inestabilidades con total control estructural

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

Inestabilidades Geotécnicas

con total Control Estructural

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

Propiedades de las Discontinuidades

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

Influencia de las discontinuidades en la estabilidad

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

Objetivos de la Evaluación Geológica

Casi todos los estudios de estabilidad de taludes en roca podrían enfocarse a la geol. Estructural:

• Determinar las propiedades de las discontinuidades. • Análisis cinemático (influencia de las discontinuidades en la estabilidad).

Dimensiones del talud vs. Longitud de la discontinuidad

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

Objetivos de la Evaluación Geológica

En proyectos de infraestructura:

• Para cambios geológicos en el corte del talud (diseño para condición crítica, refuerzo).

• Diseños con inclinaciones de talud constante.

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

Objetivos de la Evaluación Geológica

¿Cuántas discontinuidades deben ser levantadas para el diseño?: • Inspección del terreno (disposición de las estructuras). • Lugares donde hay afloramientos y estructura uniforme (al menos 20 brindan información de la orientación). Con un adicional de 50 a 100 mediciones para definir las características principales. • Lugares donde gran cantidad de discontinuidades pueden ser levantadas, incluidas fallas y plegamientos, o contactos entre diferentes tipos de rocas (en estos casos varios cientos de datos deben ser levantados en orden de definir las propiedades de cada unidad).

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

Efectos de las discontinuidades en la estabilidad del talud:

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

Mina Udachnaya (“udachnaya” significa afortunado) es la mina de diamantes mas grande de Rusia. Mas de 600 metros (2006).

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

Orientación de discontinuidades

El primer paso en la investigación de discontinuidades en un talud, es analizar su orientación, identificar series de discontinuidades, ó discontinuidades singulares (fallas) que puedan formar bloques inestables de roca.

Orientación de un plano: •Rumbo y buzamiento (Plano): Strike/dip (N30ºE - 50 SE). •Buzamiento/Dirección de buzamiento: Dip/Dip direction (50/120).

Orientación de una línea: •Inclinación: Plunge. •Dirección: Trend.

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Toma de datos en campo de las estructuras geológicas:

Rumbo – Buzamiento. N30W 40 SW Dirección del buzamiento - Buzamiento: 240 / 40

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

ANÁLISIS ESTEREOGRÁFICO

Representación de disposiciones estructurales en el espacio interior de una esfera de diámetro cualquiera y debidamente orientada, para resumir toda la información geológica en un plano diametral horizontal.

• Definición de las estructuras geológicas predominantes. • Determinación de la dirección de los esfuerzos principales. • Identificación de mecanismos de falla probables y análisis cinemático de bloques inestables. • Cálculo de parámetros de corrección del método RMR de clasificación de macizos rocosos para su aplicación a taludes.

Campos de aplicación

¿Taludes?

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

Análisis Estereográfico

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

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Rumbo - Buzamiento

N30W 40 SW

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Rumbo - Buzamiento

N30W 40 SW

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Rumbo - Buzamiento

N30W 40 SW

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Rumbo - Buzamiento

N30W 40 SW

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

Diagrama de Secuencia de Polos Diagrama de Contornos

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

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IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE FALLA

Diferentes mecanismos de falla en taludes son asociados con diferentes estructuras geológicas, siendo importante que el diseñador pueda identificarlos desde el principio.

Falla planar

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE FALLA

Diferentes mecanismos de falla en taludes son asociados con diferentes estructuras geológicas, siendo importante que el diseñador pueda identificarlos desde el principio.

Falla en Cuña

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE FALLA

Diferentes mecanismos de falla en taludes son asociados con diferentes estructuras geológicas, siendo importante que el diseñador pueda identificarlos desde el principio.

Falla Por Volcamiento de Estratos

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

ANÁLISIS CINEMÁTICO

Mecanismos de falla

•Falla planar. •Falla en cuña. •Falla por volcamiento de estratos. •Falla circular (curva). •Falla por flexión de estratos. •Caídos de roca.

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

MECANISMOS DE FALLA EN TALUDES EN ROCA

Falla planar

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Condiciones de falla planar. 1. Inclinación del talud debe ser mayor que la inclinación de plano de deslizamiento.

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

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2. Inclinación de la superficie de falla sea mayor que el ángulo de fricción interna a lo largo de la discontinuidad.

α>φ

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3. Tolerancia de 20º en la dirección de inclinación del talud.

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Análisis de estabilidad de talud en roca a partir de análisis estereográfico y cinemático con el programa DIPS

DATOS GENERALES: • Inclinación de talud final = 45º. • Altura de talud = 25 m. • Macizo rocoso en roca sedimentaria con bajo grado de fracturamiento cuyo comportamiento esta gobernado por la presencia de estructuras geológicas. • Levantamiento de 303 datos estructurales. • Talud a diseñar con orientación: Buzamiento= 45º. Dirección de inclinación = 135º.

Trabajo en clase: Talud 80/135.

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

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Cono de Fricción

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

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Falla por Volcamiento

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

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Condiciones de falla por Volcamiento

1. Inclinación del talud e inclinación de estratos mayor a 65°.

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

2. Estratificación tenga buzamiento contrario a la inclinación del talud, pero con rumbos paralelos ó subparalelos en una tolerancia de 30º.

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

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Falla en cuña RECTA DE INTERSECCION DE LOS DOS PLANOS

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

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Condiciones de falla en cuña

1. Los planos de discontinuidad deben salir a la cara del talud. β: Inclinación del talud. α: Inclinación de la línea de intersección.

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

2. β > α

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3. α>φ

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4. Tolerancia de 20º en la dirección de deslizamiento de la cuña respecto a la dirección de inclinación del talud.

Pablo Vásquez Vidal, Ing.MSc

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Inestabilidades Geotécnicas

con total Control Estructural