Análisis de desplazamientos permanentes inducidos por sismo mediante métodos simplificados en pilas de lixiviación

Abstract

Las pilas de lixiviación forman parte de la práctica minera en el país, donde su diseño y construcción constituyen un reto constante para la ingeniería geotécnica. El análisis de estabilidad física de un talud, como aspecto principal del diseño geotécnico, considera particularidades de la zona de emplazamiento y de la estructura, siendo usual realizar este análisis en condiciones estáticas y con sismo. Debido a la alta sismicidad existente en el territorio, el análisis en condiciones sísmicas resulta un factor muy importante, debiendo que demanda un trabajo riguroso. El análisis sísmico, de pilas de lixiviación se realiza mediante el cálculo de factores de seguridad, que son índices cualitativos pero que no indican directamente la respuesta sísmica o deformación de la estructura. Sin embargo existen métodos que calculan desplazamientos inducidos por sismos, simplificados y rigurosos, que constituyen un índice cuantitativo de mejor calidad. La tesis incluye la evaluación del comportamiento de los principales materiales involucrados en el diseño de pilas, la sismicidad de sitio y los niveles de desplazamientos inducidos por el terremoto de diseño. Se demuestra que el diseño sísmico de pilas de lixiviación mediante el enfoque de cálculo de desplazamientos es más apropiado. Con el objetivo de realizar los análisis de desplazamientos frente a cargas sísmicas, la tesis realiza la revisión de diferentes métodos simplificados de cálculo y posteriormente tres de ellos se aplicaron a proyectos de pilas de lixiviación en el Perú. Los métodos corresponden a Makdisi y Seed (1977), Bray y Travasarou (2007) y Newmark (1965) modificado por Houston et al. (1987).

Heap leach pads are part of the mining practice in Peru, where the design and construction have been a continuous challenge for geotechnical engineering. The slope stability analysis as a main aspect of geotechnical design, considers specific features of the foundation a rea and the structure analyzed, being usual to perform this analysis in static and seismic conditions. Due to high seismic activity in Peru, the seismic slope stability analysis becomes the most important evaluation in consequence it should be carrying out in a rigorous way. The seismic slope stability analyses of heap leach pads is performed through the calculation of factors of safety, which are qualitative indices but does not represent directly seismic response or deformation of the structure. However, there are methods that enable to calculate seismic induced displacements both simplified and rigorous. This research includes the behavior evaluation of the main materia Is involved into the design, the site seismicity and the seismic induced maximum allowed displacements. lt is demonstrated that the seismic design of heap leach pads through the criterion of displacements calculation is the most suitable. In order to perform the analyses of the seismic induced permanent displacements, the research reviews severa! simplified methods, and then three of them are applied in current heap leach pad projects in Peru. Those methods are: Makdisi &Seed (1977), Bray & Travasarou (2007) and Newmark (1965) modified by Houston et al. (1987).