2 efecto de escala en taludes - srk consultoria minera · 4 modelos con capas cada capa:...

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1 Dr. Alejo O. Sfriso Universidad de Buenos Aires materias.fi.uba.ar/6408 [email protected] SRK Consulting (Argentina) latam.srk.com [email protected] AOSA www.aosa.com.ar [email protected] Efectos de escala en el análisis numérico de taludes en suelos Caracterización de materiales para botaderos de gran altura (Linero 2009) Escalamiento de granulometrías – Truncamiento – Homotecia Ensayos triaxiales y edométricos grandes 2 Efecto de escala en taludes

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1

Dr. Alejo O. SfrisoUniversidad de Buenos Aires materias.fi.uba.ar/6408 [email protected] Consulting (Argentina) latam.srk.com [email protected] www.aosa.com.ar [email protected]

Efectos de escala en el análisis numérico de taludes en suelos

Caracterización de materiales parabotaderos de gran altura (Linero 2009)

• Escalamiento degranulometrías– Truncamiento– Homotecia

• Ensayos triaxialesy edométricos grandes

2

Efec

to d

e es

cala

en

talu

des

2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 5 10 15 20Axial Strain (%)

Shea

r Stre

ss q

=(s

1- s3)/

2 (M

Pa)

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

Volu

met

ric S

train

(%)

0.1 MPa

0.2 MPa

0.5 MPa

1.0 MPa

2.0 MPa

0.1 MPa

0.2 MPa

0.5 MPa

1.0 MPa

2.0 MPa

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

0 5 10 15 20 25Axial Strain (%)

Shea

r Stre

ss q

=(s

1- s3)/

2 (M

Pa)

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Volu

met

ric S

train

(%)

1.0 MPa

1.6 MPa

2.5 MPa

1.0 MPa

2.5 MPa

1.6 MPa

Granulometría homotética Granulometría truncada

Efec

to d

e es

cala

en

talu

des

3

Resultados de triaxiales gigantes

(Linero 2009)

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00

Normal Pressure (MPa)

Shea

r Str

engt

h (M

Pa)

t = 0.84 s 0.78 for "parallel" PSD

t = s tan 40º

t = 0.86 s 0.90 for "truncated" PSD

(Linero 2009)

Envolvente de resistencia

Efec

to d

e es

cala

en

talu

des

4

3

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5

Mean Pressure at failure (MPa)

Parti

cle

Bre

akag

e, B

g (%

)

Andina Waste, Parallel PSD Andina Waste, Truncated PSDEl Infiernillo Diorite San Francisco Basalt PSD 2El Infiernillo Silicified Conglomerate El Granero Slate, PSD A LooseLa Angostura Limestone, PSD A Dense

Rotura de granos

(Linero 2009)

Efec

to d

e es

cala

en

talu

des

5

Factores que inducen efecto escalaLos suelos son mas dúctiles con mayor confinamiento• 𝜙: decrece • 𝐺: crece• 𝜖%: creceSoluciones• Modelos con “capas”

paralelas al talud• Rutina FISH (FLAC)• Modelos 𝜙 𝑝 , 𝐺 𝑝

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Efec

to d

e es

cala

en

talu

des

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00% 6.00% 7.00% 8.00% 9.00% 10.00%

ε 1

N 600400300200100755025

-5.0%

-4.0%

-3.0%

-2.0%

-1.0%

0.0%

1.0%

0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00% 6.00% 7.00% 8.00% 9.00% 10.00%

ε1εv

𝜎( − 𝜎*

𝜎( 𝜎*⁄

4

Modelos con capas

Cada capa: propiedades función de confinamiento• Muy laborioso para

construcción por etapas• Tiende a fallar en el

contacto entre capas

7

Efec

to d

e es

cala

en

talu

des

Detalle de la malla

Presiones de poro

Asentamientos

Círculo de falla

Roca

0,0E+00

5,0E+05

1,0E+06

1,5E+06

2,0E+06

2,5E+06

3,0E+06

3,5E+06

0 5 10 15 20

q (σ

1-σ3

) Pa

Deformación Axial (%)

Ensayo triaxial. Material 1

sigma3=1 kg/cm²

sigma3=5kg/cm²

sigma3=6kg/cm²

sigma3=10kg/cm²

Código externo(FLAC+FISH)

8

Efec

to d

e es

cala

en

talu

des

(Palma 2014)

5

Efec

to d

e es

cala

en

talu

des

Modelo 𝜙 𝑝 , 𝐺 𝑝 :no se necesitan capas ni código externo

Se reproduce la rigidez inicial y el ángulo de fricción interna en función de la zonificación, la densidad y la presión

9

𝐺 = 𝑐.𝑐/ − 𝑒1 2

1 + 𝑒1−𝑝𝑝5/%

6

𝑝5/%

𝜙 − 𝜙7 = Δ𝜙𝐷5 𝑙𝑛 𝜒 − 3º

Efec

to d

e es

cala

en

talu

des

Módulo de corte 𝐺1300 MPa – 200 MPa

Ángulo de fricción 𝜙48° - 39°

Modelo 𝜙 𝑝 , 𝐺 𝑝 :no se necesitan capas ni código externo

10