Análisis de sensibilidad de la estabilidad de taludes para tranques y embalses de relave utilizando el método de equilibrio límite

Abstract

Para Chile la industria minera es de vital importancia debido al aporte al PIB nacional que esta significa. Lamentablemente la producción minera viene de la mano con la generación de un desecho conocido como relave. Estos se acopian en depósitos de relaves e imponen un peligro para el medio ambiente si no se almacenan de forma segura. Por esta razón es que es necesario comprender la estabilidad física de dichas estructuras para así evitar los colapsos de estas mismas. El presente trabajo de título tiene como objetivo principal el desarrollo de un análisis de sensibilidad de la estabilidad de taludes representativos de tranques y embalses de relaves, evaluando cuatro parámetros críticos: la resistencia al corte de los materiales que constituyen el relleno del muro, su geometría, el nivel freático y los coeficientes sísmicos. Además, el estudio busca jerarquizar la influencia de estos cuatro parámetros en términos de la estabilidad de taludes. Para lograr tales objetivos, primero se investigan los valores de los parámetros que forman parte de los análisis de estabilidad, y luego, a partir de estos se definen los valores de ellos y se establecen los 36 casos de estudio por estructura que permiten la realización de dicho análisis. Este estudio se compone de dos análisis realizados en programas computacionales. El primero es un análisis de flujo que alimenta al segundo con las presiones de poros y flujos que se presentan en el interior del muro de las estructuras, y el segundo es un análisis de estabilidad de taludes. En este último se evalúan tres tipos de fallas: Una falla global de tipo bloque que abarca la mayor parte del muro, una falla global circular que se desarrolla al menos desde la mitad del coronamiento hasta el contacto entre las lamas y el talud aguas arriba, y una falla superficial circular que se desarrolla exclusivamente en el talud aguas abajo del prisma resistente. El análisis realizado entrega como resultados, índices de confiabilidad, probabilidades de falla, factores de seguridad promedio, mínimos, máximos y sus desviaciones estándar, además de esquemas que indican la superficie de deslizamiento crítica. De estos resultados, se obtienen jerarquizaciones de los parámetros críticos que varían según el tipo de falla o la estructura evaluada, y a la vez, se rescatan casos que presentan factores de seguridad mayores al mínimo permitido y probabilidades de fallas mayores a las recomendadas. Esto último demuestra la importancia de los análisis de confiabilidad y genera la principal recomendación de este trabajo la cual sería realizar dichos análisis en conjunto con los de tipo determinísticos en todos los proyectos geotécnicos.