Factibilidad de aplicación de enfoque bimrock para la evaluación de propiedades geomecánicas de materiales granulares gruesos.

Abstract

Los materiales granulares gruesos (MGG) son suelos muy estudiados en el ámbito geotécnico, ya que existen ciudades asentadas sobre ellos, componen enrocados (pilas de lixiviación, balastos de vías férreas), los cuales sirven para proyectos mineros u obras civiles. Se clasifican en dos grandes grupos dependiendo del origen de sus sedimentos: tipo 1 y tipo 2. El análisis geomecánico de los MGG requiere de instrumentos de gran dimensión y tiempo para realizar ensayos, aunque también existen métodos de escalamiento que intentan replicar las propiedades del material, pero a menor tamaño. Sin embargo, en ocasiones resulta complejo ya que los clastos pueden alcanzar tamaños del orden de metros. A partir de lo anterior, es que resulta atractivo buscar otras metodologías para estimar los parámetros de resistencia al corte, y en lo posible, que no necesite de instrumental extra. En este análisis se propone abarcar el enfoque de estudio bimrock o bimrock no consolidado (bimsoil). En esta investigación se abordan todos los parámetros que resultan importantes en la caracterización de MGG y su relación con el ángulo de fricción interna y cohesión (resistencia al corte) a medida que van cambiando. Tomando en cuenta estos antecedentes, se realizó una correlación entre MGG tipo 2 y bimrock no consolidados. Para ahondar en el enfoque de estimación de resistencia al corte de bimrock no consolidados se describieron en detalle las variables a tener en consideración, resultando la más importante de ellas la proporción volumétrica de bloques. Kalender et al (2014) propone una metodología que consiste en calcular ϕ cohesión y resistencia a la compresión uniaxial (UCS) a partir de fórmulas. Al emplear estas expresiones matemáticas y comparar los resultados con datos reales de ensayos de laboratorio e in situ encontrados en la literatura, se observó que no funciona correctamente para este tipo de materiales. Por lo tanto, se plantea una calibración de las ecuaciones. No obstante, se debe considerar que los materiales en estudio no presentan una resistencia estable, es decir, las condiciones de fallo varían de acuerdo con la cantidad de agua, presión, y otras características. Posteriormente, se buscaron los valores de ángulo de fricción máximo, por lo que se elaboraron círculos de Mohr para obtener estos datos, y con esto volver a calibrar la ecuación, complementando con el Ábaco de Leps (1970). En el presente estudio se propone una fórmula recalibrada para el cálculo de ángulo de fricción de MGG con variables que se pueden obtener de la observación y trabajo de campo, lo que implicaría la posibilidad de calcular una primera estimación de los valores de resistencia al corte del material a estudiar sin necesidad de equipos. Sin embargo, se recomienda realizar ensayos de laboratorio o métodos de escalamiento para complementar este método.