Determinación de las curvas de retención de agua (WRC) para dos materiales mineros y aplicación a la estabilidad de taludes

Abstract

El concepto de suelo saturado y/o seco es la base de la mecánica de suelo clásica. La saturación es la situación más perjudicial para la mayoría de las obras de ingeniería, ya que reduce las variables que soportan un modelo, tanto de agua como de sólido, sin vacíos de aire. Sin embargo, esta forma de mirar la mecánica de suelos, conlleva a elevados costos asociados a infraestructura. Es por esta razón que en el último tiempo toma cada vez más fuerza los conceptos de mecánica de suelos parcialmente saturados. Como ejemplo, la explicación de las deformaciones en suelos parcialmente saturados o, más importante aún, la deformación de las estructuras apoyadas sobre suelos no saturados también se hace dificultosa. Esto indica que existe una componente tensional compleja, y que depende de la cantidad de agua en el suelo. Esta componente tensional del suelo, se denomina “succión” y está estrechamente ligada a la humedad del suelo. En este contexto, en el presente trabajo se analiza la “succión” mediante la determinación de las curvas de retención de agua WRC para dos materiales mineros -Relave y Molienda-. La primera metodología se basa en las características geotécnicas básicas de los materiales mediante el modelo de Aubertin et al. (2003) y las otras dos, experimentalmente en laboratorio mediante el Método del Papel Filtro (Análogo ASTM D5298-10) y Método de Control de Humedad Relativa, según Romero (2001), a estas dos últimas se le aplican modelos clásicos de la mecánica de suelos parcialmente saturados para determinar su correspondiente WRC. Con las WRC se determinó la cohesión aparente según Vanapalli et al.(1996), donde el modelo teórico de Aubertin et al. (2003) entregó la mayor cohesión. Luego se procedió a modelar un perfil 2D predeterminado geométricamente y se verificó la estabilidad de talud mediante equilibrio límite, para finalmente determinar los factores de seguridad de forma comparativa; sin considerar la WRC (sin succión) y considerando la WRC (con succión) para los tres modelos estudiados. Esto último permite visualizar el aumento de los factores de seguridad de los taludes al utilizar la componente tensional dada por la succión del suelo.