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Analiza la estabilidad de taludes de minería a cielo abierto en diferentes condiciones de suelo y los factores que controlan la estabilidad de taludes de minería a cielo abierto.
Figura 1: Varias condiciones de perforación
Tabla de contenido
Factores que afectan la estabilidad de taludes en la minería a cielo abierto
- tipo de suelo
- Tiempo requerido para la excavación
- Peligro de resbalones permisible determinado en base a estructuras existentes y construcciones nuevas alrededor del área de excavación.
La eliminación de los peligros de resbalones es esencial, ya que las instalaciones de gran perímetro pueden degradar las estructuras cercanas al área de excavación. Sin embargo, cierto grado de riesgo de resbalones es aceptable si la estructura circundante no es crítica.
Estabilidad de taludes de excavación de suelos cohesivos
Esta sección analiza la estabilidad de taludes en cortes abiertos en varios tipos de suelos cohesivos.
Estabilidad de taludes de suelos consolidados convencionalmente
Se ha demostrado teóricamente 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 excavación no supere la altura crítica. Más allá de la altura crítica, la estabilidad del suelo cambia con el tiempo debido a cambios en la presión intersticial del agua detrás del muro excavado después de que se libera la presión lateral. La altura crítica para la excavación abierta se calcula dividiendo la resistencia al corte del suelo sin drenar por 4 veces su densidad.
Cuando se requiere una excavación 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 pérdida de vidas o daños a la propiedad cerca de los sitios de construcción.
para excavaciones profundas, se especifica para considerar el costo de remover una cantidad significativa de arcilla deslizante del área de excavación mientras se evalúa el factor de seguridad de la excavación. Por último, la tierra extraída de la excavación puede aumentar la probabilidad de deslizamiento, por lo que es recomendable mantenerla alejada de la parte superior del talud. Por lo tanto, este factor también debe ser considerado al analizar la seguridad de la perforación.
Estabilidad de taludes de arcilla dura
La erosión de la lente de arena arcillosa y la caída de pequeños terrones por el daño 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 excavación es empinada y la arcilla se agrieta, es probable que haya un riesgo significativo y que la excavación sea muy inestable. Se ha demostrado que la propagación de grietas en arcillas duras plantea un problema grave para la estabilidad de taludes de excavación. Esto se debe a que las fluctuaciones de la presión intersticial del agua son impredecibles una vez que se elimina la presión de sobrecarga. El deslizamiento de taludes en arcillas fuertemente fisuradas es una pequeña caída 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 está 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 remoción. Si el deslizamiento representa un riesgo significativo para las estructuras cercanas al área de excavación, se debe emplear una pendiente de 1:2 a 1:2,5 o se deben usar técnicas apropiadas para soportar la cara del muro de excavación. Finalmente, si la excavación no está abierta durante un largo período de tiempo, se recomienda utilizar una capa de lámina como polietileno o lona en la cara empinada de la excavación para evitar la penetración de agua en las paredes de la zanja y desestabilizar la excavación.
Estabilidad de taludes excavados en suelos no cohesivos o parcialmente cohesivos
Esta sección cubre los taludes de excavación en diferentes tipos de suelos: arena y grava seca, arena de vertedero, grava grava, arena húmeda, suelo arenoso húmedo, limo y arena limosa, limo seco, limo húmedo, etc. Habla de estabilidad.
arena seca y grava
Un suelo no cohesivo que puede mantenerse en pendientes iguales al ángulo de reposo, ignorando la profundidad de excavación.
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 erosión de las aguas superficiales y el viento, y el deterioro de los trabajos de construcción contribuyen a la desestabilización de estas pendientes empinadas del suelo.
Arena mojada
En lo que respecta a la arena húmeda, la excavación 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 ángulo estable. arriba. De 15 a 20 grados. La estabilidad de la arena húmeda se vuelve más problemática 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 así 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 excavación de 15 mo más. Si estos taludes no están cementados, son más susceptibles a la inestabilidad debido a la vibración. Otro factor indeseable que desestabiliza las laderas sedimentarias es la erosión hídrica. Por lo tanto, la estabilización de taludes con sedimentos húmedos es bastante difícil, ya que la erosión del agua hace que la excavación se derrumbe hasta que se alcanza un ángulo estable.
Estabilidad de taludes en excavaciones de roca
La estabilidad del talud vertical de la roca depende del ángulo del plano del lecho y del grado de aplastamiento de la roca triturada/alterada, por lo que no está exenta de problemas. Si el plano del lecho tiene una pendiente pronunciada hacia el área de excavación, especialmente en presencia de agua subterránea, la pendiente se vuelve inestable, lubricando el lecho rocoso y haciéndolo resbaladizo. Sin embargo, si el plano del lecho se inclina alejándose del área de excavación o está nivelado, la pendiente vertical del muro de excavación es estable. En cuanto a la piedra triturada, puede provocar el colapso de las paredes excavadas. Por ejemplo, en una caída de roca colapsada, una roca intacta encima de una roca rota también puede caer, lo que eventualmente resulta en un colapso total.
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