22-Falla Por Volcamiento

5/22/2018 22-Falla Por Volcamiento

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Falla por

volcamiento

MI46B Geotecnia MineraProf. Ral Castro


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Contenidos

Tipos de falla por volcamiento

Cinemtica de falla por volcamiento

Anlisis de equilibrio limite


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Tipos de falla por volcamiento

Block Toppling

Flexural Toppling

Block flexure

toppling


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Analisis cinematico

Determinar si forma de los bloques puede

producir volcamiento

Determinar si esfuerzos normalespermitirn deslizamiento entre bloques

Determinar si el rumbo de estructuras

permitir deslizamiento


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/ tan

p p

px y

Peso fuera

del plano

de contacto

Deslizamiento

entre planos

Condiciones para volcamiento (toppling)


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INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL

VOLCAMIENTOS


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INESTABILIDADES CON TOTAL CONTROL ESTRUCTURAL

VOLCAMIENTOS (2)

Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15,

LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247,

Transportation Research Board, National Research Council, USA


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Procedimiento de calculo factor de seguridad

(Hoek and Bray, 1981)

1. Determinar las dimensiones de cada bloque

2. Determinar los angulos de friccin de base y lados del bloque

3. Calcular y/x desde el bloque mas alto, si se cumple que es y/DX>cot(p) existe volcamiento

4. Calcular las fuerzas laterales para prevenir volcamiento (equilibrio limite)

5. Sea n1 el bloque mas arriba del conjunto de bloques que vuelcan: Desde n1 calcular Pn1-1,t y Pn-1, s

Si Pn1-1,t > Pn-1, s , el bloque esta en el punto de volcamiento chequear si Rn>0 y |Sn| > Rntanp(existe fuerza norma y no desliza)

Pn-1 = Pn-1,t

Si no: Pn-1=Pn-1,s, el bloque esta en el punto de deslizamiento1. N2 es este bloque

2. Se verifica si Sn=Rn tanp (inestable)

6. El factor se seguridad se calcula cambiando el angulo de friccin hastallegar a Po=0 para que sea el conjunto estable


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Anlisis equilibrio limite falla por volcamiento

Norrish, N. & Wyllie, D. (1996): Rock Slope Stability Analysis, Chp. 15,

LANSLIDES INVESTIGATION AND MITIGATION, Special Report 247,

Transportation Research Board, National Research Council, USA

Angulo de la base

falla

)30_(_)10( ppb a

p

b

H

s

f

f p d


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Geometra de los bloques

)(

)(

)cot()cot()(cos s

fb

fb

b senoseno

ecx

Hn

)tan(

)tan(2)tan(1

)(

__

21

1

pb

sp

pf

nn

n

xb

xaxa

bayy

Sobre

bany

taludcrestaBajo

Numero de

bloques

Altura de

bloques


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Analisis de equilibrio limite Tres grupos:

1. Grupo sobre la cresta deltalud estable

2. Set intermedio que falla porvolcamiento

3. Set inferior cerca de la patadel talud que puededeslizar, volcar o ser estable

p

pp

x

y

cot

cot py

x


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Fuerzas

sobre elbloque n

Caso volcamiento

Caso

deslizamiento

(soporte)


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Estabilidad de bloques

Puntos de aplicacin de fuerzas enbloque n

ynLn

aynMn

crestaBajo

aynLn

aynMn

crestaEn

aynLn

ynMn

crestaSobre

2

_

1

2

_

1

_


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Fuerzas: equilibrio limite

)tan(1

)tan(

1 dn

d

PQn

PnQn

)()(

tan)(cos

1

1

nnp

dnnp

PPWnsenoSn

PPWnRn

Ln

xynsenoWn

xMnPn

tPnppd

)cos()((2

)tan(

,1

Fuerzas entre

bloques

Fuerzas de corte y

normales

Toppling

Deslizamiento

dp

ppp

sn

senoWnPnP

tantan1

)tan(cos,1


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Factor de seguridad

tantan

disponible

requerido

FS

Para calcular el factor de seguridad se calcula el

angulo de friccin requerido para que el bloque 1

sea estable


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Calcule el factor de

seguridad de un talud

que tiene las siguientes

caractersticas:

Altura talud H=92.5 m

Yf=56.6

Manteo de estructuras

Yd=60

ngulo inclinacin

superior del talud Ys=4

Angulo de la base

Yp=30

Yb=30

F=38

X = 10 m


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Ejercicio prctico usando Dips-

anlisis cinemtico

Angulo global

Talud, DD/D

135/45


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Ejercicio

Definir el modo de falla de la pared del

rajo dado los set estructurales usando

DIPS


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Analisis cinematico


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Mapeo de estructuras en un

banco


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Estereonet

Se consideran los

sets que tienen

sobre un 4% de

concentracin enFisher

1

2

3

4


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Definicin de orientacin de sets

principales

Sets de estructuras

principales


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Histograma caracteristicas de estructuras

Mayormente superficie rugosa

Angulo friccin 35-40


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Conos de variabilidad para cada

set estructural

Cono a 95%


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Estabilidad por toppling

Dip plano intestabilidad = Dip talud angulo friccin

= 45 35 = 10

Dip Direction = dip Direction talud


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Cono de friccion:

Trend= Dip direction talud + 90 = 135 + 90

Angulo = 2 * 30

Riesgo 30- 40%

de falla por

toppling


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Falla plana

Cono de friccion

Rumbo (trend)= 0

Azimut= 90

Angle= 35 (angulo

de friccin

estructuras)

Zonas fuera de este

cono puede

deslizar

Daylight zonaCualquier estructura (polo) al

interior de esta zona tiene

posibilidades de movilizarse


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Falla por cuas

Angulo del cono = 35 desde el

ecuador del estereonet

Zona de posible

falla de cuas


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Referencias

Rock Slope Engineering, Capitulo 9

Hoek and Bray, 1981. Rock Slope

Engineering, third edition. (Capitulo 10)

Manual Dips

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