0-Investigación de sitio-Modelo Geotécnico
-
Upload
alexis-saavedra -
Category
Documents
-
view
214 -
download
0
Transcript of 0-Investigación de sitio-Modelo Geotécnico
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
1/33
Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 1
DISEO MINERO
Investigacin de sitioModelo geotcnico
DIPLOMA
GEO-MINERO-METALURGIA
Para Codelco
Dr. Ing. Javier VallejosOctubre 2011
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
2/33
Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 2
Programa del curso
Da 1
Mircoles 19 de Octubre: Fundamentos del diseo minero (J. Vallejos)
Sesin 1. 8:30 10:30 hrs. Modelo geolgico y geotecnia para el diseo
Investigacin de sitio
Definiciones bsicas de ambiente geotcnico
Mapeo geolgico/geotcnicos
Construccin de modelos geotcnicos
Ejercicios
Sesin 2. 10:45 13:00 hrs. Fundamentos de mecnica de rocas
Esfuerzos en roca
Ensayos en roca
Sesin 3. 14:00 16:00 hrs. Calificacin de macizos rocosos
Resistencia roca intacta/estructuras
Efecto de escala
Mtodos de calificacin de macizos rocosos
Ejercicios
Sesin 4. 16:15 19:30 hrs. Calificacin de macizos rocosos/Aplicaciones
Mtodos de calificacin de macizos rocosos
Ejercicios
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
3/33
Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 3
Programa del curso
Da 2
Jueves 20 de Octubre: Diseo de taludes en roca (J. Vallejos)
Sesin 1. 8:30 10:30 hrs. Falla plana
Teora de falla plana
Ejercicio: Falla plana/RocPlane
Sesin 2. 10:45 13:00 hrs. Falla por cua
Teora de falla por cua
Ejercicio: Falla por cua/Swedge
Sesin 3. 14:00 16:00 hrs. Falla circular y volcamiento
Teora falla circular/Ejercicio
Teora falla por volcamiento/Ejercicio
Sesin 4. 16:15 19:30 hrs. Actividades prcticas
Ejercicio en Dips/Slide
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
4/33
Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 4
Modelo geotcnico
Para realizar un anlisis de estabilidad/diseominero el primer paso es caracterizar almacizo rocoso y desarrollar un modelo
geotcnico
El modelo geotcnico es una idealizacinconceptual del macizo rocoso, que permitedividirlo en dominios donde se espera que elcomportamiento sea parecido
Los parmetros que describen elcomportamiento de un dominio geotcnico
son constantes
Los bordes de un dominio geotcnico pueden
o no coincidir con contactos litolgicos
Existen varios mtodos de investigacin desitio que permiten cuantificar aspectos demacizos rocosos, especialmente endiscontinuidades, que controlan la estabilidad
de un macizo rocoso
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
5/33
Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 5
Investigacin de sitio
Consideraciones generales
El propsito es desarrollar un modelo geotcnico que permitarealizar un diseo minero
Tcnicas de investigacin de sitio han sido desarrolladas pararecolectar la informacin requerida (mapeo por lneas, celdas,sondajes, etc.)
Tener en cuenta los posibles mecanismos de falla que podran
ocurrir dado las caractersticas del macizo rocoso y el tipo deexcavacin a crear. Esto debera guiar el tipo de datos a serrecolectados
En sitios nuevos es til realizar una investigacin de sitio rpida de
reconocimiento, seguido de una investigacin detallada planeadaen base a los resultados de la investigacin preliminar
Existirn diferencias entre programas de investigacin de sitio paraproyectos subterrneos y de cielo abierto
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
6/33Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 6
Investigacin de sitio
El nivel de investigacin de sitio depende de
Envergadura y naturaleza del proyecto
Etapa del proyecto
Factibilidad
caracterizacin general
Diseo
datos detallados especficos
Refinamiento a medida que el proyecto y entendimiento delcomportamiento del macizo se desarrolla
Conocimiento y experiencia con la geologa/geotecnia local
Complejidad del sitio
Nivel de riesgo
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
7/33Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 7
Investigacin de sitio
Etapa inicial
Estudio de escritorio
de datos disponibles
Visita a terreno e inspeccin visual
Informe preliminar y plan de trabajo de sitio
Etapa principal
Trabajo de terreno
Mapeo geolgico?
