Taludes

1. Riesgos Geotécnicos en la
Minería a Rajo Abierto
Jorge Manrique Civera

2. Etapa inicial.
El principal problema geotécnico en la minería a rajo
abierto afecta a la estabilidad de los grandes taludes
que se generan pudiendo darse deslizamientos o caída
de bloques .
La estabilidad depende básicamente de las
características del macizo y de la orientación y
manteo de los taludes .
Así, un talud NS podrá ser estable estructuralmente
respecto las características del macizo mientras uno
EW no.
A mayor estabilidad de un talud mayor inclinación
podrá tener ahorrando muchos costes. 2

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Clasificación geomecánica del macizo.
El GSI evalúa la calidad del macizo rocoso en función del
grado y características de fracturación, estructura
geológica, tamaño de los bloques y alteración de las
discontinuidades.
Tiene más en cuenta las características geológicas y se
ajusta mejor para macizos rocosos de baja calidad,
teniendo en cuenta que su utilización proporciona los
parámetros que se emplean en los posteriores análisis
numéricos del comportamiento del macizo.
Su valoración requiere de un cuidadoso examen y
conocimiento de las características
geológicas del macizo rocoso.

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Clasificación geomecánica del macizo.

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Para el análisis de estabilidad de taludes hay que
tener en cuenta:
- Profundidad y longitud de los taludes.
- Condiciones hidrogeológicas.
- Litología y estructuras geológicas.
- Requisitos del proyecto (geometría, duración…)
Las posibilidades de rotura están determinados
principalmente por factores geométricos.
Los factores geológicos, hidrogeológicos y geotécnicos
se consideran factores condicionantes de la
estabilidad y son intrínsecos a los materiales
naturales.

6. Tipos de falla.
Los modos de falla o rotura que se dan en las rocas
pueden dividirse en tres tipos:
Falla planar, es la más simple y es ocasionada por una
discontinuidad dominante favorable al talud.
Falla por cuña, ocasionada a través de dos planos de
discontinuidad dispuestos oblicuamente al plano del
talud, en el cual el desplazamiento está gobernado la
recta de intersección de los dos planos.
Falla por vuelco, este tipo de rotura se caracteriza por
una rotación de la columna o bloque de roca sobre su
base.
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Falla planar.
Puede darse a escala de banco o bien para el talud
completo.
Angulo de talud > Angulo plano > Ang. de Rozamiento
Rumbo talud ≈ Rumbo plano ± 20-30°

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Falla por cuña.
Deslizamiento por dos planos de discontinuidad. Los
dos planos deben de aflorar en la superficie del talud
y se debe cumplir los criterios de falla plana pero
referidos al plano de intersección de la cuña.

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Falla por vuelco.
Volcamiento de bloques con discontinuidades que
mantean fuerte hacia dentro del talud. Su estabilidad
no depende solo de su resistencia al rozamiento.
Rumbo talud ≈ Rumbo plano ± 30º

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Estos tipos de falla son facilmente identificables
mediante un análisis cinemático en una red
estereográfica:

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Análisis de estabilidad.
Una vez identificado posibles riesgos de falla se
realizará un análisis de estabilidad obteniendo el
factor de seguridad del talud.
Existen muchas metodologías para obtener el factor
de seguridad. Mediante los ábacos de Hoek y Bray y
conociendo los parámetros de la roca se puede
obtener rápidamente un valor estimativo en campo
para macizos muy fracturados.
Una vez analizada la estabilidad de un talud, éste se
podrá considerar estable o tomar medidas bien que
afecten a su geometría o bien tipo colocación de
elementos de contención para garantizar su
estabilidad mejorando su factor de seguridad.

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Ábaco Hoek y Bray para condiciones secas.

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Etapa de mantenimiento.
La siguiente labor del geotécnico será la de identificar
y controlar posibles factores externos que puedan
desencadenar en inestabilidades:
- Sobrecargas estáticas.
- Cargas dinámicas.
- Cambios en las condiciones hidrogeológicas.
- Factores climáticos.
- Variaciones en la geometría del talud.
- Deterioro de elementos de sostenimiento.

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Sobrecargas estáticas
Una escombrera mal situada o paso de maquinaria
pueden hacer que el aumento del peso en la cabecera
del talud sea significativo provocando su inestabilidad.

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Cargas dinámicas
Se deben a los movimientos sísmicos naturales o
inducidos y a las vibraciones producidas por voladuras
cercanas al talud.
El principal efecto que causan es la apertura de
discontinuidades existentes disminuyendo su
resistencia al corte y generando caída de bloques en
macizos rocosos.
En los cálculos se puede considerar la acción dinámica
como una fuerza pseudoestática función de la
aceleración máxima horizontal debida al sismo.

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Condiciones hidrogeológicas
Muchas de las fallas se producen por los efectos del
agua generando presiones intersticiales.
El agua es el mayor enemigo de la estabilidad de
taludes.
El agua disminuye la resistencia de un terreno y
aumenta las fuerzas que tienden a la inestabilidad.

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Factores climáticos
Las precipitaciones y el régimen climático influyen en
la estabilidad de los taludes al modificar el contenido
de agua del terreno.
La alternancia de periodos de sequía y lluvia producen
pérdida de resistencia.
En macizos rocosos blandos los procesos de
meteorización juegan un papel importante en la
reducción de sus propiedades resistentes dando lugar
a una alteración y degradación intensas.

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Variaciones en la geometría del talud
El agua puede causar erosión interna arrastrando
materiales o erosión externa como descalces en la
base por lo que la geometría de un talud puede quedar
modificada volviéndose inestable.
Por acciones antrópicas como excavaciones cercanas
sin criterio geotécnico también puede verse afectada
la estabilidad.

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Deterioro de elementos de sostenimiento
En caso de que se hubieran aplicado medidas de
sostenimiento tipo anclajes, pernos, mallas, etc. se
debería inspeccionar su estado con el paso del tiempo.
Este deterioro podría deberse bien a corrosión por
lluvia/nieve o a fallas en su diseño o ejecución.

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Procesos de deterioro de un talud