Análisis de Taludes con Dips

INTRODUCCIÓN

DIPS es un software creado para la evaluación interactiva de las orientaciones de las discontinuidades a partir de datos geológicos. Este programa actúa como un conjunto de herramientas versátil, adecuado para una amplia variedad de aplicaciones, y está diseñado tanto para usuarios principiantes o ocasionales como para aquellos más avanzados en proyecciones estereográficas que buscan emplear herramientas más sofisticadas en el análisis de datos geológicos.

INFORMACIÓN BASE

Se puede evidenciar 3 tipos de Rotura en taludes:

Dips permite una rápida evaluación de condiciones de estabilidad en el diseño de las excavaciones en macizos rocosos, con un fuerte control estructural y una distribución de discontinuidades no homogénea o isotrópica, el análisis cinemático está basado fundamentalmente en las orientaciones de las discontinuidades principales y en el ángulo de rozamiento o fricción de estas (Hoek y Bray, 1981). El análisis cinemático permite analizar la estabilidad de los tipos de roturas básicos: planar, cuña y vuelco, descritos por Hoek y Bray (1981).

ANALISIS

Falla Planar

El método de Hoek y Bray (1981) está basado en el test de Markland (1972), según el cual el desplazamiento o “rotura planar” se producirá cuando el plano de discontinuidad tenga un buzamiento (es decir, se incline) en la misma dirección (con un margen de ± 20°) que el corte o talud, con un ángulo inferior al del talud pero superior al ángulo de rozamiento en el plano de discontinuidad.

Falla en cuña

La “rotura en cuña” puede ocurrir cuando la intersección de las dos discontinuidades que forman la cuña se inclina en la misma dirección que el corte o talud (con un margen de ±30°), y el ángulo de inclinación (o inmersión) sea menor que el ángulo del corte, pero mayor que el ángulo de rozamiento en los planos de la discontinuidad (Hoek y Bray, 1981).

Falla en vuelco

La “rotura por vuelco” (toppling) implica deslizamientos interbloques (Goodman, 1989), y la condición para que ello se produzca es que la suma del ángulo complementario al buzamiento de las discontinuidades más el ángulo de rozamiento sea inferior al ángulo de buzamiento del corte o talud.

ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN

APLICACIÓN DEL DIPS DATOS GENERALES:

• Inclinación de talud final = 45º.

• Altura de talud = 25 m.

• Macizo rocoso en roca sedimentaria con bajo grado de fracturamiento cuyo comportamiento esta gobernado por la presencia de estructuras geológicas.

• Levantamiento de 303 datos estructurales.

• Talud a diseñar con orientación:

 Buzamiento= 45º.

 Dirección de inclinación = 135º

Los datos estructurales tomados del talud, así como los datos de orientación del talud a diseñar son ploteados en el Dips, como a continuación se muestra.

Ploteo de datos estructurales.

Ploteo de datos de la orientación del talud a diseñar.

Concentración de polos

Diagrama de contorno de polos

Cono de fricción

Cálculo de la envolvente y zona de falla

CONCLUSIONES

• Dips es un programa estructural que se utiliza para diferentes aplicaciones dentro del campo de la geotecnia.
• Una de las aplicaciones del dips es poder calcular el tipo de ruptura de una falla en talud.
• Del ejemplo descrito se evidencia un fallamiento planar.

BIBLIOGRAFÍA

1. Hammah, R.E. and Yacoub, T.E. 2009. Probabilistic Slope Analysis with the Finite Element Method, In Proceedings the 43rd US Rock Mechanics Symposium and 4th U.S.
2. Read, J. y Stacey, P. 2009. Guidelines for open pit slope design, Editorial CSIRO PUBLISHING, Australia.