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Geomecanica Superficial

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Documento de Geomecánica Superficial y diseño. diseño de minas y taludes de corte superficial en macizos rocosos. Consideraciones hidrológicas de la zona de estudio, modos de falla y demás criterios de diseño

Text of Geomecanica Superficial

  • GEOMECNICA EN MINERA

    SUPERFICIAL

    - GUAS PARA EL DISEO DE EXCAVACIONES A CIELO ABIERTO -

  • INDICE

    I. Modelo geolgico......................................................................................................................

    II. Modelo estructural..

    III. Modelo del macizo rocoso........................................................................................................

    IV. Modelo hidrogeolgico.............................................................................................................

    V. Modelo geotcnico....................................................................................................................

    VI. Anlisis de estabilidad................................................................................................................

    VII. Mtodos de diseo de taludes..................................................................................................

    VIII. Bibliografa.................................................................................................................................

    IX. Talleres de aplicacin.................................................................................................................

    05

    82

    179

    303

    356

    382

    395

    432

    434

    N

    Diap.

  • Objetivo Principal:

    Proporcionar a los participantes los conceptos a travs de fundamentos tericos y

    prcticos necesarios para conocer y comprender los modelos que componen la Evaluacin

    de Estabilidad de Taludes como parte importante en la toma de decisiones estratgicas en

    las empresas mineras. No se pretende profundizar en cada tema aqu tratado.

    Metas para los participantes:

    Comprender los respectivos modelos que componen la estabilidad de taludes para

    minera superficial.

    Mostrar ejemplos en la industria minera aplicativos en la ingeniera prctica.

    Ser capaces, posteriormente, a profundizar cada tem aqu mostrado aplicando modelos

    cada mas complejos.

    INTRODUCCIN

  • El Proceso de Diseo del talud (Read & Stacey, 2009)

    Modos de

    fallo

    Angulo inter

    rampas

    Talud

    general (tajo)

    Analisis de

    estabilidad

    Diseos

    finales

    Configuracion

    de Banco

    Dominio

    Geotecnico

    Modelo

    Geotecnico

    Diseo de

    sectores

    Implementacion

    Cierre

    Equipamiento

    Capacidades

    planeamiento

    de mina

    Taludes

    parciales(banco)

    Talud general

    (tajo)

    EstructuraFuerza

    Evaluacion de

    riesgo

    Despresurizacion

    Monitoreo

    voladura

    Drenaje

    Estructura

    Fuerza

    Hidrogeologia

    Esfuerzo in situ

    Modelo de

    diseo

    Movimiento

    Regulaciones

    Geologa Estructura Macizo rocoso Hidrogeologa

    MODELOS

    DOMINIOS

    DISEOS

    ANALISIS

    IMPLEMENTACION

    PR

    OC

    ES

    OS

    IN

    TE

    RA

    CT

    IVO

    S

    INTRODUCCIN

  • I. MODELO GEOLGICO

  • I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

    El propsito es el de relacionar la geologa fsica regional y los eventos que conducen

    a la formacin de los cuerpos mineralizados efectuando su descripcin de los depsitos

    atendiendo a su gnesis, distribucin y la naturaleza de los suelos de recubrimiento y tipos

    de rocas en la zona, incluyendo los efectos de alteracin y erosin.

    La preparacin de modelo es fundamental para el proceso de diseo de los taludes y

    requiere un entendimiento bsico de los conceptos esenciales de la geologa fsica.

  • Este proceso debe realizarse por profesionales con conocimientos geolgicos en minera

    a tajo abierto como ingenieros gelogos de exploracin o ingenieros geotcnicos,

    esperndose de ellos el entendimiento de la formacin de los cuerpos mineralizados,

    Principalmente la geometra tridimensional, los diferentes tipos de roca, descripcin del

    entorno fsico del lugar, caractersticas bsicas del tipo de yacimiento, aspectos

    geotcnicos de construccin, causas y efectos de la sismicidad regional as como los

    esfuerzos derivados.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • El proceso tradicional que debe seguirse para recoger los datos necesarios y

    construir uno de los componentes Modelo Geolgico del Modelo Geotcnico.

    Siendo el propsito vincular la geologa fsica regional y los eventos que conducen a

    la formacin de un depsito mineral y a la descripcin de la mina a escalas de

    gnesis, distribucin, naturaleza de los suelos de cobertura, tipos de rocas in situ,

    as como los efectos de alteracin y erosin.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • ENTORNO FSICO

    Una parte muy importante de la creacin del Modelo Geolgico, es la necesidad de

    describir adecuadamente el entorno fsico del lugar del un proyecto, muchas minas

    situadas en localidades de proceso geomorfolgico complejo y climtico asociados a

    fenmenos de alteracin modificando su evolucin.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • SONDEO DIAMANTINO A ROTACION INCLINADO PARA

    ACOPIO DE DATOS EN EL DISEO

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • Ubicacin Geogrfica

    Evolucin Tectnica

    Factor climtico

    Geomorfologa

    Topografa y

    Sistemas de drenaje.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • AMBIENTES DE LOS CUERPOS MINERALIZADOS.

    Existe un gran nmero de tipos de Yacimientos minerales, cada cual con diferentes

    caractersticas;

    Es de entenderse que un conocimiento detallado de los atributos geotcnicos de

    cada tipo, es impracticable, sin embargo un conocimiento prctico de las

    clasificaciones, pueden darnos importantes datos.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • DEPSITOS PORFIRITICOS.

    A nivel mundial, los depsitos de prfido, tales como los de las minas

    de Chuquicamata, Escondida en Chile, y la mina de Bingham Canyon en

    EE.UU, son quiz la fuente ms conocida de cobre.

    Depsitos se producen en dos tipos de configuraciones principales dentro

    de los belts orognicos (zonas plegadas en montaosas que

    forman: arcos los mrgenes continentales).

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Los Sistemas de Prfido se forman cuando las intrusiones magmticas intruyen en

    la roca de caja que rodea al depsito a travs de interacciones hidrotermales. Los

    magmas asociados a las intrusiones.

    Pueden variar ampliamente en su composicin, pero en general son flsicas, y

    muestran una textura caracterizada por grandes cristales situados en profundidad.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • Se clasifican en tres formas:

    De tipo Plutnico, depsitos de prfidos de cobre que se encuentra en

    la configuracin batolticas. Un batolito es una gran masa plutnica con una extensin

    en rea de mas de 100 km2 de gnesis compleja. La mineralizacin se

    produce principalmente en una o ms fases del desarrollo de la roca plutnica.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • Depsitos volcnicos de prfido de cobre, que se encuentra en las bases de

    volcanes. La mineralizacin se presenta tanto en las rocas volcnicas y asociados de

    intrusiones gneas profundas, que derivan del mismo magma madre (plutones

    magmticos).

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Depsitos de prfidos de cobre, que se producen cuando los niveles de existencias

    post orognicas se dan en rocas no relacionadas.

    La mineralizacin puede haberse realizado dentro del cuerpo en su totalidad en la roca o

    en una combinacin de ambos.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    DEPOSITOS EPITERMALES.

    Los depsitos epitermales se forman en el medio ambiente cerca de la superficie, por lo

    general a menos de 1 km de la superficie de zonas volcnicas, tcnicamente en el

    cambio de zonas. Son el producto de la baja temperatura (50 a 300 C) de la actividad

    hidrotermal generada a partir de sub intrusiones volcnicas.

    Los depsitos epitermales tienden a ocurrir como sistemas de vetas pequeas del

    orden de centmetros de potencia, las menas minerales son de alta ley .

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Los sistemas de alta sulfuracin se relacionan con las especies de azufre oxidado y por

    lo general se encuentran cerca a los respiraderos volcnicos y estn asociados

    con oro, cobre y plata, y en menor medida bismuto y teluro.

    Los sistemas de baja sulfuracin son distales a los respiraderos volcnicos, comnmente

    asociadas a los tipos de lquidos que estn involucrados en las aguas termales, contienen

    reducidas especies de azufre y estn asociados con oro y plata, y en menor medida, de

    arsnico, selenio y mercurio.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • Atributos de los depsitos epitermales que tienen ms probabilidades de influir en la

    estabilidad de los taludes del tajo son el alto grado de fracturacin y la alteracin de la roca

    caja.

    En estas condiciones, las condiciones de ruptura a travs de la alteracin debilitada de

    roca con o sin control estructural parcial puede ser igual de propensos que las fallas de

    estructura controlada.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • Las rocas del sistema epitermal, sufren fracturas durante largos periodos de

    tiempo de actividad hidrotermal.

    Por lo general la mineralizacin se produce en los rellenos de venas silceas y en

    fisuras irregulares de ramificacin o cerca de las redes de vetillas que componen

    los stockworks.

    Las vesculas formadas a partir de burbujas de gas atrapadas por enfriamiento de

    las lavas, as tambin poros y fisuras pueden actuar como elementos de

    recepcin.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Debido al alto grado de fracturacin y la actividad hidrotermal, las rocas de caja pueden

    ser modificadas (hidromecnica del tipo de yacimiento).

