Diseño Sismico básico de presas de relaves.

1. DISEDISEÑÑO SO SÍÍSMICO DE PRESAS DESMICO DE PRESAS DE
RELAVERELAVE
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
SECCIÓN DE POSTGRADO
Dr. Ing. Jorge E. Alva Hurtado
03 y 04 de Febrero del 200603 y 04 de Febrero del 2006
UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN DE TACNA

2. REFERENCIASREFERENCIAS
- “Tailings Dams and Seismicity” Bulletin 98, ICOLD, 1995
- “Seismic Design and Evaluation of Tailing Dams: State
of the Art” W.D. Liam Finn
International Symposium on Seismic Environmental
Aspects of Dams Design Santiago de Chile, 1996
- “ Guía Ambiental para el Manejo de Relaves Mineros”
Vol VII, Dirección General de Asuntos Ambientales, 1995
Ministerio de Energía y Minas
- “Guía Ambiental para la Estabilidad de Taludes de Depósitos
de Residuos Sólidos Provenientes de Actividades Mineras”
Vol XVI, Dirección General de Asuntos Ambientales, 1998
Ministerio de Energía y Minas
- Slopes and Embankments
P. Seco e Pinto
Earthquake Geotechnical Engineering
Lisboa, 1999

3. - INTRODUCCIÓN
- SEGURIDAD SÍSMICA DE PRESAS DE RELAVE
- CONSIDERACIONES SÍSMICAS
- LICUACIÓN DE SUELOS
- RESISTENCIA RESIDUAL
- ANÁLISIS SÍSMICO
- MEDIDAS DE REMEDIACIÓN
- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
DISEDISEÑÑO SO SÍÍSMICO DE PRESAS DE RELAVESMICO DE PRESAS DE RELAVE

4. INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN
- Fallas en depósitos de relave por eventos sísmicos
tienen severas consecuencias: Pérdidas de vidas
Pérdidas económicas
Daño al medio ambiente
- Filosofía de diseño: evitar fallas y accidentes
- Se necesita adecuada caracterización física, mecánica
y dinámica de los materiales de relave.
- Evaluación de la estabilidad dinámica del depósito

5. FACTORES QUE AFECTAN LA ESTABILIDADFACTORES QUE AFECTAN LA ESTABILIDAD
SSÍÍSMICA DE LAS PRESAS DE RELAVESMICA DE LAS PRESAS DE RELAVE
- Características de sismos potenciales
- Propiedades estáticas y dinámicas de los materiales
- Potencial de licuación de suelos
- Método de diseño y construcción
- Métodos de análisis sísmico
- Resistencia residual de materiales licuados
- Potencial de flujo por deformación
- Medidas de remediación

6. SEGURIDAD SSEGURIDAD SÍÍSMICA DE PRESASSMICA DE PRESAS
DE RELAVEDE RELAVE
- Método aguas - arriba
- Método aguas - abajo
- Método línea central
La presa de relave más segura es la construida con el método aguas - abajo,
con arena compactada y ciclonaje.
Las presas construidas con el método de línea central apropiadamente
construida y la de aguas - abajo son estables ante la acción sísmica.
Las presas de relave aguas-arriba son muy vulnerables a la licuación y falla
bajo sismos moderados a severos.
Las presas de relave en operación son más susceptibles a la falla por sismo.
En China los taludes son de 1:4 a 1:5 (V:H), y tienen concentraciones de 20%
siendo, más estables.

