2012

EDWIN FERNANDO VALENCIA PINZÓN

UNIVERSIDAD DE SANTANDER

11/07/2012

CURSO MECÁNICA DE ROCAS

Contenido

1 introducción a la mecánica de rocas.............................................................................3

1.1 SUELO O ROCA?......................................................................................................4

2 DEFINICIÓN DE MECÁNICA DE ROCAS...........................................................................5

3 FINALIDAD DE LA MECÁNICA DE ROCAS.......................................................................6

4 APLICACIÓN DE LA MECÁNICA DE ROCAS....................................................................7

4.1 Cuando el material rocoso constituye la estructura...............................................7

4.1.1 Análisis de estabilidad de taludes....................................................................7

4.1.2 Construcción de túneles..................................................................................8

4.1.3 Excavaciones....................................................................................................8

4.1.4 Etc....................................................................................................................8

4.2 Cuando la roca es el soporte de la fundación.........................................................8

4.2.1 Cimentaciones de edificios..............................................................................8

4.2.2 Presas..............................................................................................................8

4.2.3 Etc....................................................................................................................8

4.3 Como fuentes de materiales...................................................................................8

4.3.1 Fuentes de materiales.....................................................................................8

4.3.2 Pedraplenes.....................................................................................................8

4.3.3 Rellenos...........................................................................................................8

4.3.4 Etc....................................................................................................................8

5 DEFINICIÓN DE MACIZO ROCOSO.................................................................................9

6 FACTORES GEOLÓGICOS QUE INFLUYEN EN EL COMPORTAMIENTO Y LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DEL MACIZO ROCOSO..............................................................10

6.1 La litología.............................................................................................................10

6.2 Estructura geológica y discontinuidades...............................................................10

6.2.1 Características de las discontinuidades.........................................................10

6.2.2 Orientación de las discontinuidades..............................................................11

6.2.3 Durabilidad....................................................................................................15

6.3 Esfuerzos aplicados a la roca................................................................................16

6.4 Meteorización del macizo.....................................................................................16

6.5 Condiciones Hidrogeológicas................................................................................16

7 METEORIZACIÓN DE LOS MATERIALES ROCOSOS.......................................................17

7.1 Clasificación de Dearman (1976), definiendo seis grados de meteorización con su descripción respectiva.....................................................................................................17

7.2 Clasificación de Little (1969), definiendo grados de meteorización y propiedades ingenieriles......................................................................................................................22

7.3 CLASIFICACION DE DEARMAN (1976), DEFINIENDO SEIS GRADOS DE METEORIZACION CON SU DESCRIPCION RESPECTIVA.....................................................24

8 EFECTOS DEL AGUA SUBTERRÁNEA SOBRE LAS PROPIEDADES DEL MACIZO ROCOSO28

9 CLASIFICACIÓN DE LOS MACIZOS ROCOSOS................................................................29

9.1 PROPIEDADES GEOMÉTRICAS DE LA ROCA INTACTA............................................29

9.2 PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA ROCA INTACTA................................................31

9.3 PROPIEDADES ÍNDICE DE LA ROCA.......................................................................31

9.4 clasificación de las rocas y masas rocosas............................................................31

9.4.1 CLASIFICACIÓN DE DEERE (1964)...................................................................34

9.4.2 CLASIFICACION GEOMECANICA DE BIENIAWSKI.................................34

10 ejemplo de clasificación de un maciso rocoso.............................................................35

10.1 LOCALIZACION...................................................................................................35

10.2 GEOLOGIA.........................................................................................................36

10.3 DESCRIPCION.....................................................................................................37

10.4 PROCEDIMIENTO DE TOMA DE DATOS DE CAMPO...........................................41

10.5 CLASIFICACION..................................................................................................45

10.6 ANALISIS POR SOFTWARE.................................................................................50

11 taller 1.........................................................................................................................52

1 INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA DE ROCAS

Mateo 7, 24-2724 «Así pues, todo el que oiga estas palabras mías y las ponga en práctica, será como el hombre prudente que edificó su casa sobre roca: 25 cayó la lluvia, vinieron los torrentes, soplaron los vientos, y embistieron contra aquella casa; pero ella no cayó, porque estaba cimentada sobre roca. 26 Y todo el que oiga estas palabras mías y