    En las rocas flsicas como la riodacita, latita o riolita, la alteracin se caracteriza por el

    cambio de minerales flsicos a sericita; la introduccin o sustitucin de los minerales

    flsicos por slice y la introduccin de feldespatoides en el sistema; los minerales comunes

    forman parte de las alteraciones, formndose carbonatos y caoln (montmorillonita).

    1. MODELO GEOLOGICO

  • El proceso de alteracin dominante en rocas volcnicas maficas e intermedias

    como el basalto, andesita y dacita, se denomina propilitizacin, que proviene de

    la baja presin y temperatura, produciendo clorita y epidota como minerales de

    alteracin mas abundantes.

    Otros productos de alteracin en la zona propilitica incluyen sericita, alunita,

    zeolita, adularia, slice y pirita.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • Atributos de los depsitos epitermales que tienen ms probabilidades de influir

    en la estabilidad de los taludes del tajo, son el alto grado de fracturacin y

    la alteracin de la roca caja.

    En estas condiciones, las posibilidades de ruptura a travs

    de la alteracin debilitada de la roca con o sin control estructural parcial

    pueden ser igual de propensos que las fallas de estructura controlada.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    PROSPECCION EN UN AFLORAMIENTO DE

    MINERALES DE COBRE

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    KIMBERLITAS

    Los diamantes fuera de la roca se cristalizan en el manto superior bajo una presin

    extrema, el proceso se produce slo si la litosfera presenta al menos 120 kilmetros de

    espesor (Evans, 1993).

    Estos son atrapados por el magma ascendente que transporta a la corteza, la

    evidencia de su origen externo viene de frica del Sur, en la localidad de Kimberley con

    una edad de 90 millones de aos, pero con incrustaciones de diamantes de ms de 2 mil

    millones de aos (Kramer, 1979. en Misra, 2000).

    1. MODELO GEOLOGICO

  • Kimberley, que alberga depsitos de diamantes de importancia econmica

    esta localizado en el escudo estable, (cratn) en grandes reas con antigedad

    mayor a 2,4 millones de aos (Misra, 2000).

    Kimberley contiene potasio y el volumen de la roca

    ultramfica hbrida, aumenta desde las profundidades del manto y emplaza en forma

    explosiva si llega al medio ambiente muy cerca de la superficie (Winter 2001).

    1. MODELO GEOLOGICO

  • Las caractersticas de los depsitos de kimberlita que tienen ms

    probabilidades de influir en la estabilidad de taludes de tajo, son las zonas de

    contacto litolgico, que por lo general cuenta con zonas muy fracturadas.

    Interaccin entre ambos materiales

    1. MODELO GEOLOGICO

    I. Modelo Geolgico

  • DEPOSITOS VOLCANICOS DE SULFUROS MASIVOS

    En elementos volcnicos de sulfuros masivos (VMS) los depsitos estn relacionados

    con los entornos submarinos volcnicamente activos de las principales zonas orognicas.

    Los metales se precipitan de soluciones hidrotermales como el cobre, zinc, plomo,

    plata y oro. El estao, el cadmio, antimonio y bismuto tambin aparecen en segundo

    orden como sub-productos.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Los tpicos depsitos VMS, presentan un montculo de sulfuro en forma de

    lente cubierto con una zona de alteracin en el lmite inferior bien desarrollado.

    Tambin muestra un patrn distinto de zonificacin, que va desde el hierro al cobre, a

    continuacin cobre, plomo y zinc; finalmente, el zinc y bario que se mueve hacia arriba

    y hacia afuera de la fuente hidrotermal (Robb, 2005).

    En los casos tpicos, los depsitos de sulfuros pueden aparecer en forma plana o en

    forma tabular, apilados uno encima del otro.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • Depsitos de VMS tambin pueden ser clasificados como proximales o

    distales.

    Una combinacin de la temperatura, la salinidad y el grado de mezcla con

    agua de mar har que los fluidos submarinos puedan ser ms o menos

    densos que el agua del mar. Depsitos proximales al arco se forman

    cuando las soluciones minerales densas precipiten cerca de la eyeccin.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • Fluidos menos densos se dispersarn y precipitaran, formando un

    depsito distal a la zona de eyeccin.

    La tendencia hacia el cobre, domina minerales de sulfuro de hierro

    y disminuye con la distancia del lugar del flujo, como resultado de la

    mezcla de agua marina y el mineral proveniente de fluidos hidrotermales.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • La caracterstica de un depsito de VMS que tiene ms probabilidades de influir

    en la estabilidad de un talud es la zona de contacto inferior con

    alteracin subyacente, que puede formar taluds potencialmente inestables de

    la mina.

    Por consiguiente, la geometra del yacimiento debe estar bien establecida al

    principio del proceso de planificacin de minas.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    LOS DEPOSITOS SKARN.

    Un compuesto principalmente de minerales de silicatos asociados a depsitos de

    magnetita y calcopirita se encuentran en Suecia (Robb 2005).

    La palabra ahora, se refiere a asociaciones minerales de silicato formado por el

    reemplazamiento metasomtico de rocas carbonatadas a una

    temperatura de 400C a 650C, durante el contacto regional o los procesos de

    metamorfismo asociados con un Plutn intrusivo.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • En cuanto a la posicin tectnica, la mayora de skarns que aparecen, se

    encuentran en las mrgenes continentales y arcos de islas, formando ya

    sea durante o al final, de un perodo orognico.

    Los Skarns se clasifican como endoskarn o exoskarn, dependiendo de

    la ubicacin de los minerales, he aqu la relacin del plutn que se sustituyen

    por los lquidos que fluyen en el plutn.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • Los Skarns se clasifican:

    endoskarn

    exoskarn.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Masa irregular formada en la zona de contacto entre las

    rocas gneas y las encajantes, su morfologa es irregular,

    aunque se halla condicionada por el contacto entre ambas

    rocas

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    DEPOSITOS ESTRATOLIGADOS.

    El Cinturn de Cobre de Zambia (ZCB) es tpico de estos depsitos. El ZCB es uno de los

    mayores depsitos de sedimentos alojados en regiones estratiformes de cobre y uno de los

    grandes distritos metalognico en el mundo.

    Yacimientos de cobre y cobalto se encuentran en pizarras y areniscas, con la mayora de

    los yacimientos situados en lo que se denomina la pizarra "cinturn". La mineralizacin se

    presenta en forma de sulfuros de hierro y varios metales, cobre, minerales de cobalto y

    otros minerales

    1. MODELO GEOLOGICO

  • La Calcopirita es el mineral de sulfuro principal. Diferentes concentraciones de

    minerales se producen a lo largo de los planos de estratificacin con las leyes de mineral

    de cobre que van desde tres por ciento al seis por ciento y hasta 15 y 20 por ciento

    entre algunas localidades.

    En los mrgenes del depsito, los sulfuros de cobre y cobalto dan lugar a pirrotita y

    pirita. Una zonificacin de sulfuro de distinta naturaleza ocurre con respecto a la

    costa. La tierra es estril, con calcosina que ocurren en el entorno de aguas poco

    profundas, seguido de bornita y calcopirita ms lejos en la cuenca.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • La pirrotita se produce en regiones muy alejadas de la lnea de costa. Una zonificacin

    distinta de la distribucin tanto de metal y la mineraloga se observa coherente con los

    cambios de facies regresiva.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    CONSIDERACIONES GEOTECNICOS

    Cuando en el marco natural mencionados anteriormente, se ha establecido cada tipo

    de roca en el lugar del proyecto, se subdivide en unidades coherentes o dominios sobre la

    base de una combinacin de uno o todos los siguientes:

    El tipo de roca (litologa);

    Las estructuras principales (fallas y pliegues);

    1. MODELO GEOLOGICO

  • Mineralizacin (minerales y residuos) del macizo rocoso;

    Alteracin, incluyendo todos los eventos pre y postmineralizacin;

    Procesos de intemperie, y

    Las propiedades geomecnicas.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • El objetivo final del modelo es proporcionar un nivel de diseo de lmites

    dimensionales y los atributos que caracterizan a las propiedades geomecnicas y tipo de

    roca en el sitio.

    Al elaborar el modelo, es importante reconocer que en muchos yacimientos minerales

    la sobrecarga puede tener una geologa totalmente diferente a la del mineral y la roca

    husped.

    Ejemplos de ello son las gravas outwash conglomeraticas en la Mina al Sur, de

    Chile, y los depsitos coluviales en Olympic Dam, en Australia del Sur. Tambin puede

    haber Saprolitos potentes por encima de yacimientos en ambientes tropicales.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • EJEMPLO DE LA MINERALIZACION DE GEOLOGIA BASICA UNIDA POR LA

    SUPERPOSICION DE LA LITOLOGIA (2 TIPOS), LA MINERALIZACION (2 TIPOS), Y

    LA ALTERACION (2 TIPOS).

    Ejemplo de la definicin bsica de las unidades geolgicas mediante la superposicin

    de la litologa (2 tipos), mineralizacin (2 tipos), y la alteracin (2tipos), (Flores y

    Karzulovic, 2003).

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Para ilustrar el grafico expuesto, se utiliza la mineralizacin, la alteracin

    y la erosin de las dos litologas diferentes para definir siete unidades

    geolgicas bsicas:

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    El primer paso en el proceso de construccin de modelos, es recopilar los datos de

    campo, toda la cartografa, incluyendo datos bsicos de la exploracin del yacimiento y los

    programas de perforacin geotcnica en un proyecto geolgico.

