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Analiza la estabilidad de taludes de miner铆a a cielo abierto en diferentes condiciones de suelo y los factores que controlan la estabilidad de taludes de miner铆a a cielo abierto.
Figura 1: Varias condiciones de perforaci贸n
Tabla de contenido
Factores que afectan la estabilidad de taludes en la miner铆a a cielo abierto
- tipo de suelo
- Tiempo requerido para la excavaci贸n
- Peligro de resbalones permisible determinado en base a estructuras existentes y construcciones nuevas alrededor del 谩rea de excavaci贸n.
La eliminaci贸n de los peligros de resbalones es esencial, ya que las instalaciones de gran per铆metro pueden degradar las estructuras cercanas al 谩rea de excavaci贸n. Sin embargo, cierto grado de riesgo de resbalones es aceptable si la estructura circundante no es cr铆tica.
Estabilidad de taludes de excavaci贸n de suelos cohesivos
Esta secci贸n analiza la estabilidad de taludes en cortes abiertos en varios tipos de suelos cohesivos.
Estabilidad de taludes de suelos consolidados convencionalmente
Se ha demostrado te贸ricamente que las excavaciones abiertas en suelos normales compactados con paredes verticales pueden sostenerse sin necesidad de apoyos, siempre que la altura de la pared de excavaci贸n no supere la altura cr铆tica. M谩s all谩 de la altura cr铆tica, la estabilidad del suelo cambia con el tiempo debido a cambios en la presi贸n intersticial del agua detr谩s del muro excavado despu茅s de que se libera la presi贸n lateral. La altura cr铆tica para la excavaci贸n abierta se calcula dividiendo la resistencia al corte del suelo sin drenar por 4 veces su densidad.
Cuando se requiere una excavaci贸n estable en arcilla blanda a dura normalmente compactada Se especifica un factor de seguridad basado en la severidad del riesgo impuesto por un deslizamiento severo. El uso de un factor de seguridad bajo es suficiente a menos que un gran deslizamiento de las paredes excavadas provoque la p茅rdida de vidas o da帽os a la propiedad cerca de los sitios de construcci贸n.
para excavaciones profundas, se especifica para considerar el costo de remover una cantidad significativa de arcilla deslizante del 谩rea de excavaci贸n mientras se eval煤a el factor de seguridad de la excavaci贸n. Por 煤ltimo, la tierra extra铆da de la excavaci贸n puede aumentar la probabilidad de deslizamiento, por lo que es recomendable mantenerla alejada de la parte superior del talud. Por lo tanto, este factor tambi茅n debe ser considerado al analizar la seguridad de la perforaci贸n.
Estabilidad de taludes de arcilla dura
La erosi贸n de la lente de arena arcillosa y la ca铆da de peque帽os terrones por el da帽o de las heladas le permite permanecer casi vertical. Sin embargo, si hay una lente de bolsillo de arena mojada o grava en la arcilla, o si la excavaci贸n es empinada y la arcilla se agrieta, es probable que haya un riesgo significativo y que la excavaci贸n sea muy inestable. Se ha demostrado que la propagaci贸n de grietas en arcillas duras plantea un problema grave para la estabilidad de taludes de excavaci贸n. Esto se debe a que las fluctuaciones de la presi贸n intersticial del agua son impredecibles una vez que se elimina la presi贸n de sobrecarga. El deslizamiento de taludes en arcillas fuertemente fisuradas es una peque帽a ca铆da debido al colapso o deslizamiento a lo largo del plano de la fisura, o el deslizamiento por corte rotacional de una cantidad significativa de suelo arcilloso. Una pendiente de 1:0,5 est谩 bien si el deslizamiento no representa un riesgo para el servidor para las estructuras circundantes. Aunque esta pendiente no elimina por completo el riesgo de deslizamiento, reduce la cantidad de tierra que cae y no dificulta el proceso de remoci贸n. Si el deslizamiento representa un riesgo significativo para las estructuras cercanas al 谩rea de excavaci贸n, se debe emplear una pendiente de 1:2 a 1:2,5 o se deben usar t茅cnicas apropiadas para soportar la cara del muro de excavaci贸n. Finalmente, si la excavaci贸n no est谩 abierta durante un largo per铆odo de tiempo, se recomienda utilizar una capa de l谩mina como polietileno o lona en la cara empinada de la excavaci贸n para evitar la penetraci贸n de agua en las paredes de la zanja y desestabilizar la excavaci贸n.
Estabilidad de taludes excavados en suelos no cohesivos o parcialmente cohesivos
Esta secci贸n cubre los taludes de excavaci贸n en diferentes tipos de suelos: arena y grava seca, arena de vertedero, grava grava, arena h煤meda, suelo arenoso h煤medo, limo y arena limosa, limo seco, limo h煤medo, etc. Habla de estabilidad.
arena seca y grava
Un suelo no cohesivo que puede mantenerse en pendientes iguales al 谩ngulo de reposo, ignorando la profundidad de excavaci贸n.
arena mojada y grava
Son suelos parcialmente cohesivos que pueden permanecer en pie verticalmente por periodos menores a un mes. La estabilidad de este tipo de pendiente del suelo se puede mantener mediante el uso de una capa protectora como mortero de cemento en la superficie. Factores como la erosi贸n de las aguas superficiales y el viento, y el deterioro de los trabajos de construcci贸n contribuyen a la desestabilizaci贸n de estas pendientes empinadas del suelo.
Arena mojada
En lo que respecta a la arena h煤meda, la excavaci贸n en pendiente abierta en tales suelos es sustancialmente inestable, especialmente en pendientes pronunciadas, donde el agua se filtra por el borde del muro excavado y empuja el muro hasta que se logra un 谩ngulo estable. arriba. De 15 a 20 grados. La estabilidad de la arena h煤meda se vuelve m谩s problem谩tica cuando hay capas delgadas de limo o arcilla. Esto se debe a que la capa de arcilla o limo puede fluir fuera de la superficie, comprometiendo as铆 la estabilidad de otras capas fuertes.
suelo de limo seco
Se puede erigir verticalmente y con una ligera adherencia de la cara se puede obtener una profundidad de excavaci贸n de 15 mo m谩s. Si estos taludes no est谩n cementados, son m谩s susceptibles a la inestabilidad debido a la vibraci贸n. Otro factor indeseable que desestabiliza las laderas sedimentarias es la erosi贸n h铆drica. Por lo tanto, la estabilizaci贸n de taludes con sedimentos h煤medos es bastante dif铆cil, ya que la erosi贸n del agua hace que la excavaci贸n se derrumbe hasta que se alcanza un 谩ngulo estable.
Estabilidad de taludes en excavaciones de roca
La estabilidad del talud vertical de la roca depende del 谩ngulo del plano del lecho y del grado de aplastamiento de la roca triturada/alterada, por lo que no est谩 exenta de problemas. Si el plano del lecho tiene una pendiente pronunciada hacia el 谩rea de excavaci贸n, especialmente en presencia de agua subterr谩nea, la pendiente se vuelve inestable, lubricando el lecho rocoso y haci茅ndolo resbaladizo. Sin embargo, si el plano del lecho se inclina alej谩ndose del 谩rea de excavaci贸n o est谩 nivelado, la pendiente vertical del muro de excavaci贸n es estable. En cuanto a la piedra triturada, puede provocar el colapso de las paredes excavadas. Por ejemplo, en una ca铆da de roca colapsada, una roca intacta encima de una roca rota tambi茅n puede caer, lo que eventualmente resulta en un colapso total.
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