CONTENIDO INTRODUCCIN....................................................................................................3 RESUMEN.............................................................................................................4 OBJETIVOS............................................................................................................5 Objetivo general: .................................................................................................5 Objetivos especficos: ..........................................................................................5 CAPITULO I............................................................................................................6 1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.................................................................6 1.1.1. TITULO.........................................................................................................6 1.1.2. FORMULACION DEL PROBLEMA DE INVESTIGACION..................................6 1.1.3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA..............................................................6 1.1.4. JUSTIFICACIN............................................................................................6 CAPTULO II ASPECTOS GENERALES......................................................................7 2.1. UBICACIN.....................................................................................................7 2.2. CCESIBILIDAD.................................................................................................8 2.3. CLIMA, VEGETACIN Y USO DE LA TIERRA....................................................8 2.4. GEOLOGIA......................................................................................................8 2.4.1. FORMACIONES GEOLOGICAS......................................................................8 2.5. ETROGRAFIA...................................................................................................9 2.6. STRATIGRAFA.................................................................................................9 CAPTULO III: METODOLOGA DE TRABAJO..........................................................10 3.1. PROCEDIMIENTO...........................................................................................10 3.2. EQUIPO Y MATERIAL DE TRABAJO:................................................................11 CAPITULO IV: MARCO TEORICO .124.1. CLASIFICAION GEOMECANICA RMR..124.1.1 .PRIMER PARAMETRO: RESISTENCIA DE LA ROCA SANA.............................13 4.1.2. SEGUNDO PARAMETRO: CALCULO DEL RQD.............................................. 14 4.1.3. TERCER PARAMETRO: SEPARACION DE LAS DISCONTINUIDADES.............. 164.1.4. CUARTO PARAMETRO: CONDICIONES DE LAS DISCONTINUIDADES.......... 17 4.1.5. QUINTO PARAMETRO: LA PRESENCIA DE AGUA......................................... 18 4.1.6. SEXTO PARAMETRO: ORIENTACION DE LAS DISCONTINUIDADES.............. 194.2. CUADRO GUIA PARA EXACAVACION Y SOPORTE EN TUNELES (BIENIAWSKI)......................................................................................................... 214.3. CUADRO RESUMEN........................................................................................ 23 5. RESULTADOS Y ANALISIS................................................................................... 245.1. CALCULO DEL RMR PARA LA LUITA.................................................................24 5.2. CALCULO DE RQD ........................................................................................... 255.3. CALCULO DEL RMR TOTAL ................................................................................ 32 6. CONCLUSIONES Y RECOMEDACIONES................................. 337. Bibliografa..................................................................................................... 34

INTRODUCCIONEl conocimiento del comportamiento de los afloramientos a nivel geomecnico cobra una relevante importancia a la hora de plantear explotaciones mineras tanto a cielo abierto como subterrneas, no restando su importancia en las obras de carcter lineal por los problemas geotcnicos asociados. Adems contribuyen a la construccin de un medio ambiente ms integrado en el medio natural donde se emplazan. El campo de la ingeniera de minas, utiliza fundamentalmente principios de la mecnica de rocas para analizar la estabilidad de taludes en cortes rocosos. De tal forma cada uno de los parmetros que se tienen en cuenta para evaluar la calidad del macizo rocoso son de gran utilidad ya que permite a su vez evaluar el comportamiento del macizo cuando cada uno de estos parmetros se ven afectados. El comportamiento mecnico de un macizo rocoso en el que se realizan labores mineras se ve seriamente afectado por la presencia de agua, pues disminuye la resistencia de las rocas a la rotura (la roca es ms fcilmente deformable) y facilita el desplazamiento de unos bloques con respecto a otros segn direcciones paralelas a los planos de rotura, al actuar como lubricante. En los movimientos en masa de cuerpos rocosos, la presencia de agua juega un papel esencial y hace que se produzcan verdaderos colapsos cuasi sbitos en el macizo rocoso, con desplazamientos horizontales y verticales de gran envergadura, lo que afecta no solo a la poblacin, al medio ambiente, a las infraestructuras, etc., sino tambin, y de manera muy importante, a las labores mineras