    Este proyecto se puede incorporar en una de tres dimensiones (3D) modelo slido

    geolgico usando uno de los sistemas disponibles de modelado como Vulcan , Data

    Mine, Surpac o compatibles.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • En este proceso se asignan los datos en Autocad importados como archivos DXF,

    para que el gelogo puede conectar la falla, litolgicas y otros rastros limite geolgico y

    construir sobre las huellas en 3D para construir figuras modeladas i triangulaciones.

    Una vez que el arco de triangulaciones hecho es fcil cortarlas para enfrentar a los

    depsitos o en secciones. El proceso completo se ilustra en la siguiente serie

    de figuras a continuacin, con ejemplos de diferentes yacimientos mineros.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Modelo Geolgico del Goldstrike Minas Betze pilares a Cielo Abierto

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Corte Geolgico del sector Este de la Goldstrike Mines. Tajo a Cielo Abierto, seccin transversal a

    travs de la pared este de la fosa.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Un problema de modelado sobre el nivel de confianza en la informacin geolgica que

    aparece en la seccin transversal.

    Previa a los grficos por ordenador se implant en la elaboracin, mapas geolgicos y

    secciones transversales fueron dibujados a mano.

    Con estos mapas dibujados a mano y secciones transversales que era una prctica habitual

    para designar slo confirmadas o reconocidas como los conatctos geolgicos y estructuras.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • Desde la introduccin de sistemas de grficos por ordenador, esta prctica ha sido

    postergada, todos los lmites del arco se muestran como lneas continuas, con el

    resultado de que la falta de certeza en caractersticas tales como las fronteras litolgicas

    y fallas importantes no se refleja en el dibujo (plan o seccin).

    1. MODELO GEOLOGICO

    I. Modelo Geolgico

  • De acuerdo con esta escala, es razonable suponer que (los lmites geolgicos que se

    muestra en la parte superior de 200 pies del arco de seccin transversal basada en la

    exposicin de superficie y las intersecciones de perforacin del agujero y puede

    considerarse como bien establecido.

    1. MODELO GEOLOGICO

    I. Modelo Geolgico

  • I. Modelo Geolgico

    Seccin transversal del SI mostrando interpretacin de

    lmites estratigrficos y estructurales los taladros y los niveles

    estimados de seguridad de datos con la profundidad

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Seccin mostrando interpretaciones de lmites

    estratigrficos y estructurales, los taladros y los niveles estimados

    de seguridad de datos con la profundidad

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Modelo slido codificado por color para mostrar

    la distribucin 3D de los tipos de rocas en un entorno

    de mina.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Diagrama de cerca 3D que muestra las relaciones

    estratigrficas entre el alfizar de una gabro y una pila

    sedimentaria que ha sido invadido por un umbral gabro y una

    chimenea de kimberlita.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Slido modelo con una columna sedimentaria, mostrando

    un sill intrusivo de Gabro y el lmite de contacto superior del

    conducto de Kimberlita

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Se muestra la distribucin 3Dde los tipos de rocas en

    relacin con el depsito a cielo propuesto en el proyecto de

    nquel en el oeste de Australia Occidental (Nickel West, 2007).

    1. MODELO GEOLOGICO

  • SISMICIDAD REGIONAL

    DISTRIBUCIN DE LOS TERREMOTOS

    Existe una serie de casos donde los terremotos han provocado deslizamientos detierra en las laderas naturales, pero no se han identificado efectivamente terremotos

    originando fallas de taludes en las grandes minas a cielo abierto.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • Esta situacin ha generado un debate considerable sobre la necesidad de realizaranlisis ssmico de taludes en minas de tajo abierto.y es la razn principal porque

    la carga ssmica es a menudo ignorada e inadvertida en el diseo de taludes.

    Si un gran terremoto ocurriera prximo a la talud de un tajo abierto losefectos pueden ser importantes, sobre todo si los materiales incompetentes como el

    suelo, estn involucrados.

    I. Modelo Geolgico

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    La carga ssmica es a menudo ignorada e inadvertida en el diseo de

    taludes. Si un gran terremoto ocurriera prximo al talud de un tajo abierto los

    efectos pueden ser importantes,

    Sobre todo si los materiales incompetentes como el suelo, estn involucrados.

    Adems, las infraestructuras de las minas, especialmente las presas de relaves

    pueden ser y han sido afectadas por los terremotos. La documentacin de la

    sismicidad regional y su integracin con el modo geolgicas es importante.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    La mayora de los terremotos son causados por la interaccin

    entre dos placas de la corteza y se concentran en los cinturones geogrficos

    definidas por los lmites de las placas.

    Ahora se describe el planeta y las grandes placas de la corteza. Para el

    lector interesado un modelo de actualizacin digital de los lmites de placas se

    pueden obtener a partir de las Bird (2003).

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Grandes placas erustal del mundo, con flechas que

    indican las direcciones relativas de movimiento

    (Waltham, 1994)

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    S muestra la distribucin mundial de terremotos e ilustra la relacin geogrfica

    entre los terremotos y los lmites de las placas.

    Hay cuatro tipos bsicos lmites de las placas:

    divergentes,

    transformacin,

    convergente y de

    subduccin.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Distribucin mundial de los terremotos (Waltham,1994)

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    RIESGO SISMICO

    Los terremotos generan cuatro tipos de movimiento de tierra (Wiegel,1970):

    1. Movimientos de suelos que logran desencadenar deslizamientos o movimientos

    similares en la superficie, que pueden destruir estructuras por la simple

    desestabilizacin de su fundacin.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    2. Desplazamientos repentinos de fallas que puedan ocurrir en la superficie del

    suelo y alteran las estructuras tales como carreteras y puentes.

    3.- El movimiento del suelo que resulta de la consolidacin del subsuelo por los

    asentamientos, que daan las estructuras a travs de la deformacin excesiva de

    sus cimientos.

    4.- Aceleraciones de tierra que pueden inducir a las fuerzas de inercia de una

    estructura para daarlo.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Los dos primeros efectos son efectos estticos. El tercer efecto puede ser esttica y

    dinmica, y el cuarto es dinmico.

    Para efectos de la evaluacin de riesgos, los siguientes datos deben incluirse en el

    modelo:

    - Los lugares y las magnitudes de todos los terremotos histricos y recientes en la regin

    de inters.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Localizacin epicentros de

    los terremotos asociados

    epicentros asociados a la

    zona de subduccin Peru Chile y prxima a

    Antofagasta Chile(USGS, 2007)

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Profundidad de los

    sismos

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Distribucin de sismos por

    magnitudes en el rea de

    estudio.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Distribucin

    acumulada de

    magnitudes en el

    rea de estudio.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    La magnitud, periodo de retorno, valor mximo de aceleracin y la distancia del sitio

    del proyecto del terremoto mximo creble y del terremoto mximo probable que se

    produzcan durante la vida til del proyecto.

    Esta informacin debe ser complementada por la probabilidad de cada

    uno de estos eventos y sus correspondientes aceleraciones pico en tierra se

    supere durante la vida del proyecto.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Conecte a tierra las curvas de aceleracin para la mxima credibilidad y los

    terremotos del proyecto, de la cual las curvas de velocidad y el desplazamiento se

    puede obtener.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Curva de aceleracin del

    terreno para un terremoto

    mximo creble asociadas

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    TENSIN REGIONAL

    El campo de esfuerzos virgen en un macizo rocoso inalterado su origen est

    determinado por una serie compleja de eventos controlados por la gravedad y

    activa los procesos geolgicos en la corteza terrestre.

    Como era de esperar hay un amplio cuerpo de literatura sobre el origen y la

    medicin de la tensin virgen, ningn tratamiento detallado de lo que est ms

    all del mbito de aplicacin de minera a cielo abierto.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Para el lector interesado y Amadei. Stephansson (1997) proporciona un resumen

    completo sobre el terreno de las tensiones en la corteza terrestre, los mtodos para

    medir y monitorear los esfuerzos y su importancia en el rock de ingeniera, geologa y

    geofsica.

    Una base de datos global contempornea de la tensin tectnica de la corteza

    terrestre morir tambin es mantenida por el Mundial de Stress, Mapa del Proyecto

    (Reinecker y cois, 2005), emite el estrs en mapas de varias regiones, incluyendo

    Amrica, frica, Asia, Australia y Europa.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    En minera, la aplicacin del principio in situ las mediciones de la tensin

    virgen y cualquier seguimiento posterior despus de la masa de roca ha sido

    alterada es subterrnea.

    El conocimiento se utiliza para evaluar la estabilidad de excavaciones

    subterrneas y su susceptibilidad de esfuerzo inducido por fallos como

    rockbust, colapso de los pilares, y slabbing lado de la pared.

    1. MODELO GEOLOGICO

  • I. Modelo Geolgico

    Medida In situ las mediciones de esfuerzos incluyendo: fracturamiento overcoring

    hidrulica, perforacin de asignacin para la emisin acstica (efecto Kaiser)

    1. MODELO GEOLOGICO

    Perforacin inducida por fracturas

    terremoto, medidas de coordinacin, y

    FRC datos geolgicos.

  • II. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    2. MODELO ESTRUCTURAL

    El segundo componente del modelo Geotcnico es el Modelo Estructural (Figura3.1).

    El propsito del modelo estructural es para describir la orientacin y distribucin

    espacial de los defectos estructurales que probablemente puede influir la estabilidad

    de las taluds del tajo.

    Esto incluye aquellas fracturas y fallas que presenta.

  • II. Modelo Estructural

    Debido a las diferencias en escala entre los bancos, inter-rampas y taluds globales,

    el modelo estructural tiene que ser configurado en al menos dos superposiciones que

    se muestran:

    1. Los atributos de espaciado ms estrecho de fallas y fracturas que ocurre dentro

    de cada mbito estructural en ngulo aparente.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    2. Las caractersticas estructurales importantes como a travs de las fallas y

    pliegues que puede ser usada en subdividir la mina seleccionando un nmero de

    mbitos estructurales, cada uno de los cuales est caracterizado internamente por

    una caracterstica estructural reconocible compuesto ms estrechamente de fallas

    y fracturas. Lmites litolgicos y la forma del tajo tambin puede influir en la

    seleccin de los lmites del mbito.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Ambos de estas superposiciones tendra que ser sustentado por un esbozo de

    la geologa regional poniendo concisamente los acontecimientos tectnicos y

    fallas importantes y/o pliegues aquello que ha controlado o influy el estilo y forma

    del yacimiento, de evolucin a travs de la mineralizacin.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Estructuras Importantes

    Las estructuras Importantes incluyen los pliegues y fallas que es continuo a lo

    largo de falla y abajo del buzamiento a travs del sitio de mina, y caractersticas

    como la laminacin de las estructuras que se asociaron con rocas metamrficas

    como pizarras, fillita y esquistos. La terminologa bsica utiliz para describir estas

    caractersticas est perfilada a continuacion.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Pliegues

    Es una de las ms comunes estructuras que ocurren, se encuentran en

    deformaciones de rocas. Ellas se forman con fracturas planares tales como estratos

    esquistosos y desviados con formas de onda curvi-planar o estructuras curvilneas.

    Pueden desarrollarse solos o en multi-capas. Pueden ocurrir por gravedad slumping y

    puede tener una variedad ancha de geometras y medidas.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    El flexuramiento es inducido por una compresin que acta en un ngulo

    alto(perpendicular) a las capas, mientras que pandeo es un flexuramiento inducido por la

    compresin que acta en un ngulo bajo a los estratos.

    La orientacin de la compresin principal para (a) doblando y (b)

    pandeo de capas planares (Blyth)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    El flexuramiento tambin puede ocurrir en la forma de un pliegue cubierto cundo, por

    ejemplo, sedimentos de la cobertura es ms rgido que el basamento flexible en

    respuesta a componentes de movimiento vertical a lo largo de basamento fallas

    Cuando el nombre implica, gravedad slumping implica el corredero de una masa abajo

    una talud bajo la influencia de gravedad y es ms comn en un entorno de submarino.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    (a) y (b), esquemas de Bloque de hipotticos cubertura-pliegues, el resultado de fallas normal

    en el basamento; (c), Cubierta-geometra de pliegue asociada con bloque fallado en el

    basamento; y (d) cobertura-pliegues sobre fallas inversas en el basamento (Blyth & deFreitas

    1984)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    La terminologa bsica utiliz para definir los pliegues

    Los trminos usados describen la geometra de un perfil de pliegue: h = bisagra i = punto de

    inflexin; c = cresta; t = canal; = ngulo inter limbo; L longitud de onda; A= amplitud (Blyth &Freitas)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    (a & b), Longitud de onda (L) y amplitud (A) de un pliegue; (c), el esquema que muestra la

    dependencia del patrn de afloramiento del pliegue en la orientacin del Plano de erosin (Blyth &

    Freitas 1984)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Los diferentes pliegues de formas ms comunes

    Tipos de pliegues asimtricos con diferir limbo longitudes y posiciones de charnela

    de superficie (Blyth & deFreitas, 1984)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Pliegues con cierre hacia arriba(a, c & e). Pliegues con cierre hacia Abajo (b, d & f). Las

    flechas indican direccin de mas jvenes. Vistas de plan de erosionados anticlinal (g) Y

    sinclinal(h) (Blyth & de Freitas, 1984)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Antiforma y Sinforma en plegamiento abierto ntegro, con grados correspondientes de

    agudeza de pliegues y la charnela de plegamientos (Blyth & deFreitas, 1984)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Formas de Pliegue, (a) paralelos (b) Chevron (c) similar (d) vertical (e) inclinado

    (f) recumbente (g) torci superficie axial (Blyth & deFreitas, 1984)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Simetra de Pliegue, (a), simtrico y (b), asimtrico

    Los esquemas que ilustran plunge, (a & b) sinclinal (c & d) anticlinal (e) Esquema de

    bloque erosionado de anticlinal y sinclinal, con estratos duros (patrn de ladrillo)

    caractersticas de superficie de la conformacin superficie erosionada encima (Blyth &

    deFreitas, 1984)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Cuando el perfilado por Lisle y Leyshon (2004), nos muestra cmo la simetra de

    pliegue puede ser reconocida por las orientaciones del normales a la superficie

    plegada tomada en una sucesin de ubicaciones a travs del pliegue.

    Si el pliegue es simtrico, cundo dibuja en el stereonet los polos del normales al

    pliegue la posicin cierra a un solo o ms el crculo grande conocido como el plano

    de perfil.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    A su vez, el polo del plano de perfil proporciona el usuario con la direccin del eje

    de pliegue. Si los polos no pueden ser equipados a un crculo grande, entonces el

    pliegue no es simtrico.

    El grado de tensin del pliegue se refleja en el circulo grande, con la gama de

    orientaciones para un pliegue tensionado siendo ms grande que para un pliegue

    abierto.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    En la misma manera, planar limbos de un pliegue espectculo dos grupos de polos

    mientras que pliegues abiertos muestra patrones ms difusos. Si el limbos del

    pliegue tiene longitudes desiguales un grupo de los polos en el avin de perfil

    probablemente puede ser ms pronunciados que el otro.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Se muestra los diferentes clases de pliegue basados en el plunge y el buzamiento

    de la superficie axial, ambos de los cuales son indetaluds de la transparencia o

    grado de curvatura del pliegue.

    Las clasificaciones basados en el plunge puede variar de escaso buzamiento a

    vertical. Las clasificaciones basaron en el buzamiento de la superficie axial puede

    variar de a ntegro a recumbente.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Stereonet representacin de un pliegue simtrico

    (Lisle & Leyshon, 2004)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Stereonet representacin de estilos diferentes de plegables (Lisle &

    Leyshon, 2004)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Stereonet representacin de diferir orientaciones de pliegue (Lisle &

    Leyshon, 2004

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Fallas

    La definicin de diccionario de una falla es una superficie de fractura o zona a lolargo de un apreciable desplazamiento que ha tenido lugar. Para propsitos de

    ingeniera aun as, cualquier movimiento es una falla, reconociendo que incluso un

    menor (escala pequea) la falla puede tener importancia de manera considerable en

    ingeniera.

    La palabra apreciable levanta la cuestin de cunto es apreciable. Para propsitosde diseo de talud una escala sugerida.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Escala sugerida de magnitud de falla

    Longitud (m) Descripcin

    1000 Escala regional

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Los componentes del desplazamiento de una falla est medido en trminos de

    desplazamiento vertical, desplazamiento horizontal y desplazamiento inclinado(total).

    Componentes de desplazamiento de falla (Blyth & de Freitas, 1984)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Sistemas de clasificacin de la falla reconocen un padre el estado hidrosttico de

    tensin en la tierra / corteza tal que la magnitud de las tensiones horizontales en

    cualquier profundidad dada en la corteza es igual al vertical geostatica la tensin

    inducida en profundidad por carga gravitacional.

    La magnitud de las tensiones horizontales (2 y 3) relativo a la tensin vertical ( 1)

    puede cambiar en uno de tres maneras.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Si la tensin diferencial es suficientemente grande estas variaciones darn lugar

    a tres fallas principales, normales, empujadas (inversas), y de rumbo

    (transformantes)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Direcciones de tensin para fallas normales, de

    empuje (inversos) y fallas de rumbo

    (transformantes) (Blyth & deFreitas, 1984)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Falla normal

    El cual es una extensin lateral donde ambos la disminucin de tensiones

    horizontal en magnitud, pero no por la misma cantidad ( 1 > 2 > 3). Las

    culpas normales pueden ocurrir en cualquier entorno geolgico. Forman graben, y

    en afloramiento o perforaciones resultado de exposiciones en una prdida aparente

    de estratos.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Relacin de fallas a ejes de tensin principal (a) de empuje (b) normal (c) de

    rumbo (Blyth & de Freitas, 1984)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Falla inversa, el cual es una falla inversa si la inclinacin de superficie de falla es

    mayor que 45. Ambos aumento de tensiones horizontal en magnitud, pero no por la

    misma cantidad( 1 > 2 > 3).. Fallas inversas son propio de empujes y entornos

    de cinturn del pliegue y resultado en la repeticin de estratos.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    3. Falla de rumbo (transcurrente, lgrima, llave inglesa o transformante), donde el

    plano de falla es aproximadamente vertical y el movimiento es en la direccin de

    falla (izquierdo o derecho lateral) Un aumento de tensin horizontal en magnitud

    mientras la otra tensin horizontal disminuciones en magnitud ( 1 > 2 > 3)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Desarrollo de (a) empujado y (b) encima-empujado, con repeticin de

    estratos (Blyth & deFreitas, 1984)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Estructuras Metamrficas

    Rocas Metamrficas como pizarras, fillitas y esquistos exhiben una fisibilidad

    planar que en escala de mina puede tener un efecto importante en la estabilidad

    del inter-rampa y de la inclinacin de los bancos del tajo. La terminologa utilizada

    para describir la textura fisil de estas rocas metamrficas puede ser confundida y

    est aclarado abajo.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Pizarra. Un grano fino, roca con perfecta esquistosidad.

    Fillita. Una roca de grano fino esquistosa, a veces con incipiente segregacin

    bandeada con un brillo lustroso de mica y clorita a lo largo de la superficie de

    esquistosidad.

    Esquisto. Fuertemente esquistosa, roca normalmente bien lineada, generalmente

    con segregacin desarrollada en capas . Contiene abundante minerales

    micaceos.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Una caracterstica de estas descripciones es la distincin hecho entre esquistosidad

    (o foliacin), segregacin bandamiento o estratificacin, y lineacin, los cuales pueden

    ser descritos como sigue.

    Esquistocidad. Una fisibilidad planar en la roca es causado por la orientacin de los

    cristales minerales en la roca con su dimensin ms grande sub-paralelo al plano de

    esquistosidad. Note aquello -las superficies son sinnimas con esquistosidad, pero

    tener una connotacin ms ancha en aquel el plazo est aplicada a cualquier conjunto.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Segregacin bandeada. Una estructura laminada que resulta de la segregacin

    de un simple ensamble mineral de composicin contrastada durante

    metamorfismo a las capas alternas paralelas a la esquistosidad.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • Segregacin bandeada. Una estructura laminada que resulta de la segregacin

    de un simple ensamble mineral de composicin contrastada durante

    metamorfismo a las capas alternas paralelas a la esquistosidad.

    Lineacin. Alineacin paralela de elementos lineales en alguna direccin dentro

    de la esquistosidad, por ejemplo, cristales prismticos de hornblenda o epidota,

    varilla-gusta agregado de cuarzo, o ejes de micropliegues.

    II. Modelo Estructural

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Fabrica.

    El banco de tejido en escala estructural que se produce dentro de los dominios

    principales se incluyen las camas de micro pliegues y fallas de menor importancia,

    las articulaciones, esquistocidad y clivaje. Las principales caractersticas de algunas

    estructuras comunes menores veces y junturas se detallan a continuacin:

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Estructuras plegadas menores

    Estructuras menores plegadas son comunes e incluyen crucero de fractura,

    cortes de tensin, las estructuras boudinage, y caras de friccin.

    Clivaje de fractura consiste en una serie de fracturas paralelas (o conjugado

    tijeras) se form en un estrato incompetente (por ejemplo, la pizarra) en respuesta

    a los pliegues de unos estratos competentes (areniscas)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Cortes de tensin se puede formar, por extensin, en la envolvente o en otras

    rocas cercanas frgiles en respuesta al plegamiento. Si la divisin es paralela o

    sub-paralela al plano de axial asociadas a veces, lo que se conoce como

    divisin axial del plano.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Debido a la cantidad y direccin de las tensiones alrededor de la tapa puede variar,

    el axial - plano de clivaje pueden converger o divergen desde el arco interior de la

    tapa. Cuando esto ocurre, los polos de los planos de corte se muestran una mayor

    difusin, a raz de una gran perpendicular al eje del pliegue.

    Como seal Lisle y Leyshon (2004), las intersecciones de las camas-divisin, sin

    embargo, siguen siendo alineado en paralelo a las bisagras veces.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Crucero de fractura en una roca ms dbil doblado entre ms

    fuerte estratos, con la relacin entre la tensin y tensiones

    tangenciales (Blyth y de Freitas, 1984)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Stereonet representacin de

    los pliegues y escote (Lisle y

    Leyshon, 2004)

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Estructuras se forman por extensin durante el flexuramiento de un material

    frgil.

    Tensin en estratos competentes (b) boudin estructuras con cuarzo (q)

    entre boudins (c) lineaciones

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Caras de friccin son alineaciones que reflejan el movimiento o la direccin de

    estratos o estructuras adyacentes durante el plegamiento o falla.

    Juntas

    Las articulaciones se desarrollan en respuesta a tres procesos geolgicos

    principales:

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Deformaciones resultantes de los procesos orognicos;

    Deformacin resultante de procesos epirognicos (levantamiento amplio y por

    elevacin),

    La contraccin causada por el enfriamiento o desecacin

    Juntas en las rocas sedimentarias reflejan el alivio de la tensin que se qued

    en las rocas despus de la deformacin(epirogenico).

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    El sistema operativo de base ortogonal de unin con orientacin perpendicular a la

    estratificacin y normal el uno al otro.

    No obstante, otros conjuntos tambin pueden estar presentes, en funcin de

    eventos de deformacin posterior. Las juntas de las rocas gneas pueden reflejar

    tanto la contraccin de enfriamiento, la contraccin que se pueden recoger en la

    extensin (es decir, la apertura de la tensin de las junturas), o procesos de

    deformacin despus del enfriamiento que se ha producido.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Hay diferentes estilos de mineral, cada uno con su propio conjunto de caractersticas

    estructurales que pueden repercutir en la estabilidad de los taludes del tajo.

    Muchas de estas caractersticas son comunes entre los estilos y la mayora de los

    casos puede estar relacionada con la naturaleza intrusiva, sedimentaria y

    metamrfica de los ambientes geolgicos diferentes.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Intrusivo

    Las rocas intrusivas y la actividad sub volcnica y la mineralizacin con los depsitos

    de prfido y epitermal y skarn estn relacionadas con fallas y zonas altamente

    fracturadas que forman las vas de la intrusin y los fluidos mineralizantes. Estas

    estructuras forman el esqueleto bsico del modelo estructural y posiblemente tendr

    que mayor impacto en los diseos de la talud.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Otras preguntas que debe plantearse y los elementos que se aaden a la estructura

    como el modelo se desarrolla incluyen los siguientes.

    1El yacimiento representa unas fases nicas o mltiples de la tectnica y la

    mineralizacin?

    2Las zonas de alteracin y las fronteras se extienden ampliamente en las rocas de

    caja lateral para el cuerpo de mineral o estn confinados a las fallas y las zonas de

    fractura? Esta es una cuestin particularmente importante, sobre todo en depsitos

    epitermales.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    3. Cul es la relacin entre las articulaciones y las estructuras ms

    importantes? Fueron las articulaciones y defectos formado por los regmenes

    misma tensin o por separado en diferentes momentos y bajo diferentes

    condiciones de estrs?

    Sedimentario

    En ambientes sedimentarios, los atributos que pueden influir en la estabilidad

    de los taludes del tajo se incluyen las siguientes.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    1. Los contactos entre diferentes unidades litolgicas, incluyendo los planos de

    estratificacin y discordancias. De particular inters son las posibles zonas

    dbiles que pueden ocurrir en los lmites entre las zonas ms fuertes y ms

    dbiles (por ejemplo, fangolitas pizarra o arenisca) y discordancias que presentan

    horizontes de edad del suelo.

    2. Pliegues, ya sea simple o compleja, que puede formar inmersin de talud.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    3. Las juntas, con perpendicularmente conjunto orientado a la ropa de cama y

    normal a cada aviones liberacin proveedora de manera desfavorable en camas

    orientadas (por ejemplo, la inmersin de la talud).

    4. Clivaje. De manera similar a las juntas, las divisiones (clivajes) pueden

    proporcionar planos liberacin en estratificacin desfavorablemente orientada.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    5. Fallas, incluyendo todas las fallas regionales importantes. Estos pueden

    proporcionar superficies de lanzamiento, pero tambin puede representar

    Planos de fallos importantes, por ejemplo, fallas inversas en ambientes

    orognicos plegada y corrida. Fallas de empuje, no slo repetir las camas, pero

    geotcnicamente pueden formar Planos principales de la debilidad a travs de

    distancias que se han medido en trminos de kilmetros.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Metamrfica

    Los atributos de rocas metamrficas que pueden tener un impacto en la estabilidad

    de las taluds son similares a los encontrados en ambientes sedimentarios,

    especialmente con respecto a la inmersin, taluds resultantes de plegado. Por lo tanto,

    las cuestiones geotcnicas principales tienen que ver con la integridad de la fisibilidad

    plana que se asocia con pizarras, filitas y esquistos.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    La Esquistosidad se desarrolla en las anfibolitas y gneises, pero son menos obvios

    que en esquistos tpicos. Otras estructuras que debemos ser conscientes de incluir,

    son zonas estrechas de la deformacin y dislocacin como cataclasitas y milonitas que

    se han formado por la dinmica de los procesos metamrficos durante el fallamiento y

    plegamiento, y las articulaciones y divisiones.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Modelado de slidos

    Modelado slido tridimensional de uso en geologa Estructural uno de los sistemas

    de modelizacin disponibles comercialmente, se ha convertido en un proceso

    rutinario en la mayora de los sitios de minas y oficinas de diseo.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    En cuanto al modelo geolgico, el primer paso en el proceso para recopilar toda la

    asignacin de campos y datos bsicos de perforacin estructural en el plan geolgico

    de la fosa.

    Este plan se pueden incorporar en una de tres dimensiones (3D) modelo slido

    geolgica usando cualquiera de los sistemas de modelado antes mencionados.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    3D modelo slido de un cuerpo son (rojo oscuro) intersectada

    por una secuencia de fallas normales

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Cuerpo de mineral (rojo oscuro) como lneas en contra

    de un pozo propuesta final

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    LA PROYECCIN ESTEREOGRFICA

    Lineamientos generales

    Modelado estructural es un ejercicio de la geometra tridimensional que

    requieran la aplicacin de cualquiera de la geometra descriptiva o trigonometra.

    Un nmero de ayudas tabulares y grficos pueden ayudar a construir estas

    soluciones (Badgley, 1958), pero caracterstico que a menudo son difciles de

    manipular en tres dimensiones.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    El mtodo de proyeccin estereogrfica fue utilizado principalmente por

    cristalgrafos y mineralogistas, pero en la geologa estructural en la dcada de

    1950 fue propuesto por Phillips (1960).

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    La atraccin principal de la proyeccin estereogrfica es que es fcil de usar.

    Rpidamente se pueden aportar soluciones a los complejos problemas geomtricos

    en el campo o en la oficina, y es la herramienta ideal para el trazado y conouring

    conjuntos de datos estructurales.

    Debido a su potencia y flexibilidad, es RECOMENDADOS como herramienta bsica

    para todos los anlisis a cielo abierto de modelado estructural.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Es fcilmente adaptado a las soluciones de informtica y se ha incorporado

    una serie de paquetes de software disponibles en el mercado.

    Probablemente la ms conocida, si el este y sin duda el ms ampliamente

    utilizado en la industria de la minera a cielo abierto es la Rocsience Inc

    Progrma DIPS tm (Rocsience, 2003).

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Zonas ciegas

    La aparicin de las juntas que tienen bajos ngulos de interseccin (alfa) con el

    agujero de perforacin plantea la cuestin de las zonas ciegas. La zona ciega de un

    taladro es el lugar geomtrico de los polos de las juntas que son paralelos a los

    agujeros de lugar y no puede ser visto por el agujero de perforacin.

    Con demasiada frecuencia la presencia y el efecto de las zonas ciegas son ignoradas

    o no se reconocen cuando las estructuras en un tajo abierta se est modelando.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Terzaghi : correccin para el espaciamiento de juntas

    Cuando el espacio de las juntas (fracturas) se miden a partir de perforacin de hoyos (o a

    lo largo de una lnea de exploracin afloramiento), el nmero de observaciones de las

    juntas de cualquier conjunto es una funcin del ngulo de interseccin (inclinacin) entre

    ese conjunto y el eje del taladro.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    En concreto, el nmero de interseccin con un taladro de longitud dada

    disminuye a medida que el ngulo de inclinacin disminuye de forma que:

    FORMULA

    Donde:

    = inclinacin de las juntas en el hoyo del taladroD = El espacio entre las juntas

    L= La longitud del hoyo del taladro

    N= El numero de juntas intersecadas por el taladro.

    d

    LsenN

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Por lo tanto, en un hoyo de perforacin vertical, las gamas N entre L / d para las

    juntas horizontales, de los cuales es de 90 , y cero para las juntas verticales, de

    los que es igual acero(Terzaghi, 1965).

    Sin correccin adecuada se puede hacer para las juntas con ngulos bajos de .

    Si un grupo de diversas perforaciones orientadas est disponible, Terzaghi (1965)

    sugiere que:

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    a) En general se recomienda no tener en cuenta los polos de las juntas con un

    ngulo de inclinacin () de menos de 20 a 30 , porque las articulaciones

    de las mismas, si es abundante, se cruzan en un ngulo ms alto por uno o

    ms de los otros agujeros , y

    b) Los datos del grupo de agujeros proporcionar una mejor base para estimar

    el espacio de las articulaciones tales.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    MODELADO DE RED DE FRACTURA DISCRETA

    Fractura de redes discretas (DFN), modelado explcitamente representa cmo las

    fallas y las articulaciones reconocido por el modelo estructural espacial se

    distribuyen dentro de la masa rocosa.

    Otros usos importantes incluyen la estimacin de las distribuciones de tamao de

    bloque para el anlisis de la fragmentacin y la determinacin de las condiciones de

    flujo en las masas de roca dura.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    El modelado de DFN en la literatura comnmente incluye:

    1. - FracMan (Golder Associates, Inc., 2007)

    2. - Jointstats (Brown 2007)

    3.- 3FLO (Billum et al , 2005), and

    4.- SIMBLOC (Hamdi &du Mouza, 2004 )

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    El juego de herramientas de modelado FracMan DFN fue desarrollado y lanzado por

    primera vez por Golder Associates, Inc. en 1986. Fue desarrollado inicialmente para

    aplicaciones de ingeniera de minas y civil, y ha sido ampliamente utilizado en petrleo

    y gas y proyectos de medio ambiente, incluida la gestin de residuos radiactivos.

    Ms recientemente se ha aplicado a la estabilidad de las taluds y los problemas de

    un tnel, en la prediccin de la fragmentacin in situ y la gestin de las aguas

    subterraneas.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Software JointStats fue desarrollado por Julio Kruttschnitt. Centro de

    Investigacin (JKMRC), Universidad de Queensland.

    El software original acepta estndar de datos estructurales de un mapeo de la

    cara o scanline pozo,

    Ofrecer una estructura y una masa de roca de propiedades de materiales de base

    de datos que permite la incertidumbre de los datos para evaluar y determinar los

    lmites de confianza para los datos especificados y / o los atributos dentro de un

    dominio nico geotcnicos

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Los Hitos en este programa incluyen la ampliacin de los existentes

    JointStats base de datos para incluir las medidas cuantitativas de los

    parmetros del macizo rocoso y los datos estructurales recogidos usando

    tcnicas digitales.

    3FLO fue desarrollado por Itasca Consultores SA (Francia), principalmente

    para los anlisis hidrogeolgicos de los medios fracturados.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    El cdigo es capaz de generar su propia DFN y tiene muchas caractersticas

    similares al estndar de cdigos de Itasca, incluyendo la construccin en Poisson

    lenguaje de programacin.

    Base Fracman, JointStats 3FLO y su modelizacin en el modelo de disco al azar,

    donde se define el tamao de la discontinuidades circular por el radio de la

    discontinuidad y de los lugares estn determinados por un proceso estocstico, por

    lo general el proceso de Poisson.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    En forma indetalud de los dems y los centros de disco se generan en el

    espacio usando una ley de distribucin uniforme. La orientacin de los discos se

    simula despus de la media y las desviaciones estndar de la ley de distribucin

    que se ajusta a las mediciones de campo reales.

    El radio del disco se estima a partir de la distribucin de la longitud de

    seguimiento. La intensidad conjunta se calcula sobre la base de la frecuencia

    lineal media y la distribucin de radio. Aplicaciones conocidas de este cdigo han

    sido principalmente para bloquear la distribucin de tamaos.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    DEFINICIN ESTRUCTURAL DE DOMINIO

    Directrices Generales

    La informacin contenida en el modelo estructural se utiliza para subdividir las rocas

    en la mina en un selecto nmero de dominios estructurales, cada uno con lmites

    bien definidos y se caracteriza internamente por unos tejidos reconocibles

    estructurales que lo diferencian claramente de sus vecinos.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Todas las caractersticas descritas en los apartados anteriores se deben utilizar

    para ayudar a definir cada dominio.

    Estos incluyen:

    Contactos de minas escala de puntuacin cambios en la geologa, incluyendo

    cambios en la litologa (por ejemplo, entre las rocas gneas y sedimentarias sub-

    volcnicas y rocas intrusivas intrusin), los cambios en los perfiles de

    meteorizacin, y los cambios en los estilos de alteracin;

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Fallas de minas escala que podrn dividir las rocas en la mina en diferentes

    bloques estructurales;

    Estructuras plegadas de remocin de escala, haciendo especial hincapi en los

    cambios en la orientacin de los pliegues;

    Estructuras metamrficas de Minas escala, tambin con nfasis en los cambios en

    el orientacin de las estructuras;

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Desnivel. y fallas entre la rampa de la escala, los pliegues y las estructuras

    metamrficas, y

    Escala de desniveles juntos divisin y micro-Construcciones como para

    parsitos o segundo pliegues formados en los miembros de cualquier inter-rampa

    o pliegues escala de las minas.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Todas estas caractersticas se han identificado a partir de la cartografa y el

    afloramiento de perforacin, y se almacena en la base de datos de tres

    dimensiones estructurales.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    EJEMPLO DE APLICACIN

    Lmites primarios de dominio

    Ilustra los dominios de la estructura primaria reconocidos en el Codelco Nort

    Chuquicamata mina en el norte de Chile. En este ejemplo el dominio ha estado

    dando nombres, pero ms seguido que no sern identificados por nmeros.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Los limites mostraron tomar cuenta la litologa y la forma del hoyo, pero

    primariamente son basados en fallas mayores mapeadas en el hoyo sobre un

    numero de aos combinado con los resultados del mapeado de la superficie,

    perforacin orientada al agujero central de registro y mapeo subterrneo que se

    llev a cabo entre 2003 y 2005.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    La mina de Chuquicamata ha sido usada como ejemplo, por que muestra la

    claridad que puede ser lograda cuando una establecida y validada base de datos

    estructurada tridimensionalmente esta disponible con que trabajar. Obviamente, tal

    claridad no ser posible en la pre-viabilidad y tempranas etapas de viabilidad del

    desarrollo del proyecto, pero el ejemplo ilustra el diseo del objetivo maduro o

    hecho.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Stereonets que ilustran la diferencias en la orientacin de las fallas que

    dividen la Fortuna Granodiorita en el Muro Oeste del hoyo dentro de los

    dominios de La Fortuna Norte Y Sur.

    Las diferencias en la orientacin vistas en los stereonets pueden ser dichas

    parcelas trazan en el revestimiento del hoyo en 2005. Las fallas muestran en

    azul haber trazado longitudes de mas de 1.0 km. Las fallas muestran en rojo

    haber trazado extensiones mejores que 1 km.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Orientacin de las

    mayores estructuras

    en el dominio de la

    fortuna norte

    CHUQUICAMATA

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Orientacin de mayor

    estructura en el

    dominio de Fortuna

    sur de la mina de

    Chuquicamata.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Fabrica dentro de los dominios primarios

    Una vez que los dominios de los lmites han sido seleccionados, las

    estructuras de escala del desnivel y de inter-rampa dentro de cada dominio

    deben ser asesorado para asegurarse que la estructura interna de la fbrica de

    los dominios claramente distinguidos desde su vecino. Este proceso debera ser

    exhaustivo y llevado a cabo bien uno de los dos a cambios en los desniveles

    primarios o subdivisiones de dominios.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Orientacin de menores fallas en el dominio de

    Fortuna Norte de la mina de Chuquicamata.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Orientacin de las fallas menores del dominio de la Fortuna

    Sur de la mina de Chuquicamata.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Orientacin de las uniones en el dominio de la

    Fortuna Norte de la mina de Chuquicamata

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • II. Modelo Estructural

    Orientacin de uniones en el dominio de la

    Fortuna Sur de la mina de Chuquicamata.

    2. MODELO ESTRUCTURAL

  • III. MODELO DEL MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    INTRODUCCIN

    El propsito de este modelo es la base de datos de las propiedades de

    ingeniera de la masa de roca para su uso en los anlisis de estabilidad que

    se utilizarn para preparar los diseos de taludes en cada etapa del

    desarrollo del proyecto.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Esto incluye las propiedades de las partes intactas de roca que constituyen el

    macizo rocoso anistropo, las estructuras que atraviesan el macizo rocoso y

    separar las piezas individuales de roca intacta entre s, y la masa de roca en s.

    Un atributo fundamental de cualquier masa de roca que siempre se debe tener

    en cuenta es que para una mayor estructura de las rocas es probable que sea

    de control primario, mientras que para la resistencia ms dbil en rocas puede

    ser el factor de control.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Esto significa que la masa de roca puede fallar en cualquiera de las tres formas

    posibles:

    1. Falla Estructuralmente controlada, donde la ruptura se produce slo a lo largo

    de las articulaciones de las fallas. Este es el caso de las diapositivas y planos

    de cua, que es ms probable que ocurra en el banco y la escala entre la

    rampa. En este caso la resistencia de las estructuras es el parmetro ms

    importante para evaluar la estabilidad de los taludes.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    2. Falla con control parcial estructural, donde la ruptura se produce en parte por la

    masa de roca y en parte a travs de las estructuras, por lo general a otras

    cosas-la rampa y la escala global. En este caso la resistencia de la masa de

    roca y las estructuras son importantes para evaluar la estabilidad de los taludes.

    3. Falla de control estructural limitado, donde la ruptura se produce sobre todo a

    travs del macizo. Esto puede ocurrir en la-rampa o talud

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    a escala global, ya sea en masas de roca muy fracturada o dbil

    compuesta predominantemente de materiales blandos o alterados. En

    este caso la fuerza de la masa de roca es el parmetro ms importante

    para evaluar la estabilidad de las laderas.

    Por lo tanto, al establecer para determinar las propiedades de ingeniera

    geotcnica del macizo rocoso, la resistencia de la masa de roca y el mecanismo

    potencial de falla debe ser considerado en el programa de muestreo y pruebas.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Cuando se muestree y pruebe la roca intacta, tambin es importante diferenciar

    entre "ndice", "conductividad" y las propiedades "mecnicas".

    1. Indice de propiedades son propiedades que no definen el comportamiento mecnico

    de la roca, pero son fciles de medir y proporcionar una descripcin cualitativa de la

    roca y, en algunos casos, puede estar relacionado con la conductividad y / o

    mecnica de la roca.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    2. Propiedades de conductividad son propiedades que describen el flujo de fluido

    a travs de la roca. Un ejemplo es la conductividad hidrulica

    3. Las propiedades mecnicas son propiedades que describen cuantitativamente

    la resistencia y deformabilidad de la roca. El ejemplo ms comn es la resistencia

    a la compresin uniaxial, que es uno de los parmetros ms utilizados en la

    ingeniera de rocas.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    En ingeniera de talud las propiedades de las rocas ms comnmente

    utilizados son los siguientes.

    1. Indice de propiedades

    oLa porosidad, n

    oPeso unitario ,

    oVelocidad de la onda P, Vp

    oVelocidad de las ondas S, Vs

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    2. Propiedades mecnicas, que se describen

    oResistencia a la traccin, TS o t

    oIndice de fuerza de punto de carga, I

    oFuerza compresin uniaxial, UCS o c

    oLa fuerza compresin triaxial, TCS

    oEl mdulo de Young, E, y el coeficiente de Poisson, v

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    ndice de propiedades

    Porosidad

    La porosidad de la roca, n, se define como la proporcin del volumen de vacos

    (Vv) y el volumen total (Vt) de la muestra. La porosidad es tradicionalmente

    expresada como un porcentaje.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Goodman (1989) indica que en las rocas sedimentarias vara de cerca de 0

    hasta un 90 por ciento, dependiendo del grado de consolidacin de la

    cementacin, con un 15 por ciento de ser un "tpico valor promedio" de piedra

    arenisca.

    La Tiza es una de las ms porosas de todas las rocas, con porosidades en

    algunos casos de ms del 50 por ciento. Parte del material volcnico, por

    ejemplo, piedra pmez y tobas, fueron gasificados as como se encontraron y

    tambin puede presentar porosidades muy altas, pero la mayora de

    magmticos las rocas volcnicas tienen una baja porosidad.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Las Rocas cristalinas, incluyendo calizas y evaporitas y rocas gneas y

    metamrficas, tambin tienen porosidades baja, con una gran proporcin de los

    espacios vacos a menudo se crean grietas planas o fisuras. En esta proporcin

    rocas del espacio vaco a menudo se crean por las grietas o fisuras planas.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    El ISRM recomienda los procedimientos para la medicin de la porosidad de la

    roca, estos se describen en Brown (1981). Una discusin detallada de la porosidad

    se puede encontrar en Lama y Vutukuri (1978

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Peso unitario

    La unidad de peso de la roca , se define como el cociente entre el peso (W) y

    el volumen total (Vt) de la muestra:

    La densidad de la roca, p, se define como el cociente entre la masa (M) y el volumen total (Vt) de la roca:

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    El peso especfico de la roca, Gs, se define como el cociente entre el peso de

    la unidad () y el peso unitario del agua (w):

    El ISRM recomienda los procedimientos para la medicin de la unidad de peso

    de la roca, Estos se describen en la Brown (1981). Una discusin detallada de

    la unidad de peso se pueden encontrar en Lama y Vutujuri (1978).

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Porosidad de algunas rocas (Modificado por Goodman, 1989)

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Peso unitario de algunas rocas

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Velocidad de la onda

    La velocidad de las ondas elsticas en la roca se puede medir en el

    laboratorio. Velocidad de la onda es una de las propiedades del ndice ms

    utilizado de la roca, y se ha correlacionado con el ndice de otros y las

    propiedades mecnicas de la roca (Zhang, 2005).

    En laboratorio de velocidades de ondas P, varan desde menos de 1 km/seg en

    rocas porosas a ms de 6km/seg en rocas duras.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Las velocidades de onda son significativamente ms bajos para las rocas con

    micro grietas que las rocas porosas, sin grietas, pero con el mismo espacio vaco

    total. Por lo tanto Fourmaintraux (1976) propuso un procedimiento basado en la

    comparacin de los valores tericos y medidos de Vp para evaluar el grado de

    fisuracin en las muestras de roca en trminos de un ndice de calidad IQ:

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Donde Vp es la velocidad medida de la onda P y VP. T es la velocidad terica de

    la onda P, que puede ser calculada a partir de:

    Donde VP es la velocidad de la onda P del componente mineral "i", que tiene una

    proporcin de volumen Ci en la roca.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Promedio de velocidad de la onda P en minerales formadores de roca

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Los experimentos de Fourmaintraux en establecer que el coeficiente intelectual

    se ve afectada por los poros de la muestra de roca de acuerdo a:

    Donde np es la porosidad de la roca no fisurada expresada como un porcentaje.

    Sin embargo, si hay incluso una pequea fraccin de las grietas o fisuras plana, la

    ecuacion anterior se rompe.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Debido a esta extrema sensibilidad del coeficiente intelectual de fisuras, y se

    basan en mediciones de laboratorio y observacin microscpicas de fisuras,

    Forumaintraux propuso el grfico como base para describir el grado de fisuracin

    de una muestra de roca.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Clasificacin del rgimen de fisuras en las muestras de roca teniendo en cuenta la calidad de

    ndice de coeficiente intelectual y la porosidad de la roca (Forumaintraux 1976).

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Tanto la velocidad de la onda P (Vp) y la velocidad de las ondas S (Vs) se

    puede determinar en el laboratorio, con Vp es el ms fcil de medir. ASTM D2845-

    95 describe la determinacin de laboratorio de las velocidades de pulso

    ultrasnico y constantes elsticas de la roca, y Brown (1981) describe los mtodos

    sugeridos por el ISRM para determinar la velocidad del sonido.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Ondas P y las velocidades de ondas S de algunas rocas

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Propiedades mecnicas

    Resistencia a la traccin

    La resistencia a la traccin de la roca se mide por la "indirecta" pruebas de resistencia

    a la traccin, ya que es muy difcil llevar a cabo una verdadera prueba de tensin directa

    (Lama et al, 1974). Estos "indirectos" tests de resistencia a la traccin aplicar

    compresin para generar tensin y compresin combinada en el centro de la muestra de

    roca.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Una grieta de partida en esta regin se propaga paralela al eje de la carga y las

    causas del fracaso de la muestra (Fairhurst, 1964, Mellor & Hawkes, 1971).

    La Brasilian test es el mtodo ms utilizado para medir la resistencia a la

    traccin de la roca. Las muestras son discos con caras planas y paralelas. Ellos

    son cargados diametralmente a lo largo de la lnea de contactos (en

    contraposicin a los contactos punto de la otra manera de prueba similares

    diametral punto de carga).

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    El dimetro del disco debe ser al menos de 50 mm y la relacin entre el

    dimetro D para el espesor de aproximadamente 2:1. Una tasa de carga

    constante de 0.2kN/second se recomienda, como las rupturas que muestra en

    15 segundos a 30 segundos, por lo general a lo largo de una fractura simple de

    traccin tipo alineado con el eje de carga. La resistencia a la traccin est dada

    por:

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Donde P es la carga de compresin, y D y t son el dimetro y el espesor del disco.

    La prueba se ha encontrado para dar una resistencia a la traccin superior a la de

    un ensayo de traccin directa, probablemente debido al efecto de las fisuras como

    fisuras cortas debilitar una muestra de la tensin directa con ms severidad que

    debilitan una muestra divisin de tensin

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    . A pesar de la fuerza es una buena aproximacin a la resistencia a la traccin de

    la roca.

    ASTM D3967-95a se describe el mtodo de prueba estndar para resistencia a la

    traccin de las muestras de roca y Brown (1981) describe los mtodos sugeridos

    por el ISRM para determinar la resistencia a la traccin indirecta.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Adems de la prueba brasilea, varias correlaciones se han desarrollado para

    estimar la resistencia a la traccin de la roca. Dos de los ms comunes son

    (Zhang 2005):

    Dnde est la resistencia a la compresin uniaxial y es, es el ndice de carga

    punto de fuerza de la roca. Estas correlaciones se deben utilizar con

    precaucin.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    PLT (Carga Puntual)

    Es una estimacin indirecta de la resistencia a la compresin uniaxial de la

    roca. La prueba de carga punto se puede realizar en las muestras en forma de

    base (las pruebas diametrales y axial), bloques de corte (las pruebas de

    imprenta) o trozos irregulares (la prueba de masa irregular). Las muestras se

    rompi por una carga concentrada aplicada a travs de un par de esfrica

    truncada, platos cnicos.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    La prueba se puede realizar en el campo con equipo porttil o en el

    laboratorio. La carga de punto de ndice de fuerza, que viene dado por:

    Donde P es la carga que rompe con el modelo y De un dimetro de

    base equivalente, dada por:

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Donde D es el dimetro de base y A es el mnimo de superficie de seccin

    transversal de un plano a travs de la muestra y los puntos de contacto del

    cristal de exposicin. Is vara con De. Por lo tanto, es preferible llevar a cabo

    pruebas diametral en especmenes de de 50 a 55 mm de dimetro.

    Brady y Brown (2004) indican que el valor de I mide un dimetro D se

    puede convertir en un equivalente a un equivalente de 50 mm por la relacin

    ncleo:

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Dnde est la carga de punto de ndice de fuerza medido para un ncleo de

    dimetro equivalente D diferentes de 50 mm. No se recomienda el uso de

    dimetros de ncleo ms pequeo de 40 mm para las pruebas de carga

    puntual (Bieniawski, 1984).

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Varias correlaciones se han desarrollado para estimar la resistencia a la

    compresin uniaxial de la roca, forman el ndice de carga punto de fuerza

    (Zhang 2005), pero el ms comnmente utilizado es el siguiente:

    Donde I es la carga de punto de ndice de fuerza de De = 50 mm

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Debe tener mucho cuidado ejercido en la realizacin de pruebas de punto de

    carga y la interpretacin de los resultados de tales correlaciones con una

    ecuacin. En primer lugar, existe una considerable evidencia anecdtica y

    documentado que sugiere que no hay factor de conversin nico y que es

    necesario para determinar el factor de conversin en un lugar por lugar y tipo de

    roca en roca tipo base.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    En segundo lugar, como seala Brady y Brown (2004), la prueba es aquella

    en la que la fractura es causada por la tensin inducida y es esencial que un

    modo coherente de fallo se produce si los resultados obtenidos a partir de

    muestras diferentes sean comparables.

    Rocas blandas y rocas altamente anisotrpicas o rocas que contienen los

    planos marcados de debilidad, tales como los planos de estratificacin

    puedan dar resultados falsos.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Un alto grado de dispersin es una caracterstica general de los resultados de

    PLT y un gran nmero de determinaciones individuales a menudo por encima de

    100, son necesarios con el fin de obtener ndices confiables.

    Para rocas anisotrpico, es comn para determinar un ndice de anisotropa de

    la fuerza, que se define como el cociente entre el decir que los valores medidos

    perpendicular y paralela a los planos de debilidad.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Resistencia a la compresin uniaxial

    Compresin uniaxial de muestras de roca cilndrica preparada a partir de

    perforacin es probablemente la prueba ms ampliamente realizado en la roca.

    Se utiliza para determinar la resistencia a la compresin uniaxial (resistencia a

    compresin) el mdulo de Young, E, y la relacin de Posisson. La resistencia a la

    compresin uniaxial est dada por:

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    Donde P es la carga que provoca el fracaso de la muestra de roca cilndrica,

    D es el dimetro de la probeta, y A es rea de la seccin transversal.

    Correcciones para tener en cuenta el aumento de la superficie de la seccin

    son comnmente insignificante si la ruptura se produce antes.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    ASTM D2938-95 y D3148-96 describe los mtodos de prueba estndar para

    resistencia a la compresin uniaxial y el mdulo elstico de las muestras de roca.

    Brown (1981) describe los mtodos sugeridos por el ISRM para determinar la

    resistencia a la compresin uniaxial y deformabilidad de la roca. Brady y Brown

    (2004) resume las caractersticas esenciales de este procedimiento

    recomendado.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    1. Las muestras deben estar en lo cierto cilindros circular que tiene una altura a

    dimetro de 2.5 a 3.0 y un dimetro de preferencia no menor que el tamao del

    ncleo NMLC (51 mm). el dimetro de la muestra debe ser de al menos 10

    veces el grano ms grande en la roca.

    2. Los extremos de la muestra debe ser plana dentro de 0.02mm. 0.001 radianes

    o 0,05 mm en 50 mm de ser perpendicular al eje de la muestra.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    3. El uso de materiales de nivelacin o tratamientos finales superficie que no sea

    a mquina no est permitido.

    4. Las muestras se almacenarn durante no ms de 30 das y luego y probado

    en su contenido de humedad natural. Esto requiere una proteccin adecuada

    de los daos y la prdida de humedad durante el transporte y

    almacenamiento.

    3. MODELO DE MACIZO ROCOSO

  • III. Modelo de Macizo Rocoso

    5. La carga uniaxial se debe aplicar a la muestra a una tasa constante de carga

    de 0.5MPa/segundo a 1.0MPa/segundo.

    6. Carga axial y las deformaciones axiales y radiales o circunferenciales deben

    ser registradas durante la