tema 3 2 rocas igneas

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ROCAS IGNEASAPLICACIÓN DE LAS ROCAS A LA

INGENIERÍA

Profesor:

Ph.D. Manolo Galván Ceballos

Email: [email protected]

Universidad del ValleFacultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Civil y GeomáticaSegundo Semestre del 2011 1

LAS ROCAS IGNEAS

• Las rocas Ígneas. Endógenas o Magmáticas.Proceden de la consolidación por enfriamiento demagmas de la litosfera.

� Según el tipo de magma, volumen consolidadoy duración del proceso se producen distintostipos de rocas.

� Predominio de silicatos. Duras . No atacablesácidos diluidos.

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TIPOS

•INTRUSIVAS:

•PLUTÓNICAS

•INTERMEDIAS

•Filonianas

•Subvocánicas

•EFUSIVAS o VOLCÁNICAS

•LÁVICAS

•PIROCLÁSTICAS.

GEOLOGÍA - Profesor: Ph.D. Manolo Galván

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GRANITO Y ROCAS DE SU FAMILIA

• Suelen presentar 3 familias de diaclasas.• Hidrolísis de los feldepastos ⇒ caolín

� Piedras caballeras o bailanderas� Bolerío granítico� Proceso muy avanzado ⇒ Granito arenizado o Jabre .� Formas alargadas Lanchas, Lastras, Lascas o Llascas. La

superficie que queda despues de desprenderse bloque Llambría.



• Los granitos más ácidos (>% cuarzo) + resistentes a laalteración. Formas acastilladas, Cresterías (galayos o veletas).

• La alteración superficial debido a H2O y viento ⇒ depresionesde profundidad llamadas pilancones.

• En un río donde además se combina acción fluvial Marmitasde Gigante.

• En caras verticales Taffoni.


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ROCAS ÍGNEAS (Colombia)

Figura: Nevado del Ruiz. Tomado: Manual de Geología para Ingenieros

Las rocas ígneas son el fruto de la solidificación del magma, fragmentadoo compacto, sobre o en el interior de la corteza terrestre. Esastemperaturas de cristalización oscilan así: para los magmas riolíticos1000 °C, para los andesíticos 1150 °C y para los basálticos 1250 °C. Lacomposición mineralógica promedio de las rocas ígneas es: 59%feldespatos, 12% cuarzo, 17% anfíboles y piroxenos, 4% micas y 8%otros minerales.

MORFOLOGÍA DEL GRANITO


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Cantera granito. Presa de La Almendra

Desagüe y aliviadero

Rollo-picota Puente del Arzobispo S. XIV

Torre Hercules (faro romano)

Acueducto Segovia

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Presa Aldeadávila

El Escorial

Edificio IBM Atlanta

Cantera de Assuan. Obelisco

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Aplicaciones

• Material de construcción:– Muy antiguo– Peor comportamiento a < tamaño de grano.– Duro pero Frágil ⇒ Labra fácil por percusión.– Utilizado para adoquín, actualmente no tanto (feldespatos- caolín).– Zonas de parada, peajes autopista, bus...(evitar ataque de aceites, gasoil,... a la capa de

rodadura bituminosa). – Por dureza y resistencia bordillos de acera.– Losas de pavimentación.– Fachadas placas de revestimiento.– Buenos resultados como balasto de ferrocarril (buena trabazón, coeficiente de forma,

ángulo de rozamiento interno alto).– Buen resultado capa de rodadura (poca adhesividad ligantes bituminosos)– Bueno en capas de subase y base (cuidado en el apisonado)– Bueno como pedraplén y terraplén.– Buen material para escollera de presas de materiales sueltos.– No buenos resultados en escollera portuaria, por bajo peso específico, hidrólisis y

redondeamiento.– Idóneo árido grueso hormigón, (ver coste de cantera). Ojo mineralizaciones pirita,

pirrotina, galena.– No árido fino.


Aplicaciones

• Obras en granito:

– EXCAVACIONES• Granito sano, casi verticales. Jabre no más 45º.• Suele presentar bloques sueltos, sanear, sujetar con bulones..• La zona superficial alterada puede dar lugar a comportamiento diferencial.• Problemas excavar zanjas con granito parcialmente alterado.

– TUNELES• Uso de explosivos. Zona complicada las boquillas, Entibación mas densa y

revestimiento más rápido.• Percusión mejor que rotación.• Revestir no sp, sólo por temas estéticos.• Dirección del túnel no coincidir diaclasado.• Vigilar efecto sumidero.• Grandes cavernas subterráneas necesitan roca sana, aunque por decomprensión se

puede producir inestabilidad.


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Aplicaciones

• Obras en granito:

– CIMENTACIONES

• No problemas el granito sano (300 y hasta 1000 kg/cm2). Jabre de 3 a 4 Kg /cm2).• Ojo con zonas parcialmente alteradas Asientos diferenciales.• Zonas jabre cuidado vibraciones pueden inducir asientos.

– OBRAS HIDRÁULICAS.

• El factor más importante el comportamiento del granito alterado.• La presencia de agua sólo en diaclasas. Pueden darse fuentes de mayor caudal ligadas

a fracturas profundas.• En presas el embalse puede alimentar las diaclasas incrementando su caudal.• En cerrada máximo gradiente mayor problema.• Capacidad portante del granito es alta aunque se ha de tener cuidad con la zona

descomprimida.



OTRAS ROCAS PLUTÓNICAS

• De comportamiento similar al granito. Se ha de tener en cuneta su posición dentro del diagrama de Streckeisen.

• Las diferentes composiciones establece los matices respecto a sus propiedades.

– Granodiorita: se puede confundir con granito. Comportamiento similar.

– Sienita: abundantes feldespatos alcalinos (ortosa), ferromagnesio (horblenda,mica piroxeno) . Se altera más fácilmente que el granito, materiales másarcillosos , ricos en hierro y óxido de calcio. Uso ornamental, pule más fácil.

– Diorita, Gabro: relación entre Albita y Anortita (plagioclasas). An >50%Gabro. Propiedades muy similares entre si. Poco cuarzo, feldespáto calco-sódico y anfíbol (hornblenda). Aflora formando masas o diques. Por sucarácter básico, resistente al desgaste y pulido. Idóneas como árido para capade rodadura. Algunas varidades fines ornamentales.

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ROCAS FILONIANAS

• Afloran en forma de filones o diques, con potenciasvariables, desde cm hasta decenas o centenas de metros.Las longitudes pueden variar desde escala microscópica avarios centenares de Km (Dique de Plasencia. Algarve –Ávila).

• Difíciles de explotar por su propia naturaleza.

– Cuarzón: Aflora en forma de filones en macizos graníticos o metamórficos.Quebradizo por estar compuesto casi exclusivamente por cuarzo. Si muyfracturado agua. Problemas de dureza y abrasividad, sobre todo cd cambio enla dureza al atravesar el dique, respecto a la roca encajante.

– Aplita Suele presentarse en algunos batolitos graníticos en forma de diquesde escasa potencia. Algo más resistente que el granito. Resiste mejor erosión,destaca en el paisaje. Prop ing. Similares al granito. Más dura de tallar yperforar. > Tendencia a la alteración por estar en diques y < feldespatos.

ROCAS FILONIANAS

– Pegmatita: = composición que la Aplita pero con cristales más grandes deortosa y cuarzo. Diques de pequeña potencia. No se suele emplear como áridopor su fácil alteración y disgregabilidad.

– Pórfido Muy usados en decoración, adoquinados y firmes de carretera.Capacidad portante alta.

– Lamprófico Roca muy afín a la Diorita, muy básica y de tonos oscuros.Aparece en zonas graníticas o metamórficas. Propiedades similares a las de ladiorita.

– Diabasa: Roca Básica, similar al basalto, de tonos oscuros (negra o verdosa)muy dura y resistente.Idónea para áridos de capa de rodadura en firmesbituminosos y adoquinados.

– Ofita: Se puede considerar una variedad de diabasa con epidota. My dura,fractura concoidea. Ligada a los afloramientos del Keupe. Idónea para capasde rodadura y adoquinados.

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ROCAS VOLCÁNICAS EFUSIVAS

• Diagrama Strekeisen• Pueden ser agregadas, sueltas o Aglomeradas.

• AGREGADAS.

– TRAQUITOIDEAS– BASALTICAS

» TRAQUITOIDEAS.

– Riolita: Roca ácida de composición similar al granito. Sus variedades másimportantes las Liparitas y las Riolitas Vitreas (Obsidiana y Pumita).

– Traquita:Similar a la Sienita. Por el carácter ácido del magma del queprocede aparece en forma de domos, cúpulas o diques. Pp similares a lasienita. (Jumillita)


» TRAQUITOIDEAS.

– Fonolita: Traquitas ricas en nefelina (feldespatoide) Menos ácidas que las anteriores. Su nombre deriva de la sonoridad cuando son golpeadas.

– Andesitas Similar a la Diorita. Existe una variedad cuarcífera Dacita.

» BASÁLTICAS

– Basaltos: Son rocas básicas constituidas por plagioclasas, feldespatoides y piroxenos.


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» SUELTAS

– Por su tamaño se clasifican en: Bloques, lapilli, arenas, ceniza polvo. Al conjunto de estos fragmentos independiente de su tamaño se le denomina Tefra.

» AGLOMERADAS

– Intermadias entre los dos caso anteriores.

– Tobas volcánicas: Aglomeración de cenizas o arenas volcánicas. Muchos tipos, caracteres traqíitico: Puzolanas y Truss. Las puzolanas tiene sílice, hierro y alúmina, por lo que tiene poder aglomerante (cemento natural). El truss, de carácter más terroso.. Abono agrícola.

• Con carácter traquítico y fonolítico. El Peperino y Piperno, más compactas. Mte de construcción.



» CONGLOMERADOS VOLCÁNICOS

– Se trata de clastos más grandes que las cenizas y las arenas volcánicas unidaspor un cemento. Varias posibilidades el clasto y o el cemento puede servolcánico o no.


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– Áridos para hormigón

– Son buenos pero con reserva. Por que pueden tener vacuolas que disminuyenla resistencia mecánica y le dan pos peso específico. Cuidado con la presenciade sílice libre que puede reaccionar con el cemento.

– Áridos para carreteras

– Las tobas volcánicas son bte. buenas en general. Buena adhesividad conligantes bituminosos y son resistentes al pulimentado por rozamiento. Puedenpresentar un desgaste importante y los yacimientos no muy grandes(malaexplotación).i

– Los basaltos son buenos como capa de rodadura, resistentes a la compresión yal desgaste, pero tiene cierta tendencia a alterarse por procesos demeteorización (paso de olivino a serpentina, dando un firme deslizante)

– Las traquitas pueden dar buenos áridos .Cuidado presencia de sílice libre.

APLICACIONES ROCAS VOLCÁNICAS


– Escolleras protuarias

– Los basaltos son idóneos por su elevado peso específico y su resistencia.

– Presas

Resulta difícil la construcción de presa por varios motivos:

– Escasez de vasos con volúmenes aceptables.– Fuertes pendientes– Los materiales volcánicos son muy permeables en general (piroclastos)– Abundancia de materiales poco coherentes lo que puede producir, en cso de

avenida, grandes arrastres.– Pueden producir lahares.– La alteración de rocas volcánicas puede producir arcillas con carácter

expansivo.

No obstante si que se han construido presas en terrenos volcánicos,aunque con las precauciones debidas.

APLICACIONES ROCAS VOLCÁNICAS


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Disyunción columnar basalto

Dique de aplita

Lavas cordadas

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