7. SUSCEPTIBILIDAD DE PRESAS DE RELAVE AGUASSUSCEPTIBILIDAD DE PRESAS DE RELAVE AGUAS--ARRIBAARRIBA
AL DAAL DAÑÑO SO SÍÍSMICO (CONLIN, 1987; Lo et al, 1988)SMICO (CONLIN, 1987; Lo et al, 1988)
DISTANCIA EPICENTRAL(km)
1 2
8.5
8.0
7.5
7.0
6.5
6.0
5.5
5.0
MAGNITUDSISMICA
Presa A
PROBLEMA
POTENCIAL
COMPORTAMIENTO
SATISFACTORIO
LEYENDA (Lo et al)
Sin Daño
Daño Menor
Dashihe
Xinshui
Xinshui
Dashihe
Falla
Relave no-operativo
(Conlin 1987)
Relave en operación
(Conlin 1987)
Cerro Negro N° 4
Veta de Agua N° 1
5 10 20 50 100 200 500 1000

8. COMPORTAMIENTO SCOMPORTAMIENTO SÍÍSMICO DE PRESAS DE RELAVE CHINASSMICO DE PRESAS DE RELAVE CHINAS
((XinXin et al, 1992)et al, 1992)
1. Fenshui
2. Dong’anshan
3. Dagushan
4. Qidashan
5. Gongchangling
6. Nanfen
7. Zhangzhuang
8. Zhangzhuang
9. Lime Dike
10. Dashihe
11. Dashihe
12. Xinshui
13. Xinshui
14. Shirenguo
15. Shirenguo
16. Shuangtashan
17. Shuangtashan
1
7 10 1214 9
13
23 4 5 6
1715
(Conlin
1987)
LEYENDA
Sin Daño
Daño Menor
Falla
8.0
7.5
7.0
6.5
6.0
5.5
1
8.5
5.0
100010 100
MAGNITUD
DISTANCIA EPICENTRAL (km)

9. CONSIDERACIONES SCONSIDERACIONES SÍÍSMICASSMICAS
- Estudio de Peligro Sísmico
* Método Determinístico
* Método Probabilístico
- Máximas Intensidades Sísmicas Observadas
- Catálogo de Hipocentros
- Determinación de Aceleraciones Máximas y
Espectros de Respuesta
- Magnitud del Sismo
- Registro Tiempo - Historia de Aceleraciones

10. (Alva et al,1984)

11. (Castillo y Alva, 1992)

12. (Castillo y Alva,1992)

13. Esquema de un paquete de granos de arena saturada.
La deformación por corte está indicada por las flechas
horizontales. Ella ocasiona el colapso de la partícula
señalada por la flecha inclinada.
(Youd, 1992)
LicuaciLicuacióón de Suelosn de Suelos

14. Nivel freático
Estado final
Licuación
Estado inicial
← →
← → ← → ← →
Diagrama de oscilación causada por licuación en la zona
achurada. Ella ocasiona el desacople de las capas de
suelo. La capa desacoplada oscila de modo diferente al suelo
vecino, causando agrietamientos
(Youd, 1992)
LicuaciLicuacióón de Suelosn de Suelos

15. Esquema de lo que ocurre con un desplazamiento o corrimiento lateral
(Youd, 1992)
Nivel Freático
Sección Deformada
Sección Inicial
→
→
→ →→→ → →→ →
LicuaciLicuacióón de Suelosn de Suelos

16. Estado final
Estado inicial
Diagrama de un deslizamiento causado por licuación
y pérdida de resistencia cortante de suelos en una pendiente
pronunciada. La pérdida de resistencia ocasiona inestabilidad
y el deslizamiento por la ladera.
LicuaciLicuacióón de Suelosn de Suelos

17. Nivel freático
Flujo de agua hacia arriba
Estado inicial
Estado final
↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↑
Diagrama de una estructura inclinada como consecuencia de la pérdida de
capacidad portante. La licuación debilita al suelo, reduce su capacidad de
soporte y permite que las estructuras se asienten e inclinen.
(Youd, 1992)
LicuaciLicuacióón de Suelosn de Suelos

18. EVALUACIEVALUACIÓÓN DEL POTENCIAL DEN DEL POTENCIAL DE
LICUACILICUACIÓÓNN
- Método Simplificado de Seed e Idriss, en base a ensayos
SPT, CPT y Vs.
- Correcciones para tomar en consideraciones efectos de
sobrecarga, nivel del terreno y magnitud sísmica Kσ , Kα
y Km.

