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PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA
ENERGETICA
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Centro de Minería
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Católica de Chile
I Seminario de Excelencia en Minería
Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010
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DISEÑO DE REVESTIMIENTOS
PARA ESTALLIDOS DE ROCA
Michel Van Sint Jan F.
Profesor de Ingeniería Geotécnica
Pontificia Universidad Católica de
Chile
PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA
ENERGETICA
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CONTENIDO
• Qué es un estallido de rocas.
• Objetivos del soporte o revestimiento
• Comportamiento del terreno
• Requisitos del revestimiento
• Elementos (materiales) de soporte
• Sostenimiento para minería profunda
• Ensayos
• Consideraciones sobre procedimientos de diseño
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Proceso de Hundimiento (Caving) en minería subterránea
Undercut Leve
Production Lev
Pre-Undercut Panel Caving
Undercut Level
Production Leve
Conventional Panel Ca
Undercut Level
Production Leve
Pre-Undercut Panel Caving
Undercut Level
Production Leve
Conventional Panel Cav
MINERÍA PROFUNDA, TENSIONES ELEVADAS
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4
RUPTURA DEL
MACIZO
Evento sísmico
ESTALLIDOS DE ROCA
ACTIVIDAD MINERA
DAÑO EN EN TÚNELES
PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA
ENERGETICA
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ESTALLIDOS DE ROCA
Falla frágil y violenta (en roca dura y con tensiones elevadas) = sismo
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ENERGETICA
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6
DAÑOS
ESTALLIDOS DE ROCA
Falla frágil
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7
SISTEMA DE SOPORTE EN TÚNELES
 Sujetar (los bloques o el
elemento de retención)
 Retener el material
entre los anclajes
REVESTIMIENTOSANCLAJES
Hormigón o malla
metálica
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OBJETIVO DEL REVESTIMIENTO:
CONTROL DE GRIETAS (Túnel a presión, aducción)
CONTROL DEL TERRENO (DESPLAZAMIENTOS)
SOPORTE DEL TERRENO (RESISTENCIA)
DISEÑO ESTRUCTURAL:
EVALUAR CARGAS SOBRE EL REVESTIMIENTO
EVALUAR LA CAPACIDAD DEL REVESTIMIENTO:
RESISTENCIA
DESPLAZAMIENTO
Tipo de cargas del terreno y condiciones de borde
Momento y fuerza axial en las secciones críticas
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Falla por estallido de rocas.
Objetivos del revestimiento: Permitir deformación controlada, evitar colapso del
túnel
Malla + costura con cable + pernos
Malla y pernos
Falla frágil
EL SISTEMA COMPLETO DEBE RESISTIR
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DISEÑO ACEPTABLE
ELEMENTOS DE SOPORTE
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Pernos (de Barra Helicoidal).
Pernos, placa y tuercas
Pernos, placa y tuercas
Tensado con cilindro
hidráulico
Tensado con llave de torque
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El anclaje exterior de los cables trenzados se realiza con cuñas
cónicas, las que se cierran por la misma tensión que ejerce el cable.
El cabezal externo debe apoyarse en una fundación de hormigón, sobre un
muro, o sobre una viga de hormigón.
CABLES DE ACERO.
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www.excelenciaenmineria.uc.clMalla tejida
Malla
soldada
Tiras
Malla metálica
Cuidar unión de los
traslapos
Aguas ácidas
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+ Malla soldada
+ Malla soldada y cerchas de
+ Cerchas metálicas
SHOTCRETE +
SHOTCRETE
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Shotcrete con fibra
Fibra metálica Fibra sintética
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SOLICITACIÓN
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¿Cuál es la solicitación?
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0 0,1 0,2 0,3 0,4
Time (s)
Velocity(m/s).
Vx Vy Vz
Tiempo
Aceleración
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REQUISITOS DEL SISTEMA DE SOPORTE PARA CARGAS DINÁMICAS:
•CAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE ENERGÍA DUCTILIDAD
•TODO EL SISTEMA DEBE FUNCIONAR (BUSCAR EL ESLABÓN MÁS DÉBIL)
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Deformación de fluencia del acero
= 0,002*Longitud libre.
Si LL=5m, fluencia con D=1cm.
Estrangulamiento (necking)
→Rotura con D≈5cm.
FALTA DUCTILIDAD
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Modo de falla de las placas en
un estallido de rocas.
Estudio en laboratorio de la capacidad de
las placas bajo las condiciones de
deformación observadas en terreno.
Tesis de Miguel Palape.
COMPORTAMIENTO DE LAS PLACAS METALICAS.
