Análisis de la estabilización de taludes en presas de relaves mediante la técnica de suelo cemento con adición de duraflex

Abstract

La estabilidad de taludes en presas de relaves representa un desafío crítico en la industria minera, debido a los potenciales impactos ambientales, económicos y sociales que puede generar una falla. Esta investigación evalúa la efectividad de la técnica de suelo cemento con adición de Duraflex en la estabilización de taludes de presas de relaves construidas con material de empréstito. Se determinaron parámetros geotécnicos de mezclas representativas de relave, conformadas por arena fina y arcilla en proporciones de 50 % – 50 % y 75 % – 25 %, analizadas en estado natural, tratadas con cemento Portland Tipo I al 10 % del peso del suelo y con la adición de Duraflex al 2 % del peso del cemento. Se realizaron ensayos de granulometría, Proctor Estándar, corte directo y compresión simple, con periodos de curado de 7 y 28 días. Los análisis de estabilidad se efectuaron mediante la metodología de equilibrio límite, utilizando el método de Spencer y verificando la consistencia de los resultados con el método de Morgenstern & Price, en condiciones estáticas y pseudoestáticas. Los resultados mostraron que el suelo natural presentó factores de seguridad (FS) tan bajos como 1.16, mientras que el mejoramiento con suelo cemento elevó los FS a valores superiores a 4.0. La adición de Duraflex mejoró la resistencia inicial y los FS, especialmente a los 7 días. Se constató el comportamiento frágil de las mezclas cementadas, aunque los FS pseudoestáticos superaron 3.0, confirmando que el suelo cemento es una técnica efectiva y Duraflex optimiza su desempeño inicial.

The stability of slopes in tailings dams represents a critical challenge in the mining industry due to the potential environmental, economic, and social impacts that a failure could generate. This research evaluates the effectiveness of the soil cement technique with the addition of Duraflex in stabilizing slopes of tailings dams constructed with borrow material. Geotechnical parameters were determined for representative tailings mixtures composed of fine sand and clay in proportions of 50 % – 50 % and 75 % – 25 %, analyzed in their natural state, treated with 10% Type I Portland cement by soil weight, and with the addition of 2 % Duraflex by cement weight. Grain size distribution, Standard Proctor, direct shear, and unconfined compression tests were performed, with curing periods of 7 and 28 days. Stability analyses were conducted using the limit equilibrium methodology, applying the Spencer method and verifying the consistency of the results with the Morgenstern & Price method, under static and pseudo-static conditions. The results showed that the natural soil exhibited Factors of Safety (FoS) as low as 1.16, while improvement with soil cement increased the FoS to values exceeding 4.0. The addition of Duraflex enhanced the initial strength and FoS, particularly at 7 days. The brittle behavior of the cemented mixtures was confirmed; however, the pseudo-static FoS exceeded 3.0, confirming that soil cement is an effective stabilization technique and that Duraflex optimizes its early performance.