19. Factor de Seguridad a la LicuaciFactor de Seguridad a la Licuacióónn
Si FRL < 1 se producirá licuación
Si FRL > 1 no se producirá licuación
)/(
)/(
FRL
o
1 o
d στ
στ
=

20. d = esfuerzo cortante promedio inducido
amax = aceleración máxima
g = aceleración de la gravedad
o = esfuerzo total vertical
o = esfuerzo efectivo vertical
rd = factor de reducción
Relación de esfuerzos cíclicos inducidos por el terremoto
MMéétodo Simplificado detodo Simplificado de SeedSeed--IdrissIdriss
d
d
r
g
a
65.0
o
omax
o σ
σ
=
σ
τ
τ
σ
σ

21. MMéétodo Simplificado de Seedtodo Simplificado de Seed--IdrissIdriss
Relación de esfuerzos cíclicos resistentes
o
l
σ
τ Del gráfico para Ms= 7.5
y distinto contenido de finos
= CN ( Factor de corrección ) < 2.0
(N1)60 = Valor de N corregido a una sobrecarga
de 1 Kg/cm2 y 60% de eficiencia
(N1)60 = CN (N)60
o
1
σ

22. Relación entre valores
de esfuerzo cíclico que
causa licuación y
valores de N1 para
sismos de M = 7.5
(Ref, Seed et al., 1984)
31
20
20
20
12
20
1 0
17
20
20
10
20
2 0
2 7
3 1
7 5
7 5
2 6
48
1 2
11
25
12
12
1 2
30
30
22
30
2010
0
0 30 40 50
10
1 0
10
37
25
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
Porcentaje de finos ≥ 35 15 ≤ 5
PROPUESTOS DEL CODIGO CHINO MODIFICADO
(Contenido de arcilla 5%)
Nota: DATOS MODERADOS PARA SITIOS CON > 5% FINOS
SE HA OMITIDO POR CLARIDAD DE DATOS CON < 5%
DATOS PANAMERICANOS
DATOS JAPONESES
DATOS CHINOS
(N1)60
τl
σo

23. RelaciRelacióón Entre Esfuerzo Efectivo Vertical (n Entre Esfuerzo Efectivo Vertical (σσ00) y K) y Kσσ
1.2
LAKE ARROWHEAD DAM
SHEFFIELD DAM SHELL
UPPER SAN LEANDRO DAM SHELL
UPPER SAN FERNANDO DAM SHELL
FAIRMONT DAM
PERRIS DAM SHELL, RC: 95, 100%
LOWER SAN FERNANDO DAM SHELL
THERMALITO FOREBAY DAM FOUNDATION
LOS ANGELES DAM SHELL
SARDIS DAM SHELL
NEW JERSEY BACKFILL, FPI RC= 95%
SARDIS DAM SHELL
ANTELOPE DAM IMPERVIOUS MATERIAL
THERMALITO AFTERBAY DAM FOUNDATION
FORT PECK DAM SHELL
SACRAMENTO RIVER SAND, Dr = 38, 60, 78, 100%
MONTERREY O SAND, Dr= 50%
REID BEDFORD SAND, Dr= 40, 60%
1.0
0.2
2.0
0.4
0.6
0.8
0
3.0 4.0 6.01.0 7.0 8.05.0
ESFUERZO EFECTIVO DE CONFINAMIENTO (Ton/pie2
) ó (kg/cm2
)
Kσ
0

24. 0 500 1000 1500
Esfuerzo de Confinamiento Efectivo (KPa)
1.0
0.6
0.8
0
0.4
0.2
NCEER (1996)
Seed & Harder (1990)
K σ
CorrecciCorreccióón por Sobrecargan por Sobrecarga

25. RelaciRelacióón entren entre αα y ky k αα
Ref. (Seed y Harder, 1990)
1.5
1.0
0.5
0.2
2.0
0
0 0.3 0.4 0.50.1
σ’o
τhv
α = -------
τhv
σ’o
kα
α
D r= 55 - 70 %
D = 35 %
' < 3 tsfσo
D= 45 -50 %