Tcnicas geofsicas
Pit de prueba, zanjas, sondajes?
Informe final: datos base e interpretacin
Etapa monitoreo
Monitoreo durante excavacin y construccin
COSTOS
AUMENTA
N
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
8/33Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 8
Investigacin de sitio
Posibles componentes de una investigacin de sitio
Parmetros roca intacta
Ensayos de laboratorio
Ensayos ndices
Mapeos de discontinuidades
Ensayos de corte directo en discontinuidades
Caracterizacin geolgica del sitio
Litologa
Alteracin
Mineralizacin
Estructuras mayores
Logueo
de sondajes
Coleccin de datos hidrogeolgicos/variaciones por sesin
Medicin de esfuerzos in-situ
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
9/33Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 9
Investigacin de sitio
Ensayos geofsicos, en afloramientos o sondajes
Revisin de condiciones de estabilidad, en afloramientos, datos
histricos disponibles, etc. en operaciones cercanas, de existir y si
fuera relevante
Coleccin de sismicidad histrica en la regin para estudios deriesgo ssmico
Posibles componentes de una investigacin de sitio
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
10/33Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 10
Investigacin de sitio
Ma
thewson
(1981)
Afloramiento(punto local)
Sondaje(dato lineal)
Seccin expuesta(dato dos dimensiones)
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
11/33Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 11
Modelo geotcnico
Modelo Geolgico Litologa
Alteracin
Zonas mineralizadas
Esfuerzos in-situ
Modelo Estructural Estructuras mayores
Fallas
Planos de estratificacin
Pliegues Estructuras menores
Juntas
Fallas menores
Modelo GeotcnicoDominios geotcnicos y parmetros asociados, incluyendo:
Distribucin de materiales
Anisotropa estructural
Parmetros de resistencia Factores hidrogeolgicos (drenaje)
Modelo Hidrogeolgico Unidades hidrogeolgicas
Conductividades hidrulicas
Rgimen de flujo Nivel fretico
Distribucin de presin de poros
Modelo macizo rocoso Roca intacta
Estructuras Calificacin del macizo
Resistencia del macizo
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
12/33Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 12
Modelo estructural
Metodologa de lneas
Caracterizacin de detalle de los patrones estructuralesdel macizo rocoso
Se efecta mediante la ubicacin de una huincha de unlargo que puede variar entre 10 a 50 metros de longitud
Se miden y registran todos los atributos de lasestructuras de una longitud superior a un valor especfico
(ej: ms de un metro), y cuya proyeccin corte la lneade la huincha
Se recomienda la utilizacin de lneas con diferentesorientaciones para evitar sesgos en la medicin
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
13/33Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 13
Modelo estructural
Metodologa de celdas
Resume la condicin geotcnica-estructural de un sector delimitado, queen general corresponde de 5 a 15 metros de pared de un banco o de una
galera
Solo los atributos de los sets principales reconocidos en la ventana sonregistrados
Permite caracterizar rpidamente un sector
Puede introducir sesgo subjetivo
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
14/33Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 14
BTipo
de roca
GTipo deDiscontinuidad
(falla, junta, etc.)
AOrientacin
Dip ()DipDir
()
LEspaciamiento
(S)
KPersistencia (l)
IResistencia
pared
JAlteracin
C
Apertura
HRelleno(Tipo, espesor)
DFiltraciones
EBloque
(Tamaoforma)
F
Rugosidad
MNumero de sets
B, J1
S
l WyllieandMah(2004)
Modelo estructural
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
15/33Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 15
Orientacin de estructuras
Planos
plano
Dip
( ):mximainclinacinconrespectoalahorizontal
DipDir
(
):
direccin
de
la
proyeccin
del
dip
en
la
horizontal.
Se
mide
en
sentido
horariodesdeelnorte.
Rumbo
(strike):
ngulo
que
se
forma
en
la
horizontal
entre
la
direccin
del
plano
y
elnorte.
Se
mide
en
sentido
horario
desde
el
norte.
W
yllieandMah(2004)
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
16/33Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 16
Orientacin de estructuras
Lneas
trend
Buzamiento
(Plunge):
inclinacin
o
dip
de
la
lnea.
