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WorksheetsPreguntas sobre Modelado Numérico
Total questions: 60
Worksheet time: 30mins
¿Cuál es el propósito principal del modelado numérico en la ingeniería geotécnica, según el documento?
Diseñar estructuras sin necesidad de validación con métodos tradicionales.
Simular el comportamiento del suelo y los macizos rocosos ante diversas condiciones de carga y deformación para evaluar la estabilidad.
Reemplazar completamente el juicio ingenieril y la experiencia en el campo.
Estimar rápidamente el factor de seguridad (FS) sin considerar deformaciones.
Según los fundamentos teóricos, ¿cuáles son las tres leyes fundamentales de la mecánica del medio continuo en las que se basa el modelado numérico?
Leyes de Newton, Ley de Hooke y Principio de Bernoulli.
Ecuaciones de equilibrio, leyes de compatibilidad y relaciones constitutivas del material.
Principio de Arquímedes, Ley de la Gravitación Universal y Principio de Pascal.
Leyes de conservación de energía, cantidad de movimiento y masa.
¿Qué característica distingue al Método de Elementos Finitos (FEM) en el análisis de estabilidad?
Considera el medio como una colección de bloques o partículas individuales.
Se basa en aproximar las derivadas parciales mediante diferencias finitas en una malla rectangular.
Divide el dominio físico del problema en un conjunto de elementos más pequeños (malla) para estudiar deformaciones, esfuerzos internos y modos de falla.
Analiza el equilibrio entre fuerzas resistentes y fuerzas actuantes en una superficie de falla idealizada.
¿Cuál de los siguientes softwares es representativo del Método de Diferencias Finitas (FDM)?
PLAXIS 2D/3D.
UDEC.
Slide2.
FLAC2D/3D.
El Método de Elementos Discretos (DEM) es ideal para el estudio del comportamiento discontinuo de macizos rocosos porque:
Se centra en la evolución de zonas plásticas en medios continuos.
Permite simular procesos en condiciones estáticas o dinámicas de medios continuos.
Considera el medio como una colección de bloques o partículas individuales que interactúan entre sí a través de contactos.
Es un método determinista basado en la mecánica del continuo.
¿Cuál es una limitación importante del Método de Equilibrio Límite (LEM)?
Permite analizar deformaciones y redistribución de esfuerzos.
Requiere un alto poder de cómputo y experiencia en modelación.
No permite analizar deformaciones ni redistribución de esfuerzos.
Es ideal para el estudio del comportamiento discontinuo de macizos rocosos.
¿Qué ventaja principal ofrece el Método de Reducción de Resistencia (SRM) en comparación con el Método de Equilibrio Límite (LEM)?
El SRM es más sencillo y aplicable en situaciones que requieren una estimación rápida del factor de seguridad.
El SRM no considera deformaciones y se enfoca solo en la superficie de falla idealizada.
El SRM permite visualizar el proceso de falla completo, incluyendo las zonas plásticas y la evolución del mecanismo de colapso, a diferencia del LEM.
El SRM es un método no determinista que incorpora interacciones dinámicas complejas.
En ingeniería geotécnica, ¿cómo se define el Factor de Seguridad (FS)?
La relación entre la carga aplicada y la capacidad de deformación del material.
La relación entre la capacidad resistente de una estructura o material frente a las solicitaciones aplicadas.
El porcentaje de material que experimenta deformación plástica.
El nivel de estrés máximo que puede soportar una estructura.
Según el documento, ¿qué indica generalmente un Factor de Seguridad (FS) mayor a 1?
Un riesgo elevado de inestabilidad.
Necesidad de rediseño debido a un FS bajo.
Estabilidad de la estructura.
Sobrecostos por sobredimensionamiento.
¿Cuál es uno de los mayores desafíos en la interpretación de los resultados del modelado numérico, según el texto?
La facilidad de simulación de todos los efectos físicos reales de manera exacta.
La independencia de la calidad de los datos de entrada.
La dependencia de la calidad de los datos de entrada.
La simplificación de los modelos hace que siempre sean computacionalmente inviables.
¿Qué es el Método de Elementos Finitos (FEM) en la ingeniería de minas?
Un método para simular materiales heterogéneos y continuos
Un método numérico que simula el comportamiento de estructuras y materiales discontinuos
Un enfoque para resolver problemas de comportamiento de partículas individuales
Un método que divide el dominio de un problema en pequeños elementos y resuelve las ecuaciones de movimiento de cada uno de ellos
¿Cuál de los siguientes software es utilizado en el Método de Elementos Finitos (FEM)?
Excel
RS3
Word
Google Earth
¿Qué tipo de materiales es más adecuado para simular con el Método de Elementos Discretos (DEM)?
Materiales homogéneos
Materiales continuos
Materiales discontinuos, como rocas fragmentadas o suelos
Materiales líquidos
¿Cuál es el principal beneficio del uso del Método de Elementos Discretos (DEM) en la ingeniería de minas?
Simulación precisa de deformaciones plásticas en materiales continuos
Modelar la interacción entre partículas y simular la fractura de materiales granulares
Optimizar el uso de recursos computacionales en simulaciones grandes
Aplicar únicamente a materiales líquidos
¿Qué tipo de comportamiento es más representado por el Método de Diferencias Finitas (FDM)?
Interacciones entre partículas de materiales discontinuos
Materiales granulares en procesos de fragmentación
Comportamientos continuos en materiales homogéneos y con geometrías simples
Modelado de fenómenos dinámicos en grandes deformaciones
¿Cuál de los siguientes métodos es ideal para simular la interacción entre partículas y la propagación de fracturas?
Método de Elementos Finitos (FEM)
Método de Diferencias Finitas (FDM)
Método de Elementos Discretos (DEM)
Método de Redes Neuronales
¿Qué tipo de geometrías son adecuadas para simular utilizando el Método de Diferencias Finitas (FDM)?
Geometrías simples con condiciones de contorno regulares
Geometrías irregulares y complejas
Modelos de partículas en interacción
Modelos de elementos 3D detallados
¿Cuál es la principal ventaja de usar el Método de Elementos Finitos (FEM) en el análisis de estabilidad de taludes?
Permite simular partículas de manera individual
Es adecuado para simular interacciones de partículas en un medio granular
Facilita la simulación de grandes deformaciones y comportamientos no lineales en taludes
Ofrece soluciones rápidas para geometrías simples
¿Para qué se utiliza principalmente el Método de Elementos Finitos (FEM) en el análisis de excavaciones subterráneas?
Para calcular la interacción suelo-estructura y la distribución de esfuerzos en la excavación
Para modelar la propagación de fracturas en materiales granulares
Para optimizar los procesos de molienda de rocas
Para predecir el comportamiento de partículas individuales
¿Cuál es el principal desafío al utilizar el Método de Elementos Discretos (DEM) en minería?
Requiere menos potencia computacional que otros métodos numéricos
Tiene dificultades para modelar los materiales continuos y también homogéneos
No es adecuado para simular interacciones entre partículas
Puede predecir con precisión el comportamiento de materiales homogéneos
¿Cuál es uno de los parámetros fundamentales que determina la resistencia al esfuerzo cortante de un talud?
Rugosidad
Humedad
Cohesión
Granulometría
El ángulo de fricción interna se representa comúnmente como:
λ
φ
θ
τ
Según el documento, ¿qué ocurre cuando el esfuerzo cortante supera la resistencia del material?
Se produce consolidación
Se genera dilatancia
Se incrementa el FS
Ocurre una falla por el corte
¿Cuál es la fórmula del criterio de Mohr-Coulomb?
τ = σ - c
τ = σ tan(φ)
τ = c + σ tan(φ)
τ = c σ + φ
El criterio Hoek-Brown es especialmente útil para:
Suelos cohesivos
Taludes secos
Rocas intactas
Macizos rocosos fracturados
¿Qué parámetro puede reducir significativamente la resistencia al corte en presencia de agua?
Grado de compactación
El parámetro se da en la presión de poros
Profundidad del talud
Cohesión aparente
¿Qué valor de Factor de Seguridad (FS) indica una falla inminente?
1.5
1.3
Menor a 1.0
Igual a 1.5
¿Qué sistema de clasificación geomecánica incluye parámetros como RQD, separación y condición de discontinuidades?
RMR
UCS
SUCS
ASTM D4767
En condiciones saturadas, ¿qué Factor de Seguridad (FS) obtuvo el talud según el análisis?
1.7
1.4
0.9
1.1
¿Cuál es uno de los mecanismos de falla identificado mediante análisis cinemático en el estudio?
Falla rotacional
Deslizamiento planar
Compresión lateral
Vuelco hidráulico
¿Qué factores afectan la estabilidad de los taludes en relación con el agua?
La saturación del suelo, la infiltración de agua, y la presión de poros.
La temperatura del agua y la calidad del suelo.
El contenido mineral del suelo y la cantidad de agua superficial.
Ninguno de los anteriores.
¿Cómo afecta el aumento de peso debido al agua en los taludes?
Incrementa la cohesión entre las partículas del suelo, haciendo el talud más estable.
Aumenta la presión intersticial, lo que reduce la fricción y cohesión, aumentando el riesgo de deslizamiento.
No tiene impacto en la estabilidad, ya que el agua se infiltra sin causar efectos notables.
Reduce la presión de poros y mejora la cohesión del talud.
¿Cuál es el efecto principal de la saturación del talud por agua?
Aumenta la resistencia al corte del material.
Disminuye la cohesión del suelo y la fricción interna, lo que aumenta la vulnerabilidad a deslizamientos.
Mejora la cohesión del talud y disminuye la probabilidad de erosión.
Facilita la infiltración de agua, mejorando la estabilidad.
¿Qué fenómeno ocurre cuando minerales como la montmorillonita absorben agua?
La expansión volumétrica del mineral aumenta la cohesión del suelo.
La hidratación y expansión de los minerales debilitan la cohesión y facilitan el deslizamiento del talud.
No tiene efecto significativo sobre la estabilidad del talud.
La saturación de los minerales fortalece el talud y reduce el riesgo de deslizamientos.
¿Qué tipos de agua afectan la estabilidad de los taludes?
Agua superficial (lluvias, ríos, lagos) y agua subterránea (capilaridad, presión de poros).
Solo agua subterránea.
Solo agua superficial.
Agua estancada en la base del talud.
¿Cómo influye la capilaridad en los taludes?
Facilita la infiltración de agua en la zona profunda del talud, mejorando la cohesión.
La capilaridad permite que el agua ascienda a las capas superiores, contribuyendo a la saturación y debilitamiento de la cohesión del talud.
Impide que el agua se infiltre, estabilizando la superficie del talud.
La capilaridad no tiene efecto en los taludes.
¿Qué función cumplen los geosintéticos en la estabilización de taludes afectados por el agua?
Actúan como una barrera impermeable, deteniendo por completo la infiltración de agua.
Ayudan a mejorar la cohesión y refuerzan el suelo, permitiendo la infiltración controlada de agua sin que se produzcan deslizamientos.
¿Cuál es el impacto de la erosión superficial en los taludes?
No tiene ningún efecto en la estabilidad.
La erosión superficial debilita la cohesión de las capas superiores, incrementando el riesgo de deslizamientos.
Ayuda a consolidar el talud al eliminar las capas de material menos cohesivo.
Aumenta la estabilidad al eliminar el agua superficial.
¿Qué sucede cuando un talud se satura completamente de agua?
La saturación mejora la cohesión del talud y lo hace más resistente al deslizamiento.
La saturación aumenta la presión de poros y reduce la fricción entre las partículas, aumentando el riesgo de deslizamientos.
La saturación permite que el agua se drene rápidamente, mejorando la estabilidad.
No se observa ningún cambio significativo en la estabilidad del talud.
¿Cuál es el método más utilizado para el análisis de la estabilidad de los taludes bajo la influencia del agua?
Método de factores de seguridad (FS) y métodos numéricos.
Método de análisis visual basado en observaciones.
Método de comparación con taludes estables similares.
Método de simulación por imágenes térmicas.
¿Qué parámetros utiliza el criterio de Mohr-Coulomb?
Densidad y módulo de elasticidad
Cohesión y ángulo de fricción
GSI y mi
Resistencia a la tracción y módulo de corte
¿Quiénes desarrollaron el criterio Hoek-Brown?
Terzaghi y Peck
Coulomb y Mohr
Hoek y Brown
Jaeger y Bieniawski
¿Qué índice geomecánico usa el criterio Hoek-Brown para evaluar la calidad del macizo rocoso?
UCS
CPT
RQD
GSI
¿Cuál es el comportamiento de la envolvente de falla en el modelo de Hoek-Brown?
Lineal
Circular
No lineal
Escalonado
¿Cuál de estos ensayos se utiliza para determinar la resistencia uniaxial de la roca intacta?
Corte directo
Ensayo de compresión uniaxial (UCS)
Ensayo brasileño
Penetrómetro dinámico
¿Qué parámetro representa la constante del material rocoso intacto en el criterio Hoek-Brown?
GSI
mb
mi
σci
¿Qué criterio es más adecuado para análisis preliminares y suelos?
Hoek-Brown
Barton-Bandis
Drucker-Prager
Mohr-Coulomb
¿Qué factor en el criterio Hoek-Brown representa el daño por excavación?
s
D
a
σ3
¿Qué tipo de software permite simular con Mohr-Coulomb y Hoek-Brown?
Excel
AutoCAD
RS2 (Rocscience)
SketchUp
¿Cuál de estas aplicaciones es común para el uso del criterio Hoek-Brown?
Diseño de zapatas en arena
Análisis de presas sobre arcilla blanda
Estabilidad de túneles en roca fracturada
Análisis de hundimientos en suelos saturados
¿Cuáles son las principales causas de la formación de grietas de tracción en las rocas?
Cambios en la presión de agua que reducen la resistencia de las rocas.
Condiciones geológicas específicas como fallas o materiales rocosos débiles.
Sobrecarga de maquinaria que produce tensiones internas.
Vibraciones generadas por las actividades mineras o movimientos sísmicos.
Todas las anteriores.
¿Por qué la presión de agua es un factor crucial en la estabilidad geotécnica de las excavaciones mineras?
La presión de agua aumenta la capacidad de resistencia de las rocas.
La presión de agua propaga grietas y debilita la estructura de las rocas.
La presión de agua solo afecta a las excavaciones superficiales.
La presión de agua reduce la resistencia de las rocas solo en áreas profundas.
Ninguna de las anteriores.
¿Qué tecnologías se utilizan para detectar las grietas de tracción en las excavaciones mineras?
Monitoreo visual mediante imágenes satelitales.
Sensores geotécnicos como extensómetros, fisurómetros y el uso de drones.
Monitoreo sísmico para detectar grietas profundas.
Radar de penetración en el suelo (GPR) solo para el monitoreo superficial.
Cámaras térmicas y análisis de muestras de suelo.
¿Cómo impactan las grietas de tracción en la seguridad de los trabajadores en minería?
Son irrelevantes para la seguridad de los trabajadores, ya que no afectan las excavaciones.
Son responsables de caídas de rocas, deslizamientos y colapsos de las excavaciones.
Las grietas de tracción pueden fortalecer la estructura de las excavaciones.
Solo afectan la productividad, pero no la seguridad.
Ninguna de las anteriores.
¿Cuál es el papel de los sistemas de drenaje en la prevención de fallas geotécnicas relacionadas con la presión de agua?
Los drenajes aumentan la presión de agua en el terreno, favoreciendo la estabilidad.
Los drenajes solo eliminan el agua superficial y no afectan las grietas de tracción.
Los drenajes controlan y desvían el flujo de agua, reduciendo la presión interna.
Los drenajes no tienen efecto en las grietas, solo en el terreno superficial.
Ninguna de las anteriores.
¿Qué consecuencias tiene no monitorear adecuadamente las grietas de tracción y la presión de agua en minería?
No tiene consecuencias significativas en la minería.
Aumento en la seguridad y menor riesgo de accidentes.
Costos adicionales por reparaciones, paradas operativas y daños a la infraestructura.
Mejora la productividad sin riesgo de fallas.
Ninguna de las anteriores.
¿Cuáles son las principales ventajas de utilizar sensores geotécnicos en el monitoreo de grietas de tracción?
Permiten monitorear solo grietas superficiales en tiempo real.
Proporcionan datos en tiempo real y permiten detectar tempranamente las grietas antes de que causen fallas graves.
Son herramientas económicas pero menos precisas que otros métodos.
Se utilizan exclusivamente en zonas superficiales de las minas.
Ninguna de las anteriores.
¿Cómo afectan las grietas de tracción a la rentabilidad de una mina?
Aumentan los costos operativos debido a los daños estructurales y al tiempo de inactividad.
Disminuyen los costos de reparación y aumentan la producción minera.
Mejoran la eficiencia al liberar tensiones internas de las rocas.
No afectan la rentabilidad de la mina.
Ninguna de las anteriores.
¿Qué impacto tiene la combinación de grietas de tracción y presión de agua en la estabilidad de una mina?
La combinación mejora la estabilidad de las rocas.
La combinación aumenta el riesgo de deslizamientos, colapsos y fracturas en las excavaciones.
No hay ningún impacto significativo en la estabilidad de la mina.
La combinación reduce la resistencia de las rocas, pero aumenta la cohesión de las mismas.
Ninguna de las anteriores.
¿Qué medidas preventivas se pueden tomar para mitigar los riesgos asociados con las grietas de tracción y la presión de agua en minería?
Monitoreo en tiempo real, sistemas de drenaje, y refuerzos estructurales en zonas de alto riesgo.
Solo controlar la presión de agua sin monitoreo de las grietas.
Intervenciones aisladas sin análisis geotécnico previo.
No es necesario tomar medidas preventivas si se detectan grietas superficiales.
Ninguna de las anteriores.