26. 2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0.40.20.10 0.3
Kα
Dr= 55 - 70 %
Dr= 35 %
σ ' < 3 tsf
vo
Dr= 45 -50 %
α = (τs /σ'vo)
σ’o
τhv
α = -------
τhv
σ’o
CorrecciCorreccióón por Esfuerzo Cortanten por Esfuerzo Cortante
((BoulangerBoulanger et al., 1991)et al., 1991)
Ref. (Seed y Harder, 1990)

27. CorrecciCorreccióón por Magnitudn por Magnitud KmKm
((SeedSeed e Idriss, 1982)e Idriss, 1982)
Número de ciclos para ru= 100% y ± 5% de deformación
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
1 6 10 15 26 100
M=6
M=63/4
M=71/2
M=81/2
1.32
1.13
1.00
0.89
τ
τ1

28. DETERMINACIDETERMINACIÓÓN DE LA RESISTENCIAN DE LA RESISTENCIA
RESIDUALRESIDUAL
- Relación entre N y Sr (Seed)
- Relación entre σ y Sr Sr = Cσ C = 0.1 (Finn)
- Relación entre qc y Sr (Ishihara)

29. CorrelaciCorrelacióón entre la Resistencia Residual y el Valor den entre la Resistencia Residual y el Valor de
(N(N11))60.60. ((SeedSeed yy HarderHarder, 1990), 1990)
1200
800
400
0
0 2420161284
Presa San Fernando
Datos de SPT y parámetros de resistencia residual medidos
Datos de SPT y parámetros de resistencia residual estimados
Construcción - casos históricos de licuación inducida y deslizamiento
Número de Golpes SPT Equivalentes en Arenas Limpias, (N1 )60 - cs
ResistenciaResidualNoDrenada,Sur(lb/pie2
)

30. ResistenciaresidualSu(Kg/cm2)
qcl - valor equivalente de arenas limpias (Kg/cm2)
Curvas De Alba et al.
Convertidas
a qcl= 4 (N1)60
0.3
0.2
20
0.4
0.1
0
30 40 5010
Resistencia Residual vs.Resistencia Residual vs. qclqcl EquivalenteEquivalente
de Arenas Limpiasde Arenas Limpias

31. 10
0
20
10 300 40 50 60 70 80 10020 90
RelaciRelacióón Entre Contenido de Finosn Entre Contenido de Finos
e Incrementos dee Incrementos de QclQcl
Incrementodevalordeqcl-Δqcl
Contenido de finos, Fc (%)

32. CorrelaciCorrelacióón entre la Resistencia Residual yn entre la Resistencia Residual y
Resistencia del Cono HolandResistencia del Cono Holandééss
N 15C
=
N 30
C
=
N 70
C
=
Su
N =C
qc
Mochikoshi
(limo)
Hokkaido
(limo arenoso)
0.3
0.2
0.1
Resistencia de penetración del cono, qc(Kg/cm2 )
Resistenciaresidualno-drenada,Su(Kg/cm2)
0 5 10
Chonan
(arena limosa)
Metoki
(arena limosa)
(Ishihara, 1992)

33. ANANÁÁLISIS SLISIS SÍÍSMICO DE PRESAS DE RELAVESMICO DE PRESAS DE RELAVE
1) Análisis pseudo-estático con coeficiente lateral sísmico cuando
no existen presiones de poro ni degradación de propiedades.
2) Método lineal equivalente con ensayos de laboratorio cuando se
generan presiones de poro.
3) Análisis “directo y fundamental” en problemas complejos.
Análisis Post-licuación
- Utilizar equilibrio límite con resistencia residual de las zonas
licuadas. Lograr FS= 1.1 a 1.2
- Evaluar las deformaciones por licuación.