Positivo
bajo
la
horizontal
Azimut
(Trend):
direccin
de
la
proyeccin
horizontal.
Se
mide
en
sentido
horario
desde
el
norte.
Wyllie and Mah (2004)
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
17/33Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 17
Representacin grfica de estructuras
La orientacin de estructuras es un factor clave en el anlisis de estabilidad
El mtodo estndar para representar la orientacin de estructuras esmediante una red estereogrfica
(stereonet)
A partir de la red estereogrfica es posible identificar familias/sets deestructuras, junto con sus orientaciones promedios
En geomecnica se utiliza la red estereogrfica proyectada en el hemisferioinferior
(convencin de signos)
Existen dos tipos de redes:
ngulos iguales
reas iguales
Los aspectos ms importantes en el anlisis de redes es reconocer:
Nmero de familias de estructuras
Orientaciones de estructuras relativas al permetro de las excavaciones
Potenciales mecanismos de falla
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
18/33Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 18
Proyeccin estereogrfica
La proyeccin estereogrfica permite representar y analizar datos 3D en 2D
Lneas y puntos pueden representar planos, puntos pueden representarlneas
Una limitacin importante es que no representan la posicin espacial o eltamao de la estructura
Hemisferio inferior dela esfera de referenciaGran crculo querepresenta al plano
Norte
Planos
Norte
Hemisferioinferior de
la esfera dereferencia
Punto querepresentaa la lnea
Lneas
WyllieandMah(2004)
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
19/33Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 19
Proyeccin estereogrfica
Polo del
plano
Gran crculo querepresenta al plano
Esfera dereferencia
Red dereas
iguales
Planos
Esfera dereferencia
Lneas
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
20/33Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 20
Proyeccin estereogrfica
Proyeccinecuatorial(Schmidt,Wulff)
Proyeccinpolar
Proyeccin polar
Solo se pueden plotear
polos
Proyeccin ecuatorialSe pueden plotear
polos y planos.reas iguales: Schmidt
ngulos iguales: Wulff
Red de Schmidt:Permite desarrollar isocurvas
de
concentracin de polos.
WyllieandMah(2004)
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
21/33Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 21
Proyeccin estereogrfica
Red
de
Wulff:
ngulos
iguales Red
de
Schmidt:
reas
iguales
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
22/33Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 22
Proyeccin estereogrfica - Ejemplo
Proyeccin de un plano y su polo
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
23/33
Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 23
Dibujar lneaTrend = 135
Plunge = 50
Denotado por: 50/130
Proyeccin estereogrfica Ejercicio 1
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
24/33
Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 24
Proyeccin estereogrfica Ejercicio 2
Dibujar plano ypolo del planoDipDir
= 135
Dip = 50
Denotado por:50/135
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
25/33
Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 25
Dibujar los planosA: 30/060B: 75/340
Proyeccin estereogrfica Ejercicio 3
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
26/33
Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 26
Proyeccin estereogrfica Ejercicio 3
Lnea de interseccin
plano 1plano 2
Planos intersectados
lnea de interseccin
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
27/33
Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 27
Proyeccin estereogrfica Ejercicio 3
Plunge y trend de la
lnea de interseccin
N
Plano A:30/060
Plano B:75/340
Lnea de intersecci
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
28/33
Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 28
Proyeccin estereogrfica Ejercicio 4
ngulo entre planos
P i fi
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
29/33
Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 29
0
90
180
270
3 sets de discontinuidades
strike/dip: 236/81, 321/01, 325/89
Proyeccin estereogrfica
P i t fi
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
30/33
Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 30
Proyeccin estereogrfica
Diagrama de Polos Diagrama de contornos indicandoreas de mayor concentracin
Consideraciones:>6% muy significativo4-6% marginalmente significativo
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
31/33
Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 31
112A2A
2B2B33
4A4A
4B4B 5A5A
5B5B
66 77 Modelo geotcnico
M d l t i
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
32/33
Diploma GMM Diseo Minero U. de Chile / Ing. de Minas Octubre, 2011 32
Modelo geotcnico
-
7/23/2019 0-Investigacin de sitio-Modelo Geotcnico
33/33
Referencias
Mathewson, C. (1981). Engineering geology. Charles E. Merrill Publishing Company, Columbus, OH.
Wyllie, D.C. and Mah, C. (2004). Rock slope engineering.