes
Simulacin (Proyecto)
Anlisis de resultados
Conclusiones y recomendaciones
Evaluacin NO
SI
PROCESO DE MODELAMIENTOMTODOS NUMRICOS
SIMULACIN FLAC-2D PARED ESTE EXPANSIN 41 MINA CHUQUICAMATA
APLICACIN SOTWARE MAP3D
EJEMPLOS DE APLICACIN
5. DISCUSIN
I: Anlisis cinemtico y equilibrio lmite
II: Mtodos Numricos, Continuos y Discontinuos
III: Mtodos Numricos Hbridos (propagacin de fracturas)
Fallamiento traslacional/rotacionalsimple
Fallamiento traslacional/rotacionalcomplejo
Fallamiento traslacional/rotacionalmltiple
Deslizamiento como bloque rgido o superficie nica de
fallamiento rotacional.
Fallamiento escalonado asociado con rotura de
material rocoso
Cizalle con dilatacin local y propagacin de fracturas.
Reduccin de la resistencia del macizo rocoso,
Ruptura de asperitas,
fallamiento progresivo
Ruptura de asperitas,
fallamiento progresivo, ruptura de puentes de roca
Ruptura de puentes de roca, perdida
progresiva de resistencia al corte, cizalle entre bloques
Incremento en la complejidad del mecanismo de inestabilidad
Tipo de fallamiento
Caractersticas
Mecanismo de dao
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