Efecto acoplado de la presión de confinamiento y el corte estático inicial en la resistencia ciclíca de arena de relaves

Abstract

Los altos niveles de producción de cobre en la actualidad, junto con la baja ley de los yacimientos, hacen que se generen cantidades importantes de desechos llamados relaves. El almacenamiento de grandes volúmenes de relaves obliga al estudio del comportamiento tanto estático como sísmico de este material, de manera de asegurar la estabilidad mecánica de las presas de relaves. En este contexto es de gran importancia estudiar la resistencia de los relaves frente al fenómeno de licuación, materia del presente trabajo. Diversos estudios han mostrado que el nivel de presión de confinamiento afecta la resistencia cíclica de arenas, proponiéndose el factor de corrección Kσ. Análogamente, se ha observado que el nivel de corte estático inicial también afecta la resistencia cíclica, a raíz de lo cual se ha introducido el factor de corrección Kα. Sin embargo, el efecto acoplado de ambas variables, que corresponde a la condición real de terreno, no ha sido debidamente investigado. Consecuentemente, mediante ensayos triaxiales cíclicos no drenados consolidados tanto isotrópicamente como anisotrópicamente, se ha estudiado el efecto conjunto de ambas variables en la resistencia cíclica de arena de relaves, para distintos niveles de densidad relativa inicial. Los resultados obtenidos del efecto acoplado de la presión de confinamiento y el corte estático en la resistencia cíclica de arena de relaves, se han resumido a través del parámetro Kσα. Este factor se presenta gráficamente con la intención de advertir donde la combinación de presión de confinamiento y corte estático inicial (en términos del parámetro α) tiene efectos positivos o negativos en la resistencia cíclica de arena de relaves. El análisis de datos indica una sobrestimación de la resistencia al usar el producto de los factores por separado (Kσ x Kα), en comparación al uso del factor acoplado Kσα, para cada una de las densidades estudiadas.

Los resultados experimentales muestran que existe en definitiva dos modos de desarrollo de deformaciones. Por un lado, está el caso donde la probeta claramente exhibe deformaciones axiales cíclicas, identificándose la falla por un nivel de deformación entre los peaks de compresión y extensión. Por otro lado, está la condición de una reducida deformación cíclica, pero un marcado desarrollo de deformación acumulada hacia la zona en compresión, identificándose la falla por el nivel de deformaciones máximo acumulado. Cada uno de estos modos depende de la combinación de densidad relativa, presión confinante, corte estático y nivel de solicitación cíclica.