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Laboratory folding tests
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DURABAR
CONE BOLTS
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ENSAYOS DE PANELES
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Absorción de energía de Mallas
Desplazamiento
(cm)
Desplazamiento (cm)
Carga(kN)Energía(kJ)
Malla A
Malla B
Malla B
Malla A
Biela
Típicamente: rotura de una
hebra en contacto con la
placa.
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Vista inferior a 11,5 ton
ENSAYOS
PANELES DE SHOTCRETE REFORZADO CON FIBRA SINTÉTICA
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Deformación al Centro
0
5
10
15
20
25
30
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deformación (cm)
Carga(ton)
1B
2A
2B
3A
3B
4A
4B
Malla
6,0
6,75
9,0
PANELES DE SHOTCRETE
Fibra
sintética
Kg/m3
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Ensayos dinámicos: alternativas de ensayo
Simple: ensayo de impacto
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W=100Kg
H=50m
Área = 2mx4m=8m2
E = 49 kJ
O bien E = 6 kJ/m2
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Ensayos dinámicos: alternativas de ensayo
Elaborado: ensayo inercial
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ANÁLISIS
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3
3
Comportamiento de la malla metálica
Modelo 3-D para análisis numérico
Aspecto de la malla cargada
qz
qy
qx
qz
qy
qx
Fuerza
Deformación
S. Boldrini.
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Comportamiento malla tejida
Comparación entre ensayos y
resultados del modelo
Alambre:
5mm de diámetro
fy =10kN
Rombos de 14X16 cm
según las diagonales
S. Boldrini.
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Mr, vo
MODELO PARA CALCULAR EL REVESTIMIENTO:
Un sistema de varios grados de libertad, sometido a una carga
impulsiva.
El diseño se debe hacer considerando todo el sistema, no solamente la
capacidad de absorción de energía de los componentes por separado.
Mr
Ms
X1
Cb /2 Cb
/2
X2
kb
/2
kb
/2
ks C
s
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CALIBRACIÓN
RESULTADO DE UN
ENSAYO DE IMPACTO
Ws (t) Wr (t) Vo (m/s) Fys (t) Uys (cm) Urs (cm) Fyb (t) Uyb
(cm) Urb (cm)
0.13 0.565 6.2 4.2 2.5 25 50 0.1
50
RESULTADO DEL
MODELO
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0
1
2
3
4
0 0.005 0.01 0.015
Time (sec)
Flexión del shotcrete (cm)
Elongación de pernos
(cm)
Fuerza en el shotcrete
(tons)
Ws (t) Wr (t) Vo (m/s) Fys (t) Uys (cm) Urs (cm) Fyb (t) Uyb
(cm) Urb (cm)
0.43 1.0 4.2 4.2 2.5 20 24 0.1
2
SOPORTE RÍGIDO
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0
2
4
6
8
10
0 0.02 0.04 0.06 0.08
Time (sec)
Flexión del shotcrete
(cm)
Desplazamiento de los pernos
(cm)
Fuerza en el shotcrete
(tons)
Ws (t) Wr (t) Vo (m/s) Fys (t) Uys (cm) Urs (cm) Fyb (t) Uyb
(cm) Urb (cm)
0.43 1.0 4.5 4.2 2.5 25 24 0.1
10
COMPORTAMIENTO DE UN REVESTIMIENTO DÚCTIL
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Modelo N°1; Caída Libre Modelo N°2; Inercial
Modelo N°3; Pulso de
Aceleración
COMPARACIÓN NUMÉRICA DE ALTERNATIVAS DE ENSAYO
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Comparación numérica de diferentes ensayos
Time
Force
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
tiempo (s)
FuerzaenlaMalla(ton)
Fuerza en la Malla vs. Tiempo
Impacto Directo (v0
=6.2m/s)
Villaescusa (v0
=5m/s)
Pulso (v0
=3m/s)
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
tiempo (s)
Desplazamiento(m)
Desplazamiento de la Malla vs. Tiempo
Impacto Directo (v0
=6.2m/s)
Villaescusa (v0
=5m/s)
Pulso (v0
=3m/s)
Tiempo
Displacement
Impácto Vo=6,2m/s
Inercial Vo=5m/s
Pulso Vo=3m/s
Impácto Vo=6,2m/s
Inercial Vo=5m/s
Pulso Vo=3m/s
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DESAFÍOS DEL DISEÑO:
DEFINIR LA SOLICITACIÓN
ANALIZAR EL COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA
DEFINIR LOS CRITERIOS DE ACEPTACIÓN
imax
ir
i
u
u
FS
,
,

imax
ir
F
F
iFS
,
,

RESISTENCIA
DESPLAZAMIENTO
FACTOR DE SEGURIDAD
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  • 1. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl DISEÑO DE REVESTIMIENTOS PARA ESTALLIDOS DE ROCA Michel Van Sint Jan F. Profesor de Ingeniería Geotécnica Pontificia Universidad Católica de Chile
  • 2. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl CONTENIDO • Qué es un estallido de rocas. • Objetivos del soporte o revestimiento • Comportamiento del terreno • Requisitos del revestimiento • Elementos (materiales) de soporte • Sostenimiento para minería profunda • Ensayos • Consideraciones sobre procedimientos de diseño
  • 3. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl Proceso de Hundimiento (Caving) en minería subterránea Undercut Leve Production Lev Pre-Undercut Panel Caving Undercut Level Production Leve Conventional Panel Ca Undercut Level Production Leve Pre-Undercut Panel Caving Undercut Level Production Leve Conventional Panel Cav MINERÍA PROFUNDA, TENSIONES ELEVADAS
  • 4. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl 4 RUPTURA DEL MACIZO Evento sísmico ESTALLIDOS DE ROCA ACTIVIDAD MINERA DAÑO EN EN TÚNELES
  • 5. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl ESTALLIDOS DE ROCA Falla frágil y violenta (en roca dura y con tensiones elevadas) = sismo
  • 6. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl 6 DAÑOS ESTALLIDOS DE ROCA Falla frágil
  • 7. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl 7 SISTEMA DE SOPORTE EN TÚNELES  Sujetar (los bloques o el elemento de retención)  Retener el material entre los anclajes REVESTIMIENTOSANCLAJES Hormigón o malla metálica
  • 8. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl OBJETIVO DEL REVESTIMIENTO: CONTROL DE GRIETAS (Túnel a presión, aducción) CONTROL DEL TERRENO (DESPLAZAMIENTOS) SOPORTE DEL TERRENO (RESISTENCIA) DISEÑO ESTRUCTURAL: EVALUAR CARGAS SOBRE EL REVESTIMIENTO EVALUAR LA CAPACIDAD DEL REVESTIMIENTO: RESISTENCIA DESPLAZAMIENTO Tipo de cargas del terreno y condiciones de borde Momento y fuerza axial en las secciones críticas
  • 9. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl Falla por estallido de rocas. Objetivos del revestimiento: Permitir deformación controlada, evitar colapso del túnel Malla + costura con cable + pernos Malla y pernos Falla frágil EL SISTEMA COMPLETO DEBE RESISTIR
  • 10. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl DISEÑO ACEPTABLE ELEMENTOS DE SOPORTE
  • 11. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl Pernos (de Barra Helicoidal). Pernos, placa y tuercas Pernos, placa y tuercas Tensado con cilindro hidráulico Tensado con llave de torque
  • 12. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl El anclaje exterior de los cables trenzados se realiza con cuñas cónicas, las que se cierran por la misma tensión que ejerce el cable. El cabezal externo debe apoyarse en una fundación de hormigón, sobre un muro, o sobre una viga de hormigón. CABLES DE ACERO.
  • 13. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.clMalla tejida Malla soldada Tiras Malla metálica Cuidar unión de los traslapos Aguas ácidas
  • 14. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl
  • 15. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl + Malla soldada + Malla soldada y cerchas de + Cerchas metálicas SHOTCRETE + SHOTCRETE
  • 16. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl Shotcrete con fibra Fibra metálica Fibra sintética
  • 17. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl SOLICITACIÓN
  • 18. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl 18 ¿Cuál es la solicitación? -0,2 -0,1 0 0,1 0,2 0 0,1 0,2 0,3 0,4 Time (s) Velocity(m/s). Vx Vy Vz Tiempo Aceleración
  • 19. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl REQUISITOS DEL SISTEMA DE SOPORTE PARA CARGAS DINÁMICAS: •CAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE ENERGÍA DUCTILIDAD •TODO EL SISTEMA DEBE FUNCIONAR (BUSCAR EL ESLABÓN MÁS DÉBIL)
  • 20. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl Deformación de fluencia del acero = 0,002*Longitud libre. Si LL=5m, fluencia con D=1cm. Estrangulamiento (necking) →Rotura con D≈5cm. FALTA DUCTILIDAD
  • 21. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl 21 Modo de falla de las placas en un estallido de rocas. Estudio en laboratorio de la capacidad de las placas bajo las condiciones de deformación observadas en terreno. Tesis de Miguel Palape. COMPORTAMIENTO DE LAS PLACAS METALICAS.
  • 22. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl Laboratory folding tests
  • 23. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl DURABAR CONE BOLTS
  • 24. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl ENSAYOS DE PANELES
  • 25. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl Absorción de energía de Mallas Desplazamiento (cm) Desplazamiento (cm) Carga(kN)Energía(kJ) Malla A Malla B Malla B Malla A Biela Típicamente: rotura de una hebra en contacto con la placa.
  • 26. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl 26 Vista inferior a 11,5 ton ENSAYOS PANELES DE SHOTCRETE REFORZADO CON FIBRA SINTÉTICA
  • 27. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl 27 Deformación al Centro 0 5 10 15 20 25 30 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Deformación (cm) Carga(ton) 1B 2A 2B 3A 3B 4A 4B Malla 6,0 6,75 9,0 PANELES DE SHOTCRETE Fibra sintética Kg/m3
  • 28. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl 28 Ensayos dinámicos: alternativas de ensayo Simple: ensayo de impacto
  • 29. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl W=100Kg H=50m Área = 2mx4m=8m2 E = 49 kJ O bien E = 6 kJ/m2
  • 30. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl
  • 31. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl 31 Ensayos dinámicos: alternativas de ensayo Elaborado: ensayo inercial
  • 32. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl ANÁLISIS
  • 33. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl 3 3 Comportamiento de la malla metálica Modelo 3-D para análisis numérico Aspecto de la malla cargada qz qy qx qz qy qx Fuerza Deformación S. Boldrini.
  • 34. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl 34 Comportamiento malla tejida Comparación entre ensayos y resultados del modelo Alambre: 5mm de diámetro fy =10kN Rombos de 14X16 cm según las diagonales S. Boldrini.
  • 35. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl 35 Mr, vo MODELO PARA CALCULAR EL REVESTIMIENTO: Un sistema de varios grados de libertad, sometido a una carga impulsiva. El diseño se debe hacer considerando todo el sistema, no solamente la capacidad de absorción de energía de los componentes por separado. Mr Ms X1 Cb /2 Cb /2 X2 kb /2 kb /2 ks C s
  • 36. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl CALIBRACIÓN RESULTADO DE UN ENSAYO DE IMPACTO Ws (t) Wr (t) Vo (m/s) Fys (t) Uys (cm) Urs (cm) Fyb (t) Uyb (cm) Urb (cm) 0.13 0.565 6.2 4.2 2.5 25 50 0.1 50 RESULTADO DEL MODELO
  • 37. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl 0 1 2 3 4 0 0.005 0.01 0.015 Time (sec) Flexión del shotcrete (cm) Elongación de pernos (cm) Fuerza en el shotcrete (tons) Ws (t) Wr (t) Vo (m/s) Fys (t) Uys (cm) Urs (cm) Fyb (t) Uyb (cm) Urb (cm) 0.43 1.0 4.2 4.2 2.5 20 24 0.1 2 SOPORTE RÍGIDO
  • 38. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl 0 2 4 6 8 10 0 0.02 0.04 0.06 0.08 Time (sec) Flexión del shotcrete (cm) Desplazamiento de los pernos (cm) Fuerza en el shotcrete (tons) Ws (t) Wr (t) Vo (m/s) Fys (t) Uys (cm) Urs (cm) Fyb (t) Uyb (cm) Urb (cm) 0.43 1.0 4.5 4.2 2.5 25 24 0.1 10 COMPORTAMIENTO DE UN REVESTIMIENTO DÚCTIL
  • 39. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl Modelo N°1; Caída Libre Modelo N°2; Inercial Modelo N°3; Pulso de Aceleración COMPARACIÓN NUMÉRICA DE ALTERNATIVAS DE ENSAYO
  • 40. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl 40 Comparación numérica de diferentes ensayos Time Force 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 tiempo (s) FuerzaenlaMalla(ton) Fuerza en la Malla vs. Tiempo Impacto Directo (v0 =6.2m/s) Villaescusa (v0 =5m/s) Pulso (v0 =3m/s) 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 tiempo (s) Desplazamiento(m) Desplazamiento de la Malla vs. Tiempo Impacto Directo (v0 =6.2m/s) Villaescusa (v0 =5m/s) Pulso (v0 =3m/s) Tiempo Displacement Impácto Vo=6,2m/s Inercial Vo=5m/s Pulso Vo=3m/s Impácto Vo=6,2m/s Inercial Vo=5m/s Pulso Vo=3m/s
  • 41. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl DESAFÍOS DEL DISEÑO: DEFINIR LA SOLICITACIÓN ANALIZAR EL COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA DEFINIR LOS CRITERIOS DE ACEPTACIÓN imax ir i u u FS , ,  imax ir F F iFS , ,  RESISTENCIA DESPLAZAMIENTO FACTOR DE SEGURIDAD
  • 42. PRIMERAS JORNADAS DE GESTION DE ACTIVOS & EFICIENCIA ENERGETICA GEDAEFE 2008Laboratorio de Gestión de Activos UC Centro de Minería Pontificia Universidad Católica de Chile I Seminario de Excelencia en Minería Campus San Joaquín, 25 de noviembre de 2010 www.excelenciaenmineria.uc.cl 42 GRACIAS