RESUMEN

En este trabajo se establecen las principales caractersticas geomecnicas de los macizos rocosos estudiados y se proponen los modelos geomecnicos ms representativos para cada caso. La metodologa de investigacin desarrollada constituye un aporte cientfico y brinda elementos novedosos, adems es aplicable a cualquier tipo de macizo tanto en obras subterrneas como de superficie. Los resultados del estudio del agrietamiento de los macizos rocosos muestran que un gran porcentaje de ellos se presentan agrietados, lo que se relaciona a las formas preponderantes en que se manifiesta la prdida de su estabilidad y el mecanismo de actuacin de la presin. Como resultado de la evaluacin de la estabilidad de los macizos rocosos segn su calidad y estabilidad se obtiene que predominan los macizos de calidad regular, aunque en diferentes sectores y obras se presentan macizos en mal estado, lo que es condicionado adems de los problemas estructurales, por el deterioro que ellos han sufrido por efectos del agua, la erosin y la atmsfera subterrnea. Se obtienen un grupo de criterios geomecnicos estructurales que pueden ser aplicados para el diseo de excavaciones y obras subterrneas, fundamentando su empleo. Para entender la relacin que existe entre la roca y el macizo rocoso, se debe analizar que las propiedades de la roca intacta sern superadas por las propiedades de las discontinuidades, sin que eso signifique que no se tome en cuenta las propiedades de la roca intacta en el comportamiento del macizo rocoso fracturado. Esto es, si las discontinuidades estn ampliamente espaciadas y si la roca intacta es dbil y alterad, las propiedades de la roca pueden influenciar fuertemente el comportamiento del macizo rocoso. Sin embargo en general las propiedades de las discontinuidades son de mayor importancia que las propiedades de la roca intacta.

OBJETIVOS

Objetivo general:

Conocer el comportamiento geomecnico del macizo rocoso presente en el rea de estudio.

Objetivos especficos:

Aplicar los conceptos tericos en la prctica mediante la clasificacin del macizo rocoso. Clasificar el macizo rocoso del rea de trabajo. Determinar la calidad de la roca del macizo rocoso del rea. Identificar las diferentes fracturas, diaclasamientos, y fallas existentes en el macizo rocoso. Realizar los clculos geomecnicos del macizo rocoso. Calcular el RMR de los afloramientos rocosos.

CAPITULO I

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1.1. TITULO

Estudio geomecnico de la zona de Puyllucana

1.1.2. FORMULACION DEL PROBLEMA DE INVESTIGACION

Cajamarca es una zona que cuenta con numerosos recursos naturales, que son susceptibles de ser aprovechados. En particular, la zona de Puyllucana, cuenta con una carretera asfaltada la cual lleva a la provincia de Celendn. Ahora bien para la correcta construccin de dicha va de acceso, y desarrollo de estas actividades y estructuras, es de relevante importancia conocer la caracterizacin de los macizos rocosos de la zona, con respecto a su competencia, resistencia a la compresin, etc. Caractersticas a cuyo conocimiento est enfocado el presente trabajo.

1.1.3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Mediante el estudio geomecnico podremos clasificar los macizos rocosos existentes en la zona de Puyllucana? 1.1.4. JUSTIFICACIN

Es importante el estudio y anlisis del macizo rocoso para determinar si la roca es competente, puesto que este criterio tiene un rango de aplicacin bastante amplio: en la estabilidad de taludes, la seguridad de tneles, en labores de minera subterrnea, construccin de carreteras, etc.

CAPTULO II ASPECTOS GENERALES

2.1. UBICACIN Geogrficamente.- de acuerdo con el globo terrqueo el rea de estudios se encuentra ubicada en el continente americano.

Pas: Per el cual est ubicado en la regin occidental de Amrica del Sur.

Departamento: Cajamarca la cual se encuentra situada en la parte norte del Per.

COORDENADAS UTM

ESTE NORTE

782340 9208770

ACCESIBILIDAD

El punto de encuentro fue en el paradero de Puyllucana para llegar a dicha zona se puede hacer en cualquier tipo de vehculo ya sea de transporte pblico como la lnea 55, lnea A, o de lo contrario en un vehculo particular ya que cuenta con una va asfaltada de doble carril que une la ciudad de Cajamarca con la provincia de Celendn.