Lucas 6, 47-4947 «Todo el que venga a mí y oiga mis palabras y las ponga en práctica, os voy a mostrar a quién es semejante: 48 Es semejante a un hombre que, al edificar una casa, cavó profundamente y puso los cimientos sobre roca. Al sobrevenir una inundación, rompió el torrente contra aquella casa, pero no pudo

no las ponga en práctica, será como el hombre insensato que edificó su casa sobre arena: 27 cayó la lluvia, vinieron los torrentes, soplaron los vientos, irrumpieron contra aquella casa y cayó, y fue grande su ruina.»

destruirla por estar bien edificada. 49 Pero el que haya oído y no haya puesto en práctica, es semejante a un hombre que edificó una casa sobre tierra, sin cimientos, contra la que rompió el torrente y al instante se desplomó y fue grande la ruina de aquella casa.»

1.1 SUELO O ROCA?

2 DEFINICIÓN DE MECÁNICA DE ROCAS

Es la ciencia encargada de estudiar las propiedades y el comportamiento mecánico de los materiales rocosos y de su interacción con su entorno físico.

3 FINALIDAD DE LA MECÁNICA DE ROCAS

La finalidad de la mecánica de rocas es analizar, conocer y predecir el comportamiento de los materiales rocosos según las fuerzas internas y externas que se ejercen sobre ellos.

4 APLICACIÓN DE LA MECÁNICA DE ROCAS

Según el escenario de análisis del proyecto, se pueden agrupar de la siguiente manera:

4.1 CUANDO EL MATERIAL ROCOSO CONSTITUYE LA ESTRUCTURA

Para el análisis de la estabilidad de taludes, son muy utilizados los siguientes métodos:

Método ParámetrosUtilizados

Ventajas Limitaciones

Límite de equilibrio

Topografía del talud, estratigrafía, ángulo de fricción, cohesión, peso unitario, niveles freáticos y cargas externas.

Existe una gran cantidad de paquetes de software. Se obtiene un número de factor de seguridad. Analiza superficies curvas, rectas, cuñas, inclinaciones, etc. Análisis en dos y tres dimensiones con muchos materiales, refuerzos y condiciones de nivel de agua.

Genera un número único de factor de seguridad sin tener en cuenta el mecanismo de inestabilidad. El resultado difiere de acuerdo con el método que se utilice. No incluye análisis de las deformaciones.

Esfuerzo- deformación

continuos

Geometría del talud, propiedades de los materiales, p r o p i e d a d e s elásticas, elasto- plásticas y de“creep”. Niveles freáticos, resistencia.

Permite simular procesos de deformación. Permite determinar la deformación del talud y el proceso de falla. Existen programas para trabajar en dos y tres dimensiones. Se puede incluir análisis dinámico y análisis de “creep”.

Es complejo y no lineal. Comúnmente no se tiene conocimiento de los valores reales a utilizar en la modelación. Se presentan varios grados de libertad. No permite modelar roca muy fracturada.

Discontinuos Esfuerzo-

deformación elementos discretos

Geometría del talud, propiedades del material, rigidez, d i s c o n t i n u i d a d e s resistencia y niveles freáticos.

Permite analizar la deformación y el movimiento relativo de bloques.

Existe poca información disponible sobre las propiedades de las juntas. Se presentan problemas de

escala, especialmente en los taludes en roca.

Cinemáticos estereográficos

para taludesen roca

Geometría y características de las d i s c o n t i n u i d a d e s. Resistencia a las discontinuidades.

Es relativamente fácil de utilizar. Permite la identificación y análisis de bloques críticos, utilizando teoría de bloques. Pueden combinarse con técnicas estadísticas.

Útiles para el diseño preliminar. Se requiere criterio de ingeniería para determinar cuáles son las discontinuidades críticas. Evalúa las juntas.

Dinámica de caídos de roca

Geometría del talud, tamaño y forma de los bloques y coeficiente de restitución.

Permite analizar la dinámica de los bloques y existen programas en dos y tres dimensiones.

Existe muy poca experiencia de su uso en los países tropicales.

Dinámica deflujos

Relieve del terreno. C o n c e n t r a c i ó n de sedimentos, viscosidad y propiedades de la mezcla suelo-agua.

Se puede predecir el comportamiento, velocidades, distancia de recorrido y sedimentación de los flujos.

Se requiere calibrar los modelos para los materiales de cada región. Los resultados varían de acuerdo con el modelo utilizado.

Fuente: Jaime Suarez

4.1.1 Análisis de estabilidad de taludes4.1.2 Construcción de túneles4.1.3 Excavaciones4.1.4 Etc.

4.2 CUANDO LA ROCA ES EL SOPORTE DE LA FUNDACIÓN

4.2.1 Cimentaciones de edificios4.2.2 Presas4.2.3 Etc.

4.3 COMO FUENTES DE MATERIALES

4.3.1 Fuentes de materiales4.3.2 Pedraplenes4.3.3 Rellenos4.3.4 Etc.

5 DEFINICIÓN DE MACIZO ROCOSO

Es la agrupación de los bloques de matriz rocosa y de las estructuras geológicas presentes que afectan al medio rocoso. Mecánicamente los macizos son sistemas discretos, anisótropos y heterogéneos, generalmente fuertemente cementados. Se puede considerar que prácticamente no tienen resistencia a la tracción

6 FACTORES GEOLÓGICOS QUE INFLUYEN EN EL COMPORTAMIENTO Y LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DEL MACIZO ROCOSO

6.1 LA LITOLOGÍA

6.2 ESTRUCTURA GEOLÓGICA Y DISCONTINUIDADES

Las discontinuidades de una masa rocosa pueden ser descritas mediante la observación de afloramientos, mediante la observación de núcleos de perforación y por métodos de fotogrametría terrestre. En este capítulo se hace especial énfasis en la información a obtener de afloramientos, basándose en las recomendaciones de la sociedad internacional de mecánica de rocas (ISRM, 1981).

Las principales propiedades de discontinuidades que deben ser tomadas en cuenta para la caracterización de una masa rocosa son las siguientes

6.2.1 Características de las discontinuidades

6.2.2 Orientación de las discontinuidades

La orientación de una discontinuidad es uno de los factores determinantes en el comportamiento de una ladera natural o talud de corte, ante procesos de inestabilidad.

La orientación de una discontinuidad se determina mediante el uso de una brújula con clinómetro. La dirección de buzamiento se encuentra midiendo el ángulo que forma la intersección del plano de la discontinuidad con un plano horizontal, midiendo el mismo desde el norte, en el sentido de las agujas del reloj, en algunos países en lugar de la dirección de buzamiento se utiliza el concepto de rumbo. El rumbo se define como el ángulo que forma la recta de intersección del plano de la discontinuidad con un plano horizontal, con respecto a la norte-sur. El buzamiento es el ángulo que forma la recta de máxima pendiente del plano de la discontinuidad con una horizontal perpendicular al rumbo. Los bloques diagramáticos muestran la relación entre rumbo, dirección de buzamiento y buzamiento.

Fuente : Jaime Suarez

6.2.3 Durabilidad

Es preciso diferenciar entre dureza y durabilidad. Una roca puede ser dura pero no durable.

Por ejemplo, en rocas, principalmente lutaceas, que se disgregan por ciclos de humedecimiento y secado, tal como se muestra en la foto siguiente.

.

Existen lutitas duras que son muy susceptibles a disgregarse ante la acción de ciclos de humedecimiento y secado. Tales rocas producen con el tiempo una gran cantidad de fragmentos pequeños que pueden obstaculizar las obras de drenaje cercanas. Desde el punto de vista geotécnico se requiere anticipar este tipo de comportamiento por lo cual se han desarrollado ensayos de laboratorio que permiten cuantificar el potencial de disgregación.

6.3 ESFUERZOS APLICADOS A LA ROCA6.4 METEORIZACIÓN DEL MACIZO6.5 CONDICIONES HIDROGEOLÓGICAS

7 METEORIZACIÓN DE LOS MATERIALES ROCOSOS

7.1 CLASIFICACIÓN DE DEARMAN (1976), DEFINIENDO SEIS GRADOS DE METEORIZACIÓN CON SU DESCRIPCIÓN RESPECTIVA.

7.2 CLASIFICACIÓN DE LITTLE (1969), DEFINIENDO GRADOS DE METEORIZACIÓN Y PROPIEDADES INGENIERILES.

7.3 CLASIFICACION DE DEARMAN (1976), DEFINIENDO SEIS GRADOS DE METEORIZACION CON SU DESCRIPCION RESPECTIVA.

LAS FOTOS MUESTRAN VARIOS NUCLEOS DE GNEISES CON DIFERENTES GRADOS DE METEORIZACION

8 EFECTOS DEL AGUA SUBTERRÁNEA SOBRE LAS PROPIEDADES DEL MACIZO ROCOSO

9 CLASIFICACIÓN DE LOS MACIZOS ROCOSOS

9.1 PROPIEDADES GEOMÉTRICAS DE LA ROCA INTACTA

Se puede obtener mayor información al estudiar la roca intacta, debido a la facilidad de tomar las muestras.

9.2 PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA ROCA INTACTA

Resistencia a la compresión no confinada

Módulo de Módulo de Young o de Deformación

Módulo de Poisson

Ángulo de fricción al deslizamiento

Cohesión

9.3 PROPIEDADES ÍNDICE DE LA ROCA

Peso unitario,

Porosidad, n

Índice de durabilidad,

Velocidad de propagación de ondas P, Vp

Velocidad de propagación de ondas S, Vs

9.4 CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS Y MASAS ROCOSAS

A continuación se detallan los principales métodos de clasificación de rocas y macizos rocosos encontrados en la literatura.

9.4.1 CLASIFICACIÓN DE DEERE (1964)

Deere Propone un índice cuantitativo basado en el porcentaje de recuperación de núcleos de roca. Los núcleos deben tener un diámetro mínimo de NX (aprox. 55 mm), recuperados con un tubo doble y broca de diamante.

9.4.2 CLASIFICACION GEOMECANICA DE BIENIAWSKI.

La clasificación parte del concepto de asignar una valoración o puntuación a diferentes propiedades de la masa rocosa y la sumatoria final se define como índice RMR (rock mass rating). Este índice permite la clasificación de la masa rocosa en cinco categorías.

Varios autores han utilizado la clasificación de Bieniawski considerando solo los cuatro primeros factores (compresión sin confinar, espaciamiento, RQD y condiciones de discontinuidades), y le asignan 10 puntos al factor de agua subterránea y cero puntos al factor de orientación de discontinuidades. Este valor es referido en la literatura especializada como RMR

.Otros autores utilizan el mismo procedimiento pero asignan 15 puntos al factor de agua subterránea y se refieren al rmr

89

76

. Ambos indices han sidocorrelacionados con el índice de resistencia geológica de Hoek et al (1995), identificado como GSI. Es conveniente destacar que la clasificación ha sido objeto de modificaciones por el mismo autor, por lo cual el usuario debe estar conciente del año en que fue publicada.

10 EJEMPLO DE CLASIFICACIÓN DE UN MACISO ROCOSO

10.1 LOCALIZACION

El sitio del talud donde se realizó la práctica se encuentra ubicado en el municipio de Lebrija, departamento de Santander.

El talud se encuentra sobre la vía Bucaramanga-Lebrija al costado derecho en este mismo sentido, aproximadamente un kilómetro antes de llegar al casco urbano del municipio de Lebrija.

Municipio de Lebrija

Talud de Práctica

Según datos encontrados en el sitio, el talud coincide con la abscisa K62+580.

Las coordenadas del sitio1 son las siguientes:

X: 1.096.439

Y: 1.277.626

10.2 GEOLOGIA

La zona del sitio pertenece a la Formación Girón2 (Jg), la cual está caracterizada por areniscas conglomeráticas y conglomerado, gris amarillento a pardo rojizo, masivos y lenticulares: limonita parda rojiza

Igualmente esta zona está clasificada como rocas de tipo sedimentario, provenientes del Jurásico3

1 Datos tomados con GPS por el Ing. Edwin Valencia2 Mapa Geológico del Cuadrángulo H-12, Bucaramanga; INGEOMINAS3 Atlas Geológico de Colombia PlancHa 5-06: INGEOMINAS

10.3 DESCRIPCION

El talud de estudio tiene una dirección de buzamiento de 135° y un Buzamiento de 70°; su base mide aprox. 50 m. y tiene una altura aprox. de 12 m.

En el talud se puede identificar tres (3) familias bien definidas como son dos (2) planos de diaclasas (D1 y D2) y un (1) plano de estratificación (E).

50.00 m.

12.00 m.

4.20

Se puede observar tres (3) estratos; en su parte superior un suelo residual, seguido en algunos casos de roca diaclasada y en otros por roca meteorizada.

D1D2

E

D1

E

D2

Diaclasa

Algunos tipos de posibles fallas que se pudo observar con las siguientes:

Falla Tipo Planar Falla Tipo Cuña Falla por Volcamiento

Suelo Residual

Roca Diaclasada

Roca Meteorizada

Posible Falla Planar

Posible Falla por Cuña

Posible Falla por Volteo

10.4 PROCEDIMIENTO DE TOMA DE DATOS DE CAMPO

En el sitio se procedió a la toma de los datos necesarios para el posterior procesamiento:

Se hizo el trazado de una línea traversa como línea guía para la toma de datos.

Se hizo mediciones de dirección de buzamiento y Buzamiento de las diferentes familias de diaclasas y planos de estratificación.

Se tomaron también datos como espaciamiento, aberturas, rugosidad, etc.

Se tomaron datos con el martillo Schmidt cabe recalcar que el martillo utilizado en para concreto y no para roca, pero se utilizarán los valores datos a manera de práctica.

Los promedios tomados son los siguientes:

RCS Diaclasa D1 : 24 MPa

RCS Diaclasa D2 : 38 MPa

RCS Estratificación : 17 MPa

El ángulo de fricción fue determinado con el concepto de bloque deslizante; el valor determinado fue de 58°4

Los datos obtenidos se presentan a continuación:

4 Dato suministrado por los Ingenieros Claudia Blanco, Laura López y Germán Palencia

No. TIPOBUZAMIENTO

(Grados)DIR BUZAMIENTO

(Grados)ESPACIAMIENTO

(metros)PERSISTENCIA

(metros)ABERTURA (metros) RELLENO ASPEREZA JRC AGUA

1 T 60 1352 T 64 1483 D1 48 165 0.40 1,20 dd 0.00 C LR 0-2 NO4 D2 64 84 0.36 0,21xd 0.00 C LR 0-2 NO5 E 22 155 0.47 1,33 dd 0.00 C L 0-3 NO6 D1 55 184 0.47 0,19xx 0.00 C L 0-2 NO7 D2 63 65 0.73 1,46xx 0.00 C LR 0-2 NO8 E 21 158 0.7 0,35xx 0.00 C R 0-2 NO9 D1 55 174 0.16 1,08xd 0.00 C LR 0-2 NO

10 D2 89 98 1.03 1,25dd 0.00 C LR 0-4 NO11 E 20 152 1.2 1,00 dd 0.00 C LR 0-2 NO12 D1 51 170 0.9 2,10 xd 0.00 C LR 0-2 NO13 D2 76 82 1.95 1,10xd 0.00 C LR 0-2 NO14 E 28 128 0.78 0,9xd 0.00 C LR 0-2 NO15 D1 57 180 1.03 6,0 xx 0.00 C LR 0-2 NO16 D2 65 72 1.02 1,40xd 0.00 C LR 0-2 NO17 E 26 160 0.8 0,95xd 0.00 C LR 0-2 NO18 D1 64 178 1.05 2,13dd 0.00 C LR 0-2 NO19 D2 89 94 1.3 0,57xd 0.00 C R 10 12 NO20 E 25 165 1 0,92xd 0.00 C LR 10 12 NO21 D1 62 190 0.34 1,0xd 0.00 C LR 0-2 NO22 D2 88 100 0.34 0,80xd 0.10 Sin nada R 0-4 NO23 E 18 154 0.43 0,80xd 0.00 C R 0-2 NO24 D1 60 170 1.5 6,8xx 0.00 C R 4 6 NO25 D2 88 85 0.6 1,70xd 0.00 C R 12 NO26 E 20 158 0.6 1,10xd 0.00 C R 12 NO27 D1 62 180 0.5 2,6 dd 0.00 C LR 4 NO28 D2 80 75 1.2 1,5xx 0.00 C LR 4 NO29 E 19 177 1.2 1,15xx 0.00 C R 10 12 NO30 D1 59 175 4 0,86dx 0.02 Sin nada LR 0-2 NO31 D2 66 75 0.64 0,86dx 0.00 C R 10 12 NO32 E 19 186 1.17 1,20xd 0.00 C R 10 12 NO33 D1 65 130 2.8 1,5xd 0.00 C LR 0-4 NO34 D2 84 85 0.2 0,60xx 0.00 C LR 0-4 NO35 E 38 170 0.8 0,85xx 0.00 C R 0-4 NO36 D1 65 170 0.47 2,10dd 0.00 C R 8 10 NO37 D2 82 80 0.6 1,1xd 0.00 C LR 0-4 NO38 E 27 150 0.2 1,4xd 0.00 C R 8 10 NO39 D1 66 161 1.4 2,2xd 0.00 C LR 0-2 NO40 D2 70 70 2.2 1,4 xd 0.00 C LR 0-2 NO41 E 123 123 0.4 1,35 xd 0.00 C LR 8 10 NO42 D1 60 164 0.36 3,10XX 0.02 A MR 8 10 NO43 D2 75 63 0.46 0,23xx 0.02 A MR 8 10 NO44 E 51 123 0.25 0,5xx 0.02 C MR 10 12 NO45 D1 59 173 0.31 0,22xx 0.01 A MR 8 10 NO46 D2 75 56 0.4 0,28xx 0.04 C MR 10 12 NO47 E 51 123 0.25 0,53xx 0 C MR 10 12 NO48 D1 67 170 0.31 3,2xx 0.02 A MR 10 12 NO49 D2 80 65 0.17 0,28xd 0.01 A MR 10 12 NO50 E 51 123 0.25 0,31xd 0 C MR 10 12 NO51 D1 86 168 0.2 1,7dd 0.02 A MR 10 12 NO52 D2 73 72 0.23 0,13xx 0.01 A MR 8 10 NO53 E 51 123 0.25 0,52xd 0 C MR 8 10 NO54 D1 61 168 0.28 8,0xx 0.04 A MR 8 10 NO55 D2 80 74 0.6 0,80xd 0.04 A MR 8 10 NO56 E 31 154 0.2 0,60xx 0.01 C MR 8 10 NO

TOMA DE DATOS

TIPOT: TraversaD1: Diaclasa 1D2: Diaclasa 2E: Estratificación

PERSISTENCIAdd: De Diaclasa a Diaclasaxd: De Infinito a Diaclasaxx: De Infinito a Infinito

RELLENOC: CerradaA: Arcilla

ASPEREZAL: LisaLR: Ligeramente RugosaR: RugosaMR: Muy Rugosa

10.5 CLASIFICACION

DEERE – RQD (Índice de Calidad de la roca)

Debido a que no se tienen muestras de núcleos por perforaciones; se puede estimar el RQD de la siguiente expresión:

RQD=115-3.3Jv5 para Jv>4.5

Para el cálculo de Jv se contabilizaron 10 diaclasas de una misma familia de forma continua y la longitud comprendida entre estas.

RQD=115-3.3*3.25=102.27%

Como se puede observar los datos dan por encima del 100%, lo que demuestra la restricción para valores de Jv<4.5.

Otra forma que podemos obtener el RQD es una gráfica que relaciona el espaciamiento promedio de discontinuidades y el RQD6

De la tabla de datos promediamos la columna de espaciamiento y obtenemos un valor de 0.77 m.

De la gráfica anterior podemos obtener un RQD del 95%

5 Palmstron, 19826 Priest & Hudson, 1976

BIENIAWSKI – RMR

Para el cálculo del RMR se utiliza la tabla a continuación:

Ensayo de Carga Puntual

>10 Mpa 4-10 Mpa 2-4 Mpa 1-2 Mpa

Compresión Simple (RCS)

>250 Mpa 100-250 Mpa 50-100 Mpa 25-50 Mpa5-25 Mpa

1-5 Mpa

1 Mpa

15 12 7 4 2 1 0

90-100 % 75-90 % 50-75 % 25-50 %

20 17 13 8

>2 m 0.6-2 m 0.2-0.6 m 0.06-0.2 m

20 15 10 8

Muy rugosas, discontinuas, sin

separaciones, bordes sanos y

duros

Ligeramente rugosa, abertura < 1 mm., bordes

duros

Ligeramente rugosa, abertura < 1 mm., bordes

blandos

Espejos de falla o con relleno < 5 mm ó abiertas 1-5 mm., diaclasas

continuas

30 25 20 10Caudal por 10 m. de túnel

Nulo < 10 lt/s 10-25 lt/s 25-125 lt/s

Presión de Agua

0 0-0.1 0.1-0.2 0.2-0.5

Estado general SecaLigeramente

HúmedoHúmedo Goteando

15 10 7 4

Muy Favorable Favorable Medio Desfavorable

Túneles 0 -2 -5 -10Cimentaciones 0 -2 -7 -15

Taludes 0 -5 -25 -50

Agua Freática

CORRECCION POR ORIENTACION DE DISCONTINUIDADES

Muy Desfavorable

-12-25-60

Dirección y Buzamiento

Valoración para

0

TABLA CALCULO RMR

1

2

3Separación entre Diaclasas

RQD

Estado de Diaclasas4

5

Valoración

<25%

3

>0.06 m

5

Relleno blando > 5 mm o abertura

> 5 mm., diaclasas continuas

0

>125 lt/s

>0.5

Fluyendo

<1 MpaResistencia de la Roca

Intacta

Valoración

Valoración

Valoración

Valoración

RMR=4+20+15+20+15-50=24Clase I II III IV

Descrip. Macizo Rocoso

Muy Bueno Bueno Medio Malo

Valor RMR 100-81 80-60 60-41 40-21

Cohesión >400 Kpa 300-400 Kpa 200-300 Kpa 100-200 Kpa

Angulo de Fricción

>45° 35°-45° 25°-35° 15°-25°

V

Muy Malo

<20

< 100 Kpa

<15°

Según la tabla de clasificación el Macizo Rocoso está clasificado como MALO

BARTON – Índice Q

Para el cálculo del índice Q se utiliza las tablas a continuación:

//////

//

/

Según la tabla de clasificación el macizo está clasificado como malo.

HOEK - BROWN – GSI (Índice de Resistencia Geológica)

Para el cálculo del índice GSI se utiliza la tabla a continuación:

///

10.6 ANALISIS POR SOFTWARE

Dips

Para el análisis de posibles mecanismos de falla se utilizó el programa DIPS desarrollado por la empresa Roscience.

Ya ingresados los datos en el programa, se puede observar como están definidos los tres (3) tipos de familias definidos D1, D2, E.

Se pueden observar algunos datos aislados, los cuales pudieron ser por una mala toma de datos, sin embargo se dejaron para observar el comportamiento y su posible influencia en el análisis, en el caso de ser correctos.

Falla por Volteo

A continuación se muestra el análisis de la familia de diaclasas D2 como posible plano de falla por volteo.

Se observa que ninguno de los polos se encuentra ubicado en la zona de falla por volteo.

Falla Planar

A continuación se muestra el análisis de la estratificación como posible plano de falla planar.

Se observa que la familia de diaclasas D1 es un eventual mecanismo de falla planar.

Falla por Cuña

A continuación se muestra el análisis de la estratificación como posible plano de falla por cuña.

Zona De Falla por Volteo

Zona De Falla Planar

Se observa que ninguno de las líneas de diaclasas y estratificación se intercepta dentro de la zona de falla.

NOTA: Cabe resaltar que el ángulo de fricción fue sacado de un ensayo, cuyas condiciones no son muy exactas; es conveniente revisar este dato, ya que un valor de ángulo de fricción menor, se ve reflejado en los diferentes mecanismos de falla, y así tendríamos resultados más acordes a lo que se vio en el terreno

11 TALLER 1

Basándose en el ejemplo de clasificación de un macizo rocoso:

Seleccione un talud en roca y clasifíquelo por los siguientes métodos:

DEERE – RQD (Índice de Calidad de la roca)

BIENIAWSKI – RMR

BARTON – Índice Q

HOEK - BROWN – GSI (Índice de Resistencia Geológica)

ANALISIS POR SOFTWARE

DIPS

SLIDE

ROCFALL

ROCPLANE

Zona De Por Cuña

Zona De Por CuñaZona De Por CuñaZona De Por Cuña