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

I

N

I

O

M

T

O

D

O

S

D

E

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