2.3. CLIMA, VEGETACIN Y USO DE LA TIERRA En la ciudad de Cajamarca y alrededores el clima es seco, templado y soleado durante el da, refrigerando en la noche. Temperatura media anual: 13C (mxima media: 21.4 C y mnima media: 6C). Estacin de lluvias intensas: diciembre a marzo. Las lluvias determinan durante el ao dos estaciones: La seca, que corresponde al otoo e invierno en el hemisferio sur y en la costa peruana, de intenso sol, bastante templado durante el da y refrigerado en las noches, se presenta durante los meses de mayo a septiembre; mientras que la temporada de lluvias, pertenece al verano costeo y del mismo hemisferio, se da en los meses de julio y agosto.

2.4. GEOLOGIA

2.4.1. FORMACIONES GEOLOGICAS

2.4.1.1. Formacin Pariatambo

Es una alternancia de lutitas con lechos delgados de calizas bituminosas de color negruzcas, presencia de estratos calcreos con ndulos silicios y dolomticos. Yace en concordancia con la formacin Chulc.Consiste en una alternancia de lutitas con delgados lechos de calizas bituminosas negruzcas, estratos calcreos con ndulos silceos y dolomticos, con un caracterstico olor ftido al fracturarlas. Su espesor vara entre 150 a 200 m.

2.5. PETROGRAFIA

Lutitas: (limonitas y arcillitas), son rocas detrticas de grano muy fino (las arcillas tienen menos de 0,002 mm.). Estn cementadas por precipitacin qumica, y su porosidad puede llegar a ser inferior al 10% cuando se produce la compactacin de limos y arcillas; stas ltimas tienen un alto valor econmico. Se distinguen: Arcillas caolnicas, arcillas esmcticas, loess y margas.

Caliza: Tipo comn de roca sedimentaria, compuesta por calcita (carbonato de calcio, CaCO3). Cuando se calcina (se lleva a alta temperatura) da lugar a cal (xido de calcio, CaO). La caliza cristalina metamrfica se conoce como mrmol. Muchas variedades de caliza se han formado por la unin de caparazones o conchas de mar, formadas por las secreciones de CaCO3 de distintos animales marinos. La creta es una variedad porosa y con grano fino compuesta en su mayor parte por caparazones de foraminferos; la lumaquela es una caliza blanda formada por fragmentos de concha de mar. Una variedad, conocida como caliza ooltica, est compuesta por pequeas concreciones ovoides, cada una de ellas contiene en su ncleo un grano de arena u otra partcula extraa alrededor de la cual se ha producido una deposicin. Ciertos tipos de caliza se usan en la construccin, como la piedra de cantera.

2.6. ESTRATIGRAFA En la secuencia estratigrfica se reconocieron lutitas calcreas, en algunos sectores nodulares de color gris claro hasta oscuras, variaciones de calizas arenosas y margas gris oscuras, sin embargo, con un sostenible reconocimiento de campo ms sistemtico se ha logrado definir los contactos, pariatambo.

CAPTULO III: METODOLOGA DE TRABAJO

La metodologa que se aplic est basada est ligada a la investigacin de tipo exploratoria mediante la observacin directa en situ.

3.1. PROCEDIMIENTO

Recopilar y analizar la informacin de la zona de estudio u otros lugares. Construir el marco lgico-metodolgico para el Desarrollo del Proyecto de Investigacin. Observacin y obtencin, anlisis y discusin de la informacin de campo. sta actividad es interactiva y multidisciplinaria. Tratamiento de la informacin, compatibilizacin y Elaboracin del estudio geolgico de la zona. Elaboracin del Proyecto de Investigacin Geolgico en el rea que comprende.

3.2. EQUIPO Y MATERIAL DE TRABAJO:

b. Material de trabajo: Picota. G.P.S. Wincha. Brjula. cido Clorhdrico (HCl) Libreta de campo. Cmara Fotogrfica.

