Estudio del comportamiento dinámico de un muro de un tranque de relaves ubicado sobre suelo salino con presencia de oquedades

Abstract

En el presente trabajo de título se estudió el comportamiento estático y dinámico de un muro de tranque de relaves chileno emplazado sobre suelo con alto contenido de sales solubles perteneciente a la cuenca de Calama. Para ello, se modeló con el software FLAC3D una sección del muro de 30 (m) de altura, 400 (m) de largo, 144 (m) de ancho de base y 12 (m) de ancho de coronamiento, y un suelo de fundación con un espesor de 70 (m) compuesto por 3 estratos. Para simular el efecto de la disolución de sales se utilizaron dos metodologías: (1) Inducir un asentamiento en la base del muro equivalente al hipotético colapso generado por disolución de sales; (2) Generar un espacio vacío (oquedad) de geometría regular en el terreno de fundación, cercano a la superficie. Para el método (1), se calcularon los asentamientos esperados por el colapso en el suelo de fundación asociado a contenidos de sales solubles del 5%, 10% y 35%, imponiendo, además, una zona afectada por sales con un espesor de 5 (m) y anchos variables de 5 (m), 10 (m) y 15 (m), bajo el muro. La oquedad para el método (2), fue definida como una zona rectangular que se ubicó a 1,5 (m) de profundidad bajo el contacto suelo/muro, dentro una capa de caliza con elevada rigidez. El espesor de la oquedad fue de 1 (m) y se utilizaron anchos variables de 5 (m), 10 (m) y 15 (m). Para estudiar la condición dinámica, se aplicó un sismo en la base del modelo, el cual fue generado a partir de un registro de aceleraciones real y escalado a un PGA de 0,6 (g). Para efectos de comparación, se incluyó un caso base sin influencia de suelo salino. Para el método (1) se estimaron colapsos en el suelo de fundación de 25 (cm), 50 (cm) y 110 (cm) para contenidos de sales del 5%, 10% y 35% respectivamente, considerando el espesor del estrato afectado por sales señalado anteriormente. Los resultados obtenidos en los análisis estáticos mostraron que, para el caso con zona salina de 5 (m) de ancho, el asentamiento máximo en el coronamiento fue menor a un 50% del asentamiento inducido en la base del muro, para todos los porcentajes de sales probados. Mientras que para los casos con anchos de zona afectada por sales mayores a 10 (m) y salinidades altas (>10%), los asentamientos máximos en el coronamiento resultaron entre un 70% y 90% del asentamiento inducido en la base. Para los casos de análisis con oquedad de espesor de 1 (m) y de anchos menores o iguales a 10 (m), los asentamientos registrados en el coronamiento del muro fueron milimétricos en condición estática, y menores 7 (cm) en condición dinámica. Sin embargo, para el caso con oquedad de 15 (m) de ancho, se observaron importantes diferencias entre el caso estático y dinámico, presentándose el colapso del suelo sobre la oquedad gatillado por el sismo. En este último caso (oquedad de 15 (m) de ancho), se registraron asentamientos en el coronamiento del orden de 3,7 (cm) y 23,3 (cm) para el caso estático y dinámico, respectivamente.