Estudio del comportamiento sísmico de relaves espesados mediante el análisis de columna unidimensional, considerando grietas de contracción
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2011
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Abstract
En el proceso de obtención de cobre por flotación, se genera una gran cantidad de desechos o "relave", los que son generalmente almacenados en tranques de relave. Dada su composición y alto contenido de agua, este tipo de depósitos puede verse gravemente afectado por movimientos sísmicos de mediana a gran magnitud. Los depósitos de relaves espesados (TTD, Thickened Tailings Disposal) son una forma alternativa a los depósitos convencionales, en que se extrae una cantidad considerable de agua del relave antes de depositarlo. Este método sólo se ha utilizado en proyectos de mediana minería en el mundo, y en países con bajo riesgo sísmico, por lo que se hace necesario evaluar cuidadosamente el uso de esta tecnología antes de implementarla en Chile.
Al perder humedad, el relave espesado depositado se contrae y se forman bloques poligonales separados por grietas verticales. Al depositar una nueva capa, estas grietas se van llenando con relave fresco que no llega al límite de contracción. El propósito de esta investigación fue modelar a través del método de elementos finitos, el comportamiento sísmico de esta estructura de bloques sólidos de relave con grietas rellenas de relave blando. Para ello, se estudió la respuesta dinámica unidimensional de una columna representativa de relave espesado, utilizando como input sismos chilenos, y representando el comportamiento de éstos mediante un modelo elasto-plástico multi-mecanismos.
Un aspecto importante de este estudio fue la evaluación del potencial de licuefacción del TTD, analizando perfiles de variaciones de presiones de poros con la profundidad para una serie de realizaciones con distribuciones aleatorias de posición de las grietas de contracción. Este análisis mostró que la presencia de las grietas produce cambios relevantes en la generación de presiones de poros y en los asentamientos que experimenta la columna.
Al perder humedad, el relave espesado depositado se contrae y se forman bloques poligonales separados por grietas verticales. Al depositar una nueva capa, estas grietas se van llenando con relave fresco que no llega al límite de contracción. El propósito de esta investigación fue modelar a través del método de elementos finitos, el comportamiento sísmico de esta estructura de bloques sólidos de relave con grietas rellenas de relave blando. Para ello, se estudió la respuesta dinámica unidimensional de una columna representativa de relave espesado, utilizando como input sismos chilenos, y representando el comportamiento de éstos mediante un modelo elasto-plástico multi-mecanismos.
Un aspecto importante de este estudio fue la evaluación del potencial de licuefacción del TTD, analizando perfiles de variaciones de presiones de poros con la profundidad para una serie de realizaciones con distribuciones aleatorias de posición de las grietas de contracción. Este análisis mostró que la presencia de las grietas produce cambios relevantes en la generación de presiones de poros y en los asentamientos que experimenta la columna.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2011