Evaluación de la caracterización de relaves mediante ensayo de laboratorio y ensayo CPTu en el departamento de Huancavelica, Perú

Abstract

El presente estudio tiene como objetivo evaluar la caracterización geotécnica de los depósitos de relaves mineros en la provincia de Huancavelica, Perú, mediante ensayos de laboratorio de clasificación de suelos y ensayos de penetración con piezocono (CPTu). Dada la importancia de los relaves en la actividad minera y su potencial riesgo ante eventos sísmicos, se busca determinar sus propiedades físicas y mecánicas para mejorar la seguridad en su gestión. La metodología aplicada se basó en la recopilación de datos de campo mediante tres perfiles de ensayo CPTu, complementados con ensayos de laboratorio y clasificaciones bajo el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS). Asimismo, se emplearon los métodos propuestos por Robertson (2009 y 2016) para estimar el tipo de comportamiento del suelo (SBT) con los valores de la resistencia por punta y fricción del piezocono.

Los resultados de la caracterización geotécnica mediante los ensayos granulométricos y el valor de SBT del piezócono indican una predominancia de suelos finos, como arcillas contractivas y limosas, así como arenas dilatantes en diversos estratos. Se identificaron correlaciones entre los parámetros obtenidos in situ y los resultados de laboratorio, permitiendo validar la efectividad del CPTu como herramienta de análisis geotécnico. El estudio evidencia la utilidad del CPTu en la identificación de zonas susceptibles a licuefacción y en la generación de perfiles detallados del subsuelo. Se concluye que la aplicación de este método contribuye significativamente al diseño seguro de estructuras mineras y a la prevención de fallas geotécnicas. Se recomienda su implementación sistemática en relaveras ubicadas en zonas con alta actividad sísmica.

The present study aims to evaluate the geotechnical characterization of mine tailings deposits in the province of Huancavelica, Peru, through laboratory soil classification tests and cone penetration tests with pore pressure measurement (CPTu). Given the importance of tailings in mining activities and their potential risk during seismic events, the objective is to determine their physical and mechanical properties to enhance safety in their management. The applied methodology was based on the collection of field data through three CPTu test profiles, complemented by laboratory tests and soil classification according to the Unified Soil Classification System (USCS). Additionally, the methods proposed by Robertson (2009, 2016) were used to estimate the soil behavior type (SBT) using cone tip resistance and sleeve friction values.

The results of the geotechnical characterization, based on grain size distribution tests and CPTu SBT values, indicate a predominance of fine soils such as contractive clays and silts, as well as dilative sands in various strata. Correlations were identified between in situ parameters and laboratory results, validating the effectiveness of CPTu as a geotechnical analysis tool. The study demonstrates the usefulness of CPTu in identifying zones susceptible to liquefaction and in generating detailed subsurface profiles. It is concluded that the application of this method significantly contributes to the safe design of mining structures and the prevention of geotechnical failures. Systematic implementation is recommended for tailings dams located in seismically active areas.