CAPITULO IV: MARCO TEORICOCLASIFICACIN GEOMECNICA RMR

Desarrollado por Bieniawski, (1989) constituye un sistema declasificacin de macizos rocosos que permite a su vez relacionar ndices de calidad con parmetros de diseo y de sostenimiento devtneles.El parmetro que define la clasificacin es el denominado ndice RMR ( ROCK MASS RATING ), que indica la calidad del macizo rocoso en cada dominio estructural a partir de los siguientes parmetros:1.-Resistencia a la compresin simple de la matriz rocosa.2.-R.Q.D. Grado de fracturacin del macizo rocoso.3.-Espaciado de las discontinuidades.4.-Condiciones de las discontinuidades, el cual consiste en considerarlos siguientes parmetros: Abertura de las caras de la discontinuidad. Continuidad o persistencia de la discontinuidad. Rugosidad. Alteracin de la discontinuidad. Relleno de las discontinuidades.5.-Presencia del Agua, en un macizo rocoso, el agua tiene gran influencia sobre su comportamiento, la descripcin utilizada para este criterio son: completamente seco, hmedo, agua a presin moderada y agua a presin fuerte.6.-Orientacin de las discontinuidades.Para obtener el ndice RMR de Bieniawski se realiza lo siguiente:1. Se suma los 5 variables o parmetros calculados, eso da como resultado un valor ndice (RMR bsico).2.-El parmetro 6 que se refiere a la orientacin de las discontinuidades respecto a la excavacin.El valor del RMR vara entre 0 a 100

4.1.1. 1 PARMETRO: RESISTENCIA DE LA ROCA SANA

Grfico para calcular el parmetro de Resistencia a la Compresin Simple

4.1.2. 2DO PARMETRO: CLCULO DEL R.Q.D.La calidad de roca R.Q.D se puede determinar: Trozos de rocas testigos mayores de 10cm recuperados en sondeos. Nmero total de discontinuidades que interceptan una unidad de volumen (1m3) del macizo rocoso, definido mediante el parmetro Jv. Tericamente a partir de la densidad de las discontinuidades o frecuencia de las discontinuidades ( ) por Hudson, 1989.Para el primer caso se utiliza la primera frmula:.(A)Para el segundo caso se utiliza la siguiente frmula:

--------------------------------------------------------- (B)

Para el tercer caso se utiliza la siguiente frmula:

-------------------------------------------(C)Donde:

El valor obtenido en las formulas A, B o C son comparados con la siguiente tabla:

ndice de CalidadR.Q.D. (%)CalidadValoracin

0 -25Muy mala3

25 50Mala8

50 75Regular13

75 90Buena17

90 - 100Excelente20

Asimismo, se puede buscar la valoracin para el RQD, a partir del siguiente grfico:

Grafico para calcular el parmetro de R.Q.D

4.1.3. 3er PARMETRO: SEPARACIN DE LAS DISCONTINUIDADES.La separacin o el espaciamiento de las discontinuidades estn clasificada segn la tabla que a continuacin se observa:

DescripcinEspaciado delas JuntasTipo de macizo rocoso.Valoracin

Muy separadas> 2 mSlido20

Separadas0,6 2 m.Masivo15

Moderadamente juntas200 600 mm.En bloques10

Juntas60 200 mm.Fracturado8

Muy juntas< 60 mm.Machacado5

4.1.4. 4to PARMETRO: CONDICIONES DE LAS DISCONTINUIDADES.a) Aberturas de las discontinuidades.GradoDescripcinSeparacin de las carasValoracin

1Abierta>5mm0

2Moderadamente abierta1 - 5 mm1

3Cerrada0,1-1 mm4

4Muy cerrada< 0,1 mm5

5Ninguna06

b) Continuidad o persistencia de las discontinuidades.GradoDescripcinContinuidadValoracin

1Muy baja< 1 m6

2baja1 - 3 m4

3Media3-10 m2

4Alta10 - 20 m1

5Muy alta> 20 m0

c) Rugosidad de las discontinuidades.GradoDescripcinValoracin

1Muy rugosa6

2Rugosa5

3Ligeramente rugosa3

4Lisa1

5Plana (espejo ele falla)0

d) Relleno de las discontinuidades.GradoDescripcinValoracin

1Blando > 5 mm0

2Blando < 5mm2

3Duro > 5mm.2

4Duro < 5 mm4

5Ninguno6

e) Alteracin de las discontinuidades.GradoDescripcinValoracin

1Descompuesta0

2Muy alterada1

3Moderadamente alterada3

4Ligeramente alterada5

5No alterada6

4.1.5. 5to PARMETRO: LA PRESENCIA DEL AGUAPara calcular la valoracin segn la presencia del agua se toma como referencia la tabla que a continuacin se especifica.