34. c) τd ≥ τdl
τs > Su
Deformación ilimitada
(Daño considerable)
a) τd < τdl
τs ≤ Su
≥
Deformación ligera
(Sin daño)
VERIFICACIVERIFICACIÓÓN DE ESTABILIDAD YN DE ESTABILIDAD Y
EXTENSIEXTENSIÓÓN DE LA DEFORMACIN DE LA DEFORMACIÓÓNN
b) τd ≥ τdl
τs ≤ Su
Deformación limitada
(Daño moderado)
EsfuerzoEsfuerzoEsfuerzo
Deformación
Deformación
Deformación
τs
τd τdl
τs Su
τdl
Su
τd
τs
τd
τs
τdl
τs
Suτs

35. ESTABILIDAD DINESTABILIDAD DINÁÁMICAMICA
DepDepóósitos Inactivossitos Inactivos
• Análisis de estabilidad pseudo-estático
Coeficiente sísmico (1/2 - 1/3) amax
Método de equilibrio límite
FS > 1.0
• Deformación permanente
Método de Makdisi y Seed
Desplazamientos menores que 1.00 m.

36. ECUADOR COLOMBIA
BRASIL
BOLIVIA
OCEANO
PACIFICO I
III
III
COEFICIENTE SISMICO
PRESAS DE
TIERRA ENROCADO
PRESAS DE
ZONA
II
III
0.15 - 0.25
0.10 - 0.15
0.05 - 0.10 0.05
0.05 - 0.10
0.10 - 0.20
CHILE
II
PROPUESTO PARA PRESAS
PEQUEÑAS Y MEDIANAS
I
I
III
I
II
III
(Ruesta et al, 1988)

37. Deformaciones PermanentesDeformaciones Permanentes
Objetivo:
Evaluar los desplazamientos máximos debido a
la ocurrencia de un terremoto especificado.
Procedimiento:
Método de Newmark (1965)
Método de Sarma (1975)
Método Simplificado de Makdisi y Seed (1978)

38. M.E.F
“Viga de Corte”
(rango de todos
los datos)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
y / h
0
kmax / ümax
Promedio de
todos los datos
0.01
0.1
1
10
100
1000
M = 8 ¼
M = 7 ½
M = 6 ½
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
ky / kmax
Desplazamiento(cm)
CCáálculo de las Deformaciones Permanenteslculo de las Deformaciones Permanentes
((MakdisiMakdisi yy SeedSeed, 1978), 1978)
Variación de Desplazamiento Perma-
nente con la Aceleración de Fluencia
“Razón de Máxima Aceleración” vs
Profundidad de la Masa Deslizante

39. ESTABILIDAD DINESTABILIDAD DINÁÁMICAMICA
DepDepóósitos en Operacisitos en Operacióónn
- Análisis de respuesta dinámica
- Análisis de licuación
- Resistencia residual no drenada. Sur de
materiales licuados
- Análisis de estabilidad post-sismo
FS > 1.1
- Evaluación del potencial de deformación
Deformaciones limitadas
Falla por flujo

40. AnAnáálisis de Respuesta Dinlisis de Respuesta Dináámicamica
Objetivo:
- Determinación de esfuerzos de corte máximos
- Evaluación de la amplificación sísmica
Métodos:
- Procedimientos analíticos
SHAKE: propagación unidimensional (vertical)
- Procedimientos numéricos: elementos finitos
QUAD4M, QUAKE/W: análisis bidimensional

41. Esfuerzo G1 G2
1 1
γ2
γ1
Deformación
RelacionesRelaciones HisterHisterééticasticas
EsfuerzoEsfuerzo -- DeformaciDeformacióónn

42. Rango de valores
Deformación Cortante, γ (%)
10-4
10-3
10-2
10-1
1
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Módulocortanteadef.cortante
Módulocortantemáximo
γ MMóódulo Cortante de Arenasdulo Cortante de Arenas
((SeedSeed e Idriss, 1970)e Idriss, 1970)

43. -3
10 10 10
Amortiguamiento de ArenasAmortiguamiento de Arenas
((SeedSeed e Idriss, 1970)e Idriss, 1970)
10
-4 -2 -10
4
8
12
16
20
24
28
RazóndeAmortiguamiento(%)
Weissman and Hart (1961)
Hardin (1965)
Drnevich, Hall and Richart (1966)
Matsushita, Kishida and Kyo (1967)
Silver and Seed (1969)
Donovan (1969)
Hardin and Drnevich (1970)
Kishida and Takano (1970)
1
Deformación Cortante, γ (%)

