Introduccion Mecanica Rocas 01

7/27/2019 Introduccion Mecanica Rocas 01

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Introduccin Mecnica de Rocas


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MECNICA DE ROCAS

Rama de la Ingeniera que estudia el COMPORTAMIENTO yPROPIEDADES de las Rocas consideradas como un sistema deCONSTRUCCIN.

ESTUDIO DE LAS ROCAS:

a.- MATERIAL EXTRADO DEL LUGAR DE ORIGEN

b.- MATERIAL IN SITU


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a.- MATERIAL EXTRADO DEL LUGAR DE ORIGEN


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MACIZO ROCOSO

CONJUNTO DE ELEMENTOS ROCOSOS QUE CONFORMAN LACORTEZA TERRESTRE

MedioDiscontinuo

Propiedadesvariables

Puede existirdesplazamientoentre suselementos


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MACIZO ROCOSO

ANISOTROPA


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a.- MATERIAL IN SITU

PARTCULAS RGIDAMENTE UNIDAS, HOMOGNEO, DURO

ROCAROCA

ISOTROPA

ROCA:ELEMENTO DE MATERIALTRREO CONSTITUIDOPOR PARTCULASRGIDAMENTE UNIDAS


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UTILIDAD:

TNELES


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UTILIDAD:

FUNDACIONES Y TNELES EN HIDROELCTRICAS


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UTILIDAD:

ESTABILIDAD DE TALUDES


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UTILIDAD:

ESTABILIDAD DE TALUDES

q Caracterizacin de los materiales

q Evaluacin de la estabilidad

q Definicin de los mtodos de construccinq Obras de contencin

q Obras de proteccin

q Monitoreo

q Flujos de agua subterrnea

q Meteorizacin


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TIPOS DE ROCAS

SEDIMENTARIAS

METAMRFICAS

GNEAS


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SEDIMENTARIAS


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SEDIMENTARIAS


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GNEAS


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METAMRFICAS


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METAMRFICAS


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CAMPOS DE ESFUERZOS A LOS QUE ESTA SOMETIDO LACORTEZA TERRESTRE

ESFUERZOS ESTTICOS O GRAVITACIONALES

ESFUERZOS TECTNICOS O DINMICOS

ESFUERZOS HIDROSTTICOS

FUERZAS DE INFILTRACIN GRADIENTE TRMICO

PRINCIPIO DE HUTTON (1971)Los mismos procesos y leyes fsicas que actan hoy en da, actuarona travs de todo el tiempo geolgico, aunque no necesariamentesiempre con la intensidad presente.

El presente es la llave del pasado


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ESFUERZOS TECTNICOS

O DINMICOS


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CLASES DE MATERIALES

HOMOGNEOSISOTRPICOS

ANISOTRPICOS

HETEROGNEOS

RESPUESTA DE LAS ROCAS ANTE ESFUERZOS

ELSTICA

VISCOSA

PLSTICA


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1. CLASES DE RESPUESTA

a. Deformaciones temporales Elstica


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a. Deformaciones temporales Elstica

LA DEFORMACIN ES INMEDIATA AL SOMETERSE A ESFUERZOS

Y AL ALIVIARSE DE ESTOS ESFUERZOS RECUPERA SU FORMA


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a. Deformaciones temporales Anelstica


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a. Deformaciones temporales Anelstica

LA DEFORMACIN NO SE RECUPERA EN FORMA INSTANTNEA.

SE PRESENTA UN RESPUESTA ELSTICA INSTANTNEA, LADEFORMACIN CONTINUA DESPUS DE ESTO, CRECIENDOEXPONENCIALMENTE CON EL TIEMPO. CUANDO EL ESFUERZOES SUSPENDIDO, SE PRESENTA UNA RESPUESTA ELSTICAINSTANTNEA Y LA DEFORMACIN COMIENZA A

DESAPARECER LENTAMENTE EN FORMA EXPONENCIALHASTA REGRESAR A CERO (EFECTO ELSTICO)


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b. Deformaciones permanentes Comportamiento viscoso


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b. Deformaciones permanentes Comportamiento viscoso

DESDE EL INICIO DE APLICACIN DE LA CARGA EL MATERIAL

RESPONDE CON UNA DEFORMACIN PERMANENTE.ES EL MATERIAL IDEAL VISCOSO O NEWTONIANO, AQU EL

ESFUERZO ESTA RELACIONADO DE UNA MANERA LINEALCON LA VELOCIDAD DE DEFORMACIN, QUE A SU VEZ ESTADETERMINADA POR LA VISCOSIDAD DEL CUERPO.

VISCOSIDAD: PROPIEDAD DEL CUERPO A EJERCER RESISTENCIADURANTE EL DESPLAZAMIENTO DE UNA DE SUS PARTESRESPECTO A LA OTRA.


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b. Deformaciones permanentes Comportamiento plstico ideal


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b. Deformaciones permanentes Comportamiento plstico ideal

EL MATERIAL PLSTICO IDEAL ES INCAPAZ DE SOPORTAR UN

ESFUERZO MAYOR QUE ALGN VALOR CRTICO c


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b. Deformaciones permanentes Fluencia plstica (Creep)


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SE TRATA DE LA CAPACIDAD DE CIERTOS CUERPOS SLIDOS DE

DEFORMARSE PLSTICAMENTE BAJO ESFUERZOSINFERIORES AL LMITE DE ELASTICIDAD, CON LAPARTICIPACIN OBLIGATORIA DEL FACTOR TIEMPO.

NO ES UNA DEFORMACIN TECTNICA, ES LA GRAVEDAD QUEACTA EN TODO MOMENTO.


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Ladera reptante coluvial en un tramo largo de la antigua carretera Bogot Villavicencio.


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b. Deformaciones permanentes Comportamiento visco plstico y visco elstico

ES UNA COMBINACIN DE LOS ANTERIORES. ELLOS DEPENDEN

DIRECTAMENTE DE LA VISCOSIDADEN LOS CUERPOS SLIDOS:

LA VELOCIDAD DE DEFORMACIN PLSTICA =

LA VELOCIDAD DE FLUJO DE LIQUIDO VISCOSO


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b. Deformaciones permanentes Deformacin por ruptura del cuerpo


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b. Deformaciones permanentes Deformacin por ruptura del cuerpo

EXISTE UNA MAGNITUD DE ESFUERZOS, EN QUE PARA UN

CUERPO DADO EN CONDICIONES DADAS, RESULTA CRTICA YPROVOCA LA RUPTURA DEL CUERPO MEDIANTE UNA O MSGRIETAS.

ESTE ESFUERZO CRTICO SE LE LLAMA LMITE DE RUPTURA.

I t d i M i d R


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2. LA DEFORMACIN DE LAS ROCAS

a. Deformaciones tectnicas Pliegues

I t d i M i d R


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Deformaciones tectnicas

SON PRODUCIDAS POR LAS PROFUNDAS FUERZAS TECTNICASDE COMPRESIN Y TRACCIN, LIGADAS A PROCESOS QUETIENEN LUGAR EN EL INTERIOR DE LA TIERRA Y A LA FUERZADE LA GRAVEDAD.

LA TEORA DE LA TECTNICA DE LAS PLACAS EXPLICA ESTETIPO DE DEFORMACIONES

I t d i M i d R


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Deformaciones tectnicasq Los Pliegues

Se producen:

Compresin tangencial o lateral en el interior de la litosfera

Por formacin de fallas

Intrusin gnea

Invasiones de sal (Diapiros)

I t d i M i d R


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a. Deformaciones tctnicas Diaclasas y fallas

I t d i M i d R


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q Esfuerzos compresivos

I t d i M i d R


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q Esfuerzos compresivos

I t d i M i d R


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q Esfuerzos de tensin



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q Esfuerzos de tensin



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EL MACIZO ROCOSO: Va Bogot_Villeta



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Roca fresca Granodiorita cuya composicin es: cuarzo, feldespato, biotita,hornblenda y su textura es fanertica con tamao de grano que vara de

medio a grueso y presenta adems la intrusin de un dique de tendenciatabular



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EL MACIZO ROCOSO

ALTERACIONES DEL MACIZO ROCOSO

A.METEORIZACIN

B.DESCOMPOSICIN

C.FRACTURAMIENTO



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EL MACIZO ROCOSO

ALTERACIONES DEL MACIZO ROCOSO

A. METEORIZACIN

METEORIZACIN FSICA

METEORIZACIN QUMICA

AGENTES ATMOSFRICOS

- Agua de lluvia

- Agua de escorrenta

- Viento

- Cambios de temperatura

METEORIZACIN



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METEORIZACIN FSICA

q DESCARGA MECNICA

q CARGA MECNICA

q CARGA TRMICA

qACTIVIDAD DE RACES

METEORIZACIN QUMICA

q OXIDACIN

q HIDRLISIS

q HIDRATACIN

q SOLUCIN



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METEORIZACIN FSICA

q DESCARGA MECNICAExpansin vertical por reduccin de carga vertical por erosin yapertura de fracturas existentes

q CARGA MECNICA

Impacto del viento sobre la roca, (generando abrasin) y de lasgotas de lluvia en tormentas intensas

q CARGA TRMICA

Expansin por congelamiento del agua de los poros, contraccin

por cambios enfriamiento calentamiento.qACTIVIDAD DE LAS RACES

Rompimiento mecnico de las rocas por las races de plantas quepenetran las diaclasas ejerciendo la accin de cua de raz



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METEORIZACIN QUMICA

qOXIDACIN

Combinacin del oxigeno, proveniente del agua, con minerales paraformar xidos e hidrxidos

q HIDRLISIS

Los ines de hidrgeno en las aguas de infiltracin reemplazan a loscationes (separacin de los iones H+ y OH-)

q HIDRATACIN

Absorcin de molculas de agua dentro de la estructura interna de un

mineral, generando una expansin que alcanza un 60% en arcillasq SOLUCIN

Disociacin de minerales en iones que aumenta considerablementepor la presencia de CO2 en el perfil del suelo que forma cidocarbnico por efectos del agua de infiltracin



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PERFIL DE METEORIZACIN (Suelos Residuales)



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Deere and Patton, 1971, cuarzodiorita del batolito antioqueoHorizonte Grus Presenta meteorizacin de feldespatos a arcillas(posiblemente caolinita) y la roca se desagrega en fragmentos de tamaoarena con baja proporcin de arcillas

Horizonte II: Zona de transicin entre la roca y el saprolito:Horizonte II A en el cual la alteracin qumica ha avanzado y se encuentrahasta un 90% de saprolito y un 10% de roca

Horizonte II B en el cual existen un 90% de roca fresca y un 10% dematerial saprolitizado.

Horizonte R: Roca fresca



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SUELO IBAMARILL0

SUELORESIDUAL

IB ROJIZO

IA

IB

IIB

REGOLITO

SUELO

IA

HORIZONTEDE

TRANSICINIIB

ICSAPROLITOIC

GRUS



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DESCOMPOSICIN

Se presenta en las rocas, por ataque de las aguas subterrneas quepenetran por infiltracin, generando procesos de

CARTS

Presente en calizas por reaccin con el CO2 presente en el Agua, que

disuelve lentamente el carbonato de Calcio de la caliza, formandobicarbonato de calcio.

CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2

FRIABILIDAD

Descomposicin de las rocas sedimentarias granulares a suelosgranulares



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DESCOMPOSICIN



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DESCOMPOSICIN



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FRACTURAMIENTO

Se presenta en las rocas, por ataque de las aguas subterrneas.



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t oducc ec ca de ocas

1. CONCEPTUALIZACIN

qPara propsitos de Ingeniera el objetivoprimordial es determinar desde un punto de

vista cualitativo y cuantitativo elcomportamiento geomecnico del macizorocoso

q Desarrollada por Bieniawski en 1973, conactualