Desde el modelo de bloques hasta el Polígono de Fuerzas: descubre cómo evaluar la estabilidad de taludes, incorporar aguas subterráneas, analizar factores de seguridad, visualizar superficies de deslizamiento y calcular la estabilidad de botaderos sobre una base débil en K-MINE.
Transcripción del video
Análisis de estabilidad bajo distintas condiciones
En este video mostraremos cómo configurar y realizar el análisis de estabilidad bajo distintas condiciones y utilizando diferentes métodos.
Comenzaremos codificando el modelo de bloques según los indicadores de estabilidad, una etapa importante y necesaria para evaluar todo el macizo rocoso.
Para ello, es necesario completar correctamente todos los campos de la tarea Complete Rated Rock Class. Cuando se trata de estabilidad, los parámetros deben ser lo más completos posible: las condiciones de todas las rocas incluidas en la evaluación deben definirse con la mayor precisión. Una cantidad insuficiente de parámetros puede dar lugar a una evaluación poco fiable.
Codificación del modelo de bloques
Como resultado del cálculo, obtenemos los valores del ángulo de talud resultante recomendado de la mina a cielo abierto, registrados en un campo del modelo de bloques.
Qué hacer con estos valores después depende de ustedes. Una opción es aplicar un relleno con gradiente para visualizar claramente todo el modelo de bloques. La escala de colores puede configurarse según los resultados que se quieran destacar.
De esta manera, el modelo de bloques adquiere una nueva apariencia y puede revisarse tanto en secciones transversales como en su conjunto.
Además, el comando «Establecer propiedades» permite mostrar únicamente los bloques cuyo valor de ángulo se encuentra dentro del rango seleccionado. Al aislar un grupo específico de bloques, es posible trabajar exclusivamente con él, por ejemplo, construir un wireframe y utilizarlo durante el diseño del macizo rocoso.
Estabilidad del talud con aguas subterráneas
A continuación, analizaremos la estabilidad de una parte del talud de la mina a cielo abierto utilizando el modelo de bloques e incorporando aguas subterráneas a distintos niveles.
La evaluación se realizará en dos secciones mediante el método del Polígono de Fuerzas en un medio anisotrópico.
Definimos los elementos del cálculo: el modelo de bloques, las propiedades físico-mecánicas de las rocas, la presencia de aguas subterráneas, el coeficiente de actividad sísmica de la región y otros parámetros necesarios.
Método del Polígono de Fuerzas
Ejecutamos el cálculo con los parámetros definidos. Después, podemos revisar los factores de seguridad en una tabla.
También es posible generar una representación adicional del Polígono de Fuerzas, o Force Polygon, construido geométricamente para los bloques del prisma de falla.
Aquí podemos ver los vectores de las fuerzas deslizantes y resistentes, el peso del bloque, la reacción sobre el plano de deslizamiento y las fuerzas generadas por la presión del agua.
También se muestra el cierre gráfico de las fuerzas, es decir, la condición de equilibrio.
Todo esto constituye una visualización del gráfico de fuerzas, o un diagrama vectorial construido a lo largo de la línea de deslizamiento. De este modo, el ingeniero geotécnico puede identificar en qué bloque del talud aparecen las mayores fuerzas desestabilizadoras y cómo se distribuyen desde la cresta superior hasta el pie del banco.
Evaluación en sección transversal
Para evaluar este tipo de cálculos, recomendamos utilizar la vista de sección transversal, donde se puede revisar cada elemento del análisis.
Aquí también están disponibles valores adicionales: el ángulo de talud resultante, el ancho del prisma de falla y la superficie de deslizamiento visualizada.
Estos resultados proporcionan al ingeniero geotécnico información detallada para evaluar el estado del macizo rocoso.
Método clásico del Polígono de Fuerzas
En el siguiente ejemplo utilizaremos el método clásico del Polígono de Fuerzas.
Necesitaremos dos líneas de secciones convencionales en los lugares donde queremos evaluar la estabilidad. Las colocaremos de modo que intersecten las crestas de la mina lo más perpendicularmente posible, ejecutaremos el comando «Calcular estabilidad de la mina» y seleccionaremos el método del Polígono de Fuerzas.
A continuación, definimos las propiedades de las rocas que forman el macizo. La biblioteca de tipos de roca disponibles facilita este proceso y puede ampliarse cuando sea necesario.
Incorporamos las aguas subterráneas indicando la capa correspondiente y ejecutamos el cálculo.
Factores de seguridad
El cálculo ofrece resultados detallados y muestra los factores de seguridad para toda la lista de bancos.
Podemos revisar cada uno por separado o analizar el resultado completo.
El cálculo también puede visualizarse directamente en la sección transversal: basta con indicar qué elementos queremos mostrar y generarlos con un solo clic.
Para verlo con mayor claridad, establecemos el plano de sección a lo largo de la línea utilizada como referencia para el cálculo.
En la sección podemos observar la distribución de las fuerzas que actúan sobre el macizo, el ángulo de talud resultante de esta parte de la pared, el prisma de falla, la superficie de deslizamiento y otros datos necesarios para analizar el estado del macizo rocoso.
Estabilidad de un botadero sobre una base débil
El siguiente método se utiliza cuando necesitamos calcular la posición estable de los taludes de un botadero situado sobre una base débil.
El principio es similar al de los métodos anteriores. Primero definimos las propiedades físico-mecánicas de los materiales de relleno y, después, las propiedades de las rocas de la base.
A continuación, establecemos los parámetros que afectan directamente al volumen de cálculo: el número de prismas y el número de secciones adicionales. Después ejecutamos el cálculo y generamos los resultados.
Análisis de una posible falla
Como resultado, obtenemos parámetros que ya nos resultan familiares: el prisma de falla, la superficie de deslizamiento y la distancia hasta la que podría propagarse la falla desde la parte inestable del botadero.
En este ejemplo, el cálculo indica que el macizo se encuentra en una condición inestable.
Equilibrio entre economía y estabilidad
Existe una línea muy fina entre la eficiencia económica y la estabilidad. Encontrar el equilibrio adecuado es fundamental.
Estos son solo algunos de los métodos disponibles para el análisis de estabilidad en K-MINE. Experimenten con distintas condiciones y enfoques de cálculo, y que sus minas a cielo abierto sean seguras.