Evaluación de la licuación estática en relave cicloneado mediante la calibración del modelo constitutivo Norsand

• Autores: Huisa Calapuja, Yimi Geremias, Tenorio Pillaca, Sandra Paola
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2025
• Institución: Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas
• Repositorio: UPC-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorioacademico.upc.edu.pe:10757/685722
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/10757/685722
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Relaves mineros; Licuación estática; Estado crítico; Modelo constitutivo; Ensayo triaxial; Mine tailings; Static liquefaction; Critical state; Constitutive model; Triaxial test; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.01.01

La licuación estática en relaves mineros representa uno de los fenómenos más críticos en geotecnia, caracterizándose por una pérdida súbita, progresiva y catastrófica de la resistencia al corte en materiales granulares no cohesivos, incluso en ausencia de cargas dinámicas. Este comportamiento, asociado a un cambio en el estado de esfuerzos que conduce a condiciones de inestabilidad por flujo, puede desencadenar fallas estructurales de gran impacto ambiental y humano. En este contexto, el presente trabajo plantea la calibración numérica del modelo constitutivo Norsand, formulado por Jefferies y Been (1985), para simular con precisión el comportamiento mecánico de los relaves frente a este tipo de inestabilidad. El modelo Norsand se fundamenta en la teoría del estado crítico del suelo y permite representar de manera continua la evolución esfuerzo-deformación en suelos granulares, incorporando tanto el nivel de densidad relativa como la historia de esfuerzos en la definición de la superficie de estado. Para su calibración, se desarrollaron ensayos triaxiales consolidados drenados (CID) y no drenados (CIU) en especímenes representativos del relave estudiado. Los datos experimentales fueron procesados mediante una hoja de cálculo de acceso abierto desarrollada por Mike Jefferies, permitiendo evaluar 5000 combinaciones de parámetros de estado. Esta base de datos experimental y numérica permitió ajustar de forma precisa los parámetros clave del modelo, tales como la rigidez, la contracción, la dilatancia y el ángulo de fricción crítico. Los resultados obtenidos no solo validan la capacidad del modelo para simular licuación estática, sino que también establecen rangos de referencia aplicables a otros suelos granulares, contribuyendo significativamente al análisis de estabilidad y al diseño seguro de depósitos de relaves.