Thesis:

Caracterización de la respuesta no drenada residual de relaves

Esta tesis investiga el comportamiento no drenado de relaves de cobre mediante ensayos en equipo CDSS, aplicando cargas monótonas, cíclicas y post-cíclicas. Se utilizaron dos métodos de preparación de probetas: Moist Tamping (MT) y Slurry, este último con una metodología propia. Se realizaron ensayos de consolidación unidimensional en muestras MT (60–90% DMCS) y Slurry (60–80% contenido de sólidos), mostrando que las Slurry son más compresibles (Cc=0.1205) que las MT (Cc=0.0688). En corte monótono, las muestras MT mostraron comportamiento contractivo con φ = 28.5°, mientras que las Slurry tendieron a dilatar, presentando una transformación de fase (φ_TF = 23.1°). El método de preparación influye significativamente en la respuesta no drenada. Se observó una disminución de la razón de resistencia residual Su,r/σ'vc al aumentar la relación de vacíos. En muestras Slurry, no se encontró correlación directa entre Su,TF/σ'vc y contenido de sólidos. Se analizaron índices de fragilidad (IB) y resistencia no drenada en el peak (Su,y/σ'vc), mostrando comportamiento inversamente proporcional a IB. El confinamiento reduce la fragilidad, a diferencia de lo observado en arenas. Los valores de Su,y/σ'vc variaron entre 0.19 y 0.38. Tres ensayos triaxiales CIU con muestras MT (80% DMCS) y diferentes esfuerzos de consolidación (100, 200, 400 kPa) confirmaron ablandamiento por deformación, permitiendo definir líneas de estado crítico (CSL) comparables entre ensayos DSS y triaxial. Las pendientes CSL fueron similares, pero el intercepto Γ varió. En comportamiento cíclico, las muestras no alcanzaron Ru=1.0; se utilizó deformación angular de 3.75% como criterio de falla. La resistencia cíclica fue mayor en muestras al 80% DMCS. Ensayos post-cíclicos mostraron que la CSR no influye en la resistencia residual, pero sí en la resistencia peak y fragilidad, que disminuyen con mayores valores de Ru (0.25, 0.50, 0.75). Finalmente, se evaluó la influencia de la deformación angular máxima cíclica (γ_cyc,max), concluyendo que mayores deformaciones reducen la resistencia última y la rigidez inicial. Se propone un gráfico integrador entre Ru, γ_cyc,max, Su,y y Su,r, útil para análisis MEL, especialmente ante eventos sísmicos de gran magnitud.

This thesis investigates the undrained behavior of copper tailings through tests conducted using the CDSS apparatus, applying monotonic, cyclic, and post-cyclic loads. Two sample preparation methods were used: Moist Tamping (MT) and Slurry, the latter with a proprietary methodology. One-dimensional consolidation tests were performed on MT samples (60–90% DMCS) and Slurry samples (60–80% solids content), showing that Slurry samples are more compressible (Cc=0.1205) than MT samples (Cc=0.0688). In monotonic shear, MT samples showed contractive behavior with φ = 28.5°, while Slurry samples tended to dilate, presenting a phase transformation (φ_TF = 23.1°). The preparation method significantly influences the undrained response. A decrease in the residual strength ratio Su,r/σ'vc was observed as the void ratio increased. In Slurry samples, no direct correlation was found between Su,TF/σ'vc and solids content. Fragility indices (IB) and undrained peak strength (Su,y/σ'vc) were analyzed, showing behavior inversely proportional to IB. Confinement reduces fragility, unlike what is observed in sands. Values of Su,y/σ'vc ranged between 0.19 and 0.38. Three CIU triaxial tests with MT samples (80% DMCS) and different consolidation stresses (100, 200, 400 kPa) confirmed strain softening, allowing the definition of critical state lines (CSL) comparable between DSS and triaxial tests. CSL slopes were similar, but the intercept Γ varied. In cyclic behavior, samples did not reach Ru=1.0; an angular strain of 3.75% was used as the failure criterion. Cyclic resistance was higher in samples at 80% DMCS. Post-cyclic tests showed that CSR does not influence residual strength but does affect peak strength and fragility, which decrease with higher Ru values (0.25, 0.50, 0.75). Finally, the influence of maximum cyclic angular strain (γ_cyc,max) was evaluated, concluding that larger strains reduce ultimate strength and initial stiffness. An integrative graph relating Ru, γ_cyc,max, Su,y, and Su,r is proposed, useful for MEL analysis, especially in the context of large seismic events.