Tabla para obtener el parmetro de la presencia del aguaCaudal por 10 m de tnelRelacin Presin agua -Tensin ppal mayorDescripcinValoracin

Nulo0Seco15

< 10 litros/min125 litros/min> 0,5Fluyendo0

4.1.6. 6to PARMETRO: ORIENTACIN DE LAS DISCONTINUIDADESPara la valoracin de este parmetro se debe clasificar la roca de acuerdo al rumbo y buzamiento con respecto a la obra civil que se va a ejecutar, esta clasificacin se especifica a continuacin:

Tabla de clasificacin para la determinacin de los buzamientos con respecto al efecto relativo con relacin al eje de la obra.

Direccin Perpendicular al Eje de la obraDireccin Paralelo al Eje de la obra.Buzamiento 0-20' Cualquier direccin.

Excav. Con buzamiento.Excav. Contra buzamiento

Buz45' - 90Buz20' - 43'Buz43' - 90Buz20' - 45Buz43' - 90Buz20 - 45'

Muy favorableFavorableMedioDesfavorableMuy desfavorableMedioDesfavorable

Valoracin para Tneles y MinasCalificativoValoracin

Muy favorable0

Favorable-2

Medio-5

Desfavorable-10

Muy desfavorable-12

Valoracin para FundacionesCalificativoValoracin

Muy favorable0

Favorable-2

Medio-7

Desfavorable-15

Muy desfavorable-25

Valoracin para TaludesCalificativoValoracin

Muy favorable0

Favorable-5

Medio-25

Desfavorable-50

Muy desfavorable-60

CALIDAD DEL MACIZO ROCOSO CON RELACIN AL NDICE RMR

CLASECALIDADVALORACION RMRCOHESIONNGULO DE ROZAMIENTO

IMuy buena100-81>4 Kg/cm2> 45

IIBuena80-613 4 Kg/cm235 - 45

IIIMedia60-412 3 Kg/cm225 - 35

IVMala40-211 2 Kg/cm215- 25

VMuy mala< 20< 1 Kg/cm2 10 MPa4-10 MPa2 - 4 MPa1-2 MPaPara estos rangos es recomendable ensayos de resistencia a la compresin uniaxial

Resistencia a la> 250 MPa100-250 MPa50 -100 MPa25 - 50 MPa5-251-5 5 mm. Continuas.

ligeramenteParedes altamente meteorizadas.

meteorizadas.13

Puntaje302520100

5AguaFlujo por cada 10 m de longitud del tnel (l/min).Ninguno< 10oct-2525-125> 125

Subterrnea(Presin de agua en la diacl.)/(Tensin principal mayor oO00^5

CondicionesCompletamenteHmedoMojadoGoteoFlujo

Generalesseco

Puntaje1510740

6EFECTO DE LA ORIENTACION DEL RUMBO Y BUZAMIENTO DE LAS DISCONTINUIDADES EN LOS TUNELES

Rumbo perpendicular al eje del tnel Rumbo paralelo al eje del tnel

Avance n el sentido del buzamiento Buz 45-90Avance en el sentido del buzamiento 20-45Buzamiento 45-90Buzamiento 20- 45

Muy favorablefavorableMuy favorableRegular

Avance contra el sentido del buzamiento Buz 45-90Avance contra el sentido del buzamiento 20-45Buzamiento 0 - 20 independiente del rumbo

regulardesfavorableRegular (Desfavorable)

E. Guas para la clasificacin segn lascondiciones de las discontinuidades

Longitud (Persistencia)< 1 m1 - 3 m3- 10m10 - 20 m>20m

Puntaje64210

Separacin (abertura)Ninguna< 0,1 mm0,1 - 1,0 mm1 - 5mm> 5mm

Puntaje65410

RugosidadMuy rugosaRugosaLigeramente rugosaLisaSuperficies pulidas

Puntaje65310

RellenoNingunoDuro < 5 mmDuro > 5 mmBlando < 5 mmBlando > 5 mm

Puntaje64220

MeteorizacinInalteradaLigeramente meteorizadaModeradamente meteorizadaAltamenteDescompuesta

Puntaje65310

5.3. CALULO DEL RMR TOTALRMR= Param.1 +RQD+Param.3+Param.4+Param.5

RMR= 2+10+17+13+10= 52

TIPOS DE MACIZO ROCOSOS A PARTIR DE LA EVALUACIN TOTAL

PUNTUAL 100 - 81 80 - 61 60 - 41 40 - 21