Respuesta Ciclica de Arena de Relaves en un Amplio Rango de Presiones

Abstract

La licuación ha sido un tópico muy importante en la dinámica de suelos desde los terremotos de Niigata y Alaska en 1964, debido a los grandes daños producidos por la licuación de suelos gatillada por solicitaciones sísmicas. La mayor parte del desarrollo alcanzado hasta la fecha ha sido concentrado en el estudio de la respuesta cíclica de arenas naturales bajo solicitaciones acordes a la mayoría de los proyectos de ingeniería civil, es decir bajo presiones confinantes que no superan los 10 kg/cm2.

La industria minera genera enormes cantidades de suelos, denominados relaves, producto de los procesos de chancado y molienda para la obtención del mineral. Los relaves son depositados en grandes extensiones delimitadas por muros o presas generalmente constituidas por la fracción más gruesa del desecho, conocida como arena de relaves. En la realidad nacional, de acuerdo a la creciente demanda por el mineral de cobre, los planes de desarrollo de los actuales depósitos de relaves consideran alturas de coronamiento cercanas a los 250 m. En estos casos la arena de relave estará sometida a altas presiones que podrían incluso superar los 40 kg/cm2.

Considerando lo anterior, y la sismicidad de la zona en donde los relaves son depositados, es necesario el estudio específico del comportamiento cíclico de estos materiales en un amplio rango de presiones que permita verificar y ajustar los diseños. Con este fin, se han llevado a cabo ensayos de laboratorio en muestras sueltas y densas de arena de relave y de Ottawa en un rango de presiones confinantes de 1 a 50 kg/cm2 para caracterizar su comportamiento y compararlo con los publicados en la literatura técnica.

Los resultados indican que los valores del factor de corrección por confinamiento Kσ para densidades bajas en la arena de relave son significativamente mayores a los recomendados en la literatura técnica. La tendencia mostrada revela que la resistencia cíclica aumenta con el incremento de la presión de confinamiento en contraposición a lo generalmente aceptado. Los resultados de muestras densas de arena de relave se correlacionan de mejor manera con los valores propuestos, pero solo a presiones menores a 10 kg/cm2. En consecuencia, el factor Kσ no es un parámetro que represente el efecto de la presión de confinamiento en la resistencia cíclica de arenas.

Se establece que la resistencia cíclica en la arena de relaves depende de la posición relativa del estado inicial con respecto a los estados más suelto y más denso para el mismo nivel tensional expresado mediante un nuevo parámetro propuesto denominado Densidad Relativa Modificada por presión DRpresión.