Estudio de la respuesta ante una configuración tipo El Teniente

Hasta ahora se ha estudiado los efectos individuales que diversos factores dependientes de la excitación, geometría del túnel (sección), y propiedades del medio, tienen sobre la máxima velocidad de partícula en el perímetro de un túnel. Corresponde ahora entonces analizar el efecto que tendría sobre un túnel la interacción con singularidades cercanas, esto es, tener en su cercanía otros túneles o el mismo caving incluso.

Para esto, en forma referencial tomamos una configuración de túneles junto con el frente de socavación correspondiente a alguna de las etapas de la secuencia minera.

Figura 5-24 Esquema a utilizar para estudiar efecto sobre un túnel de una configuración tipo Teniente

Cabe mencionar que el esquema mostrado en la figura 5-24 podría corresponder a cualquiera de las variantes del método panel caving utilizadas en El Teniente: panel caving con hundimiento previo, con hundimiento avanzado o con hundimiento avanzado al límite, en donde el frente de socavación se adelanta al frente de extracción, alejando con esto la zona de transición (o zona de abutment stress) de las zonas de producción (figura 2-3), y en consecuencia sismos de mayor magnitud se generarían más allá del frente de socavación.

Así finalmente se tomo una sección tipo, en que se incluyeron túneles del nivel de producción a una distancia de 30 metros, junto con un nivel de hundimiento (UCL) completamente socavado 18 mts por sobre el nivel de producción (NP). Un zoom en la zona de interés del modelo realizado se presenta en la figura 5-25, en donde la dirección de avance de la minería se supuso en sentido contrario al que se ve en la figura 5-24, por lo

que en este caso el frente de socavación, y por ende la zona de transición estarían ubicados a la izquierda del túnel a analizar. Asimismo, no se incluyeron bateas de extracción ni el mismo caving (que deberían estar a la derecha del modelo), debido a que como se mencionó en la sección 2.2.2, en esta zona de relajación los esfuerzos principales mayores han disminuido así como el riesgo de actividad sísmica.

Figura 5-25 Zoom del modelo a utilizar para estudiar efecto sobre un túnel de una configuración tipo Teniente (suponiendo el frente de socavación en sentido contrario al

Para efectos de modelamiento se generaron dos mallas de las mismas características (figuras D6 a la D9 del anexo D), una con la llamada “Configuración Teniente”, y otra con un túnel sólo, esto para ver el efecto que produciría la interacción del túnel analizado con el nivel socavado y los demás túneles del nivel de producción. Cabe mencionar además que el material socavado se supuso de características muy inferiores a la del resto del macizo rocoso (E=7 GPa vs. E=70 GPa) debido al fracturamiento intensivo en esta zona, sin embargo este fracturamiento, al no estar en la zona de extracción, no provocaría un mayor desacomodo de bloques, por lo que al igual que en la sección 5.7 tampoco implicaría un aumento importante en el amortiguamiento.

Adicionalmente a lo anterior, se supusieron 5 puntos como potenciales orígenes de eventos sísmicos (coordenadas [-50,0], [-50,-18], [-50,-50], [-30,-50] y [0,-50] en la figura 5-25), a los cuales además se le introdujo un input de aceleraciones, tanto en dirección horizontal como vertical, con forma de onda estacionaría de frecuencias 50, 100, 150 y 200 Hz. Lo anterior, primero para asegurar la superposición de las ondas incidentes sobre el túnel analizado y luego para asegurar la incidencia tanto de una onda de corte como de una de compresión.

Así finalmente obtenemos los resultados presentados en la figura 5-26, en la que se presentan para cada frecuencia excitadora analizada, la razón entre la ppv radial calculada en el perímetro del túnel en la llamada configuración Teniente, con la que se obtiene en el perímetro del túnel sólo. Lo anterior para cada posición de input. Se presenta además la envolvente de amplificación para las diferentes posiciones del input.

De la figura 5-26 se observa que frecuencias bajas no producen mayor amplificación de velocidades en el perímetro del túnel, manteniéndose la razón entre las velocidades en general cercano a 1, no así frecuencias mayores, en las cuales para un amplio rango de ángulos, la razón entre velocidades es cercana a 2, incluso para ángulos cercanos a 180° alcanza un valor cercano a 2.5 (correspondiente al input en la posición 3). A pesar de lo anterior, no es fácil generar un patrón que indique una tendencia en cuanto a la amplificación de las velocidades con respecto a la frecuencia excitadora, ya que hay una amplia gama de variables interactuando, como la misma geometría, la que en función de la

longitud de la onda excitadora, puede o no acoplarse para producir mayores velocidades. Aún así, se puede afirmar que en general, el efecto de considerar singularidades en las cercanías del túnel estudiado produce, para frecuencias de excitación altas, velocidades de hasta dos veces las que se tendrían sin considerar tales singularidades; esto posiblemente debido a reflexión de las ondas en el caving o en los túneles cercanos. Según lo anterior, posiblemente se verían amplificaciones mayores si en el modelo se incluyen estructuras geotécnicas, como fallas o planos de fracturas, donde las ondas sísmicas tendrían mayor posibilidad de reflectarse y volver por lo tanto hacia el túnel

0 1 2 3 A m p lif ic a c ió n pp v Tte / p pv s ó lo Input a 50 Hz 270° 290° 315° 330° 360° Env. Input a 100 Hz 0° 90° 180° 270° 360° 0 1 2 3 Input a 150 Hz Angulo en el Túnel Fuente en los 0° 90° 180° 270° 360° Input a 200 Hz

Figura 5-26 Razón entre ppv radial del túnel en configuración Tte. y túnel sólo. .