Determinación de parámetros de resistencia al corte empleando métodos alternativos en suelos con partículas mayores a 3" de diámetro

Abstract

La demanda de estructuras de almacenamiento para materiales provenientes de las operaciones en la industria minera se debe a la falta de estudios y de adecuados diseños que aseguren su funcionabilidad. Estos materiales corresponden a materiales granulares gruesos, cuyo tamaño no pueden ser estudiados y analizados mediante métodos y normas estándares. Por tanto, la caracterización geotécnica de laboratorio se hace mediante métodos y equipos convencionales y no necesariamente representan el comportamiento y las propiedades de estos materiales. En el medio no existen equipos para realizar ensayos triaxiales en materiales con tamaños superiores a 1 pulgada de diámetro. Es usual realizar ensayos de corte directo en laboratorio e in situ con el fin de conocer los parámetros de resistencia al corte. Existen métodos alternativos que hacen uso de equipos convencionales y se utiliza la fracción menos gruesa posible de ensayar que se ha investigado en la presente tesis, titulada "Determinación de Parámetros de Resistencia al Corte mediante Métodos Alternativos en Suelos con Partículas Mayores a 3 pulgadas de diámetro". Los métodos son: método de corte, método de corte y remplazo, método de la matriz y el método de curvas paralelas u homotéticas. En la presente tesis se investigó la historia del arte en la determinación de parámetros de resistencia al corte en materiales granulares gruesos mediante métodos alternativos; se estudiaron los métodos, las condiciones y restricciones de su uso; se investigaron aplicaciones; se realizaron aplicaciones a materiales de Stock Piles de mineral y Rock Fill con fines de contrastación. Determinar parámetros de resistencia al corte en materiales granulares gruesos permitirá con justificación técnica, optimizar y asegurar la estabilidad física de las estructuras de lmacenamiento de estos materiales y en consecuencia reducir costos de traslado y acarreo a otros sectores, educir movimientos de tierra, reducir el impacto por uso de tierras, reducción de costos de almacenamiento y lo más importante reducir emisiones de C02 por construcción, almacenamiento y operación de las estructuras antes mencionadas. Los métodos alternativos son una opción que facilitará realizar ensayos triaxiales con equipos de laboratorio convencional con que se cuenta en el medio y utilizando la fracción menos gruesa posible de material. De esta manera se puede determinar los parámetros de resistencia al corte. En la presente investigación se aplicó el método de curvas paralelas u homotéticas en la determinación de parámetros de resistencia al corte en materiales granulares gruesos de tipo Stock Piles de mineral y Rock Fill. En los Stock piles de mineral se encontró al comparar los resultados en muestras analizadas de forma convencional y mediante el método alternativo, que los valores obtenidos en el primer caso son variables y erróneos mientras que en el segundo caso son similares y reflejan al material en estudio. En el Rock Fill se usó el método en muestras escaladas M-1 y M-2 de 1 y 1/2 pulgadas de tamaño máximo respectivamente, obtenidas de un material original granular grueso de 36 pulgadas de tamaño máximo, y se determinó una cohesión de 42 kPa y ángulo de fricción interna de 39° a esfuerzos totales. Realizar ensayos triaxiales de forma convencional en materiales granulares gruesos de forma convencional, es decir tamizando muestras con tamaño máximo posible de ensayar en equipos del medio, proporciona valores de parámetros de resistencia al corte "cohesión y fricción" erróneos. Por el contrario, si se usan los métodos alternativos como el "método de curvas paralelas u homotéticas" se obtendrán valores de parámetros coherentes y acordes al material en estudio como se concluye en la presente investigación.