estabilidad en taludes

Ing. MIC. Jairo Martín Espitia

ESTABILIDAD DE TALUDES

UNIDAD 2. GEOLOGÍA ESTRUCTURAL E INTERPRETACIÓN DE DATOS

UPTC

Escuela de Ingeniería de Minas

Propiedades de las discontinuidades.

Influencia de las discontinuidades en la estabilidad.

Dimensiones del talud vs. Longitud de la discontinuidad.

Objetivos de la investigación geológica:

Determinar las propiedades de las discontinuidades.

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

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

Objetivos de la investigación geológica:

Diseños con inclinaciones de talud constante.

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

En proyectos de infraestructura:

Objetivos de la investigación geológica:

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.

¿Cuántas discontinuidades deben ser levantadas para el diseño?:

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).

Efectos de las discontinuidades en la estabilidad del talud:

J1J2

a. Deslizamiento de bloques

b. Alto fracturamiento (Bloques pequeños)

c. Volcamiento de estratos

Udachnaya mine ("udachnaya" meaning lucky) is the largest diamond deposit in

Russia. More than 600 m (2006).

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.

Toma de datos en campo de las estructuras geológicas:

N30W 40 SW

240 / 40

Rumbo - Buzamiento

Dirección del buzamiento - Buzamiento

ANÁLISIS ESTEREOGRÁFICO:

Campos de

aplicación

• 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.

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.

¿TALUDES?

ANÁLISIS ESTEREOGRÁFICO

NRumbo

Dir. Buzamiento

Red estereográfica meridiana

N30W 40 SWRumbo - Buzamiento

N

W E

S

Red estereográfica meridiana

W E

S

40º 90º Polo

N30W 40 SWRumbo - Buzamiento

Red estereográfica meridiana

W E

S

N30W 40 SWRumbo - Buzamiento

Red estereográfica meridiana

W E

S

N30W 40 SWRumbo - Buzamiento

Diagrama de frecuencia de polos

Diagrama de contornos

Tarea:.

- Determinar la inclinación y dirección de inclinación de la línea de intersección, y el ángulo entre los siguientes planos:

- 50/080 y 50/160

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

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

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

ANÁLISIS CINEMÁTICO:

Falla planar.

Falla en cuña.

Falla por volcamiento de estratos.

Falla circular (curva).

Falla por flexión de estratos.

Caídos de roca.

Mecanismos de falla

MECANISMOS DE FALLA EN TALUDES EN ROCA:

Falla planar.

Condiciones de falla planar.

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

Buzamiento < pendiente Buzamiento > pendiente

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

Circulo de fricción

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

20º 20º

Dir. inclin. Talud

RUMBO DE ESTRATIFICACION

PERPENDICULAR AL RUMBO DEL TALUD DE CORTE

210º 155º195º 175º

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.

Talud:

45/135

Cono de fricción de polos (35º)

Vector de peso Cono de fricción =

Cono de fricción

Vector normal al plano

Cono de fricción de polos (35º)

Envolvente

Zona de falla planar

Falla por volcamiento.FU

EN

TE: S

uare

z J.

(19

98):

Des

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Talu

des

en Z

onas

Tro

pica

les.

Inclinación o volteo

Condiciones de falla por volcamiento.

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

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

Cono de variabilidad

Polos en la región de volcamiento

Polos en la región de volcamiento

Falla en cuña.

RECTA DE INTERSECCION DE LOS

DOS PLANOS

Condiciones de falla en cuña:

1. Los planos de discontinuidad deben salir a la cara del talud.

: Inclinación del talud.

: Inclinación de la línea de intersección.

Dir. línea de intersección de los planos

: Inclinación del talud.

: Inclinación de la línea de intersección.

2. > .

talud

Plano A Plano B

talud

Plano A Plano B

talud

Plano A Plano B

3.

Circulo de fricción

: Inclinación de la línea de intersección.

: Angulo de fricción interna.

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

158º

20º20º

196ºDir. inclin. Talud

Dir. Inclin. Línea de intersección

talud

Plano APlano B

Cono de fricción plano

Cono de fricción plano

Zona de falla en cuña

Zona de falla en cuña

Cono de fricción plano

Zona de falla en cuña

Ing. MIC. Jairo Martín Espitia

ESTABILIDAD DE TALUDES

UNIDAD 2. GEOLOGÍA ESTRUCTURAL E INTERPRETACIÓN DE DATOS

UPTC

Escuela de Ingeniería de Minas