44. 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
G/Gmax
Deformación Cortante Cíclica (%)
OCR=1-15
0
15 30
50
100
IP=200
MMóódulo Cortante de Suelos Cohesivosdulo Cortante de Suelos Cohesivos
((VuceticVucetic yy DobryDobry, 1991), 1991)

45. OCR = 1-8
15
IP=0
30
50
100
200
100.0001 0.010.001 10.1
0
5
10
15
20
25
RazóndeAmortiguamiento(%)
Deformación Cortante Cíclica (%)
Amortiguamiento de Suelos CohesivosAmortiguamiento de Suelos Cohesivos
((VuceticVucetic yy DobryDobry, 1991), 1991)

46. ANANÁÁLISIS DE ESTABILIDAD POSTLISIS DE ESTABILIDAD POST--SISMOSISMO
- Procedimiento convencional de equilibrio límite
- Resistencia residual no drenada: suelos licuados
- Resultado: factor de seguridad estático
Propiedades de los materiales φ , C, Sur, función del
factor de resistencia a la licuación
1) FRL ≤ 1.1 C = Sur , φ = 0
2) FRL ≥ 1.4 C = KC , φ = Kφ , K= 75 - 85%
3) 1.1 < FRL < 1.4 condiciones intermedias

47. Etapa Evaluación
de licuación
Licuación Evaluación
de
Deformación
Deformación Daño
τd < τdl
No ocurre -- Ligera No existeI
Ocurrencia o no
de licuación
τd ≥ τdl
Ocurre -- Grande Existe
τd ≥ τdl
Ocurre τs < Sur
Limitada ModeradoII
Ocurrencia o no
de falla por flujo
τd ≥ τdl
Ocurre τs > Sur
Ilimitada Severo
EvaluaciEvaluacióón del Potencial de Deformacin del Potencial de Deformacióónn

48. Presa de Relave Tipo Aguas Arriba en OperaciPresa de Relave Tipo Aguas Arriba en Operacióónn

49. AnAnáálisis Estlisis Estáático de Estabilidadtico de Estabilidad
Materiales c (kPa)Φ °
Material Cuaternario
Relave grueso
Relave fino
γ (kN/m3)
32
30
25
0.0
0.0
0.0
20.0
16.0
15.0
EJE X (metros)
175160145130115 190 205 220
4585
4570
Cota(msnm)
4555
Cuaternario
Relave GruesoRelave Fino
FS estático = 1.630
Roca
2.4 H:1V

50. ANÁLISIS DINÁMICO DE
RESPUESTA SÍSMICA

51. MALLA DE ELEMENTOS FINITOS

52. Presa de Relave Tipo Aguas Arriba en OperaciPresa de Relave Tipo Aguas Arriba en Operacióónn

53. CÁLCULO DE ESFUERZOS
ESTÁTICOS

54. -2.00E+000
-1.00E+000
-5.00E-001
+0.00E+000
-3.00E-001
+7.00E-001
+1.00E+000
+1.25E+000
+1.50E+000
+2.00E+000
τxy (T/m2)
Esfuerzos de Corte EstEsfuerzos de Corte Estááticosticos

55. CÁLCULO DE LA RESPUESTA
SÍSMICA

56. +8.72E-001
+1.63E+000
+2.38E+000
+3.14E+000
+3.90E+000
+4.65E+000
+5.41E+000
+6.17E+000
+6.92E+000
+7.68E+000
τxy m ax
Esfuerzos de Corte MEsfuerzos de Corte Mááximosximos
por Sismopor Sismo
Ms = 7.5 amax= 0.28 g

57. EVALUACIÓN DEL POTENCIAL DE
LICUACIÓN

58. VALOR DE LA MAGNITUD : 7.5 Ms
ACELERACION MAXIMA : 0.28 g
SONDAJE : P-6
NIVEL FREATICO : 12.0
PROFUND CLASIF DENSIDAD CONT FINOS D(50) VALOR N ESF TOTAL ESF EFECT R E C R R E C A F R L F R L 1
1.95 SM 1.60 46.60 --- 3 0.312 0.312 0.097 0.388 0.250 0.134
3.45 SM 1.60 46.60 --- 2 0.552 0.552 0.075 0.360 0.208 0.146
4.95 SM 1.60 34.80 --- 5 0.792 0.792 0.101 0.413 0.245 0.183
6.45 SM 1.60 34.80 --- 4 1.032 1.032 0.078 0.263 0.297 0.255
7.95 SM 1.60 34.80 --- 6 1.272 1.272 0.096 0.209 0.459 0.437
9.45 ML 1.50 54.70 --- 7 1.508 1.508 0.103 0.225 0.458 0.396
10.95 SM 1.60 34.80 --- 7 1.737 1.737 0.096 0.278 0.345 0.983
12.45 ML 1.50 54.70 --- 9 1.973 1.928 0.117 0.110 1.060 0.871
13.95 ML 1.50 54.70 --- 3 2.197 2.003 0.079 0.107 0.738 0.651
(mt) (sucs) (Ton/m3) ( % ) (gol/pie) (Kg/cm2) (Kg/cm2) (Kσ, Κα)
Presa de Relave Tipo Aguas Arriba en OperaciPresa de Relave Tipo Aguas Arriba en Operacióónn

59. RESISTENCIA RESIDUAL NORESISTENCIA RESIDUAL NO--DRENADADRENADA
Material Resistencia Residual
(kPA)
Relave Grueso 11 – 13
Relave Fino 5 – 8
A partir del ensayo de penetración estándar (SPT)

60. AnAnáálisis de Estabilidad Postlisis de Estabilidad Post--SismoSismo
Eje X (metros)
Cota(msnm)
4555
4570
4585
100 115 130 160 175145 190 205
FS = 0.519

61. EVALUACIEVALUACIÓÓN DEL POTENCIAL DEN DEL POTENCIAL DE
DEFORMACIDEFORMACIÓÓNN
Condición Licuación Deformación Daño
τd >τd l y τs < Sur Existe Limitada Moderado
Conclusiones:
depósito inestable, sin embargo se presentarán
deformaciones limitadas y el daño será moderado.

62. Normas para AnNormas para Anáálisis de Estabilidad de Presas delisis de Estabilidad de Presas de
Relaves Emitidas por el Gobierno PeruanoRelaves Emitidas por el Gobierno Peruano
RD 440-96-EM/DGM
- Estudios para estabilización de presas de relaves.
RD 224-97-EM/DGM
- Evaluación especial de la estabilidad física.
RD 19-97-EM/DGAA
- Estructura del Reporte de Estabilidad Física de Presas de
Relaves
- Períodos de retorno de sismos: 150 años para depósitos
operativos y 500 años para depósitos inactivos.

63. MEDIDAS DE REMEDIACIMEDIDAS DE REMEDIACIÓÓN PARAN PARA
MEJORAR LA SEGURIDADMEJORAR LA SEGURIDAD
- Reemplazo por presa nueva
- Mejora de la presa existente
a) Predicción del comportamiento sísmico
b) Naturaleza del defecto de la presa
Zonas sueltas y licuables
Nivel freático alto
Taludes empinados
Ancho de playa
c) Tamaño relativo de la presa actual y final
Mejora en la operación del relave
Mejora en el talud aguas abajo
Densificación de la zona suelta
- Protección del área aguas -abajo
(ICOLD, 1995)

64. Presa de RelavePresa de Relave AntuquitoAntuquito antes de la Remediaciantes de la Remediacióónn

65. 4100
4100
4090
4080
4070
4060
4090
4100
4110
4130
4120
4110
4070
4060
4070
4080
4090
4100
4110
4070
N
I
LU
1
IMA
8 76
PERUA
A
AC ION
ERSID
IV
A
D
N
L
DE
INGENIER

69. Factores de Seguridad
Depósito Sección Talud
Estático Seudo-estático
1-1 Actual 1.14 0.85
Antuquito
2-2 Actual 1.12 0.86
Resultados del AnResultados del Anáálisis de Estabilidadlisis de Estabilidad
DepDepóósito de Relaves desito de Relaves de AntuquitoAntuquito
Deformaciones Permanentes: 120 cm en la superficie
Conclusiones: precarias condiciones de estabilidad

73. Factores de Seguridad
Depósito Sección
Talud
H:V Estático Seudo-estático
1-1 3:1 1.63 1.17
Antuquito
2-2 1.65 1.14
Resultados del AnResultados del Anáálisis de Estabilidad para la Remediacilisis de Estabilidad para la Remediacióónn
DepDepóósito de Relaves desito de Relaves de AntuquitoAntuquito
Conclusiones: adecuadas condiciones de estabilidad
3:1

74. 4100
4100
4090
4080
4070
4060
4090
4100
4110
4130
4120
4110
4070
4060
4070
4080
4090
4100
4070
G
U
ER
IN
E
E
P
NIEAIR
A
N
IDA
LIMSVERUNI
D
A
C
1
AO NI
8 67
L
D
4110

75. D
E
ZONA
DE
RELLENO
C
ZONA DE
CORTE
B
A

76. DE
DE

77. Obras Preliminares 12,368 3.2
Corte y Traslado de Relaves 118,840 30.6
Cobertura Técnica Yauliyacu Antiguo 29,938 7.7
Muro de Sostenimiento 86,565 22.3
Canal de Coronación
25,297 6.5
Monitoreo 435 0.1
Total Costo Directo 388,422 --
Gastos Generales (10%) 38,842 --
Utilidades (10%) --
Sub-Total 466,106 --
IGV (18%) 83,899 --
Costo Total 550,005 --
DESCRIPCIÓN
COSTO
US$
% de
Incidencia
Respecto al
Costo Directo
COSTOS DE LAS OBRAS DE ABANDONO ANTUQUITOCOSTOS DE LAS OBRAS DE ABANDONO ANTUQUITO
Cobertura Técnica Antuquito 64,810 16.7
Obras de Drenaje Quebrada 21
Cunetas
24,157 6.2
26,009 6.7
38,842

78. Presa de RelavePresa de Relave AntuquitoAntuquito DespuDespuéés de la Remediacis de la Remediacióónn

79. Presa de RelavePresa de Relave AntuquitoAntuquito Abril 2005Abril 2005

82. CONCLUSIONESCONCLUSIONES
1) El mayor problema es evaluar la seguridad sísmica de
presas existentes.
2) El factor más común es la licuación de suelos.
3) Los ensayos SPT y CPT se utilizan para evaluar la
licuación en presas de relave.
4) Se requieren correcciones por sobrecarga, inclinación del
terreno y magnitud sísmica para evaluar la licuación.
5) El análisis post- licuación emplea equilibrio límite y
deformación.

83. 6) Los parámetros dinámicos de los materiales controlan las
características de la respuesta sísmica.
7) El análisis de respuesta sísmica permite evaluar los
esfuerzos cortantes dinámicos y las características de
amplificación del depósito.
8) En un depósito inactivo, el análisis dinámico involucra la
estabilidad seudo-estática y el cálculo de las deformaciones
permanentes por sismo.
9) En un depósito operativo, se requiere evaluar el potencial
de licuación, analizar la resistencia residual, realizar un
análisis de estabilidad post-sismo y evaluar el potencial de
deformación.

84. RECOMENDACIONESRECOMENDACIONES
1) Llevar a cabo estudios de respuesta sísmica en
depósitos de relaves en operación o en proceso de
abandono, para evaluar y garantizar su estabilidad.
2) Proyectar un adecuado sistema de drenaje, para
disminuir la zona saturada y la posibilidad de licuación.
3) Controlar la compacidad y el contenido de finos de los
relaves gruesos del dique del depósito, para garantizar
un adecuado comportamiento.