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Factor de seguridad para taludes

2D vs 3D

Dr. Alejo O. SfrisoUniversidad de Buenos Aires materias.fi.uba.ar/6408 asfriso@fi.uba.arSRK Consulting (Argentina) latam.srk.com asfriso@srk.com.arAOSA www.aosa.com.ar asfriso@aosa.com.ar

Factor de seguridad: 2D vs 3D

Modelos 2D ignoran el efecto de 𝝈𝟐Rajos mineros: tensiones horizontales no uniformes: es un problema 3DVentajas del análisis 3D• Geometría real• Tensiones tectónicas 3D• Estructuras (fallas, diaclasas, alteraciones)Desventajas del análisis 3D• Costo computacional• Interpretación más difícil

Fact

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(Severin 2012)2

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Factor de seguridad: 2D vs 3D

Taludes cóncavos con Mohr-Coulomb: 𝐹𝑆%& ≥ 𝐹𝑆(&• Con dilatancia: mecanismo cinemático más frustrado• Elementos 3D menos aptos para deformaciones grandes:

problemas de calidad de malla

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2D Mohr-Coulomb: FoS=1.05 3D Mohr-Coulomb: FoS=1.203

Factor de seguridad: 1.46 (2D) – 1.53 (3D)

3D

Fact

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2D

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Ejercicio de comparaciónentre 2D y 3D

Se efectuaron modelos 2D y 3Dpara un rajo circular• FLAC3D:

– Modelo 2D como una rodaja– Modelo 3D

• Phase2

– Modelo 2D plano– Modelo 2D axilsimétrico

Todos los modelos tienen los mismosparámetros geotécnicos

Ejercicio desarrollado por Joseph Mbenza Muaja en SRK Sudáfrica en 2012

Fact

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Ejercicio de comparaciónentre 2D y 3D

• Slide 𝐹𝑆 = 6.60• Plaxis (2D) 𝐹𝑆 = 6.75• Plaxis (3D) 𝐹𝑆 = 7.30• Phase2 (2D) 𝐹𝑆 = 7.05• Phase2 (axis.) 𝐹𝑆 = 8.74• FLAC3D (2D) 𝐹𝑆 = 6.73• FLAC3D (3D) 𝐹𝑆 = 8.72

La malla debe ser suficientementerefinada como para no tener efectosobre 𝑭𝑺: corra el modelo con dos mallas

Fact

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6 Ejercicio desarrollado por Joseph Mbenza Muaja en SRK Sudáfrica en 2012

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Comparación 2D vs 3DRajo Kindalag

𝐹𝑆%& > 𝐹𝑆(& para escenario base, igual en escenario pesimista• El escenario base tiene dilatancia• Efectos numéricos descartadosSi la calidad de malla no es suficiente no se pueden sacar conclusiones

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Fact

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(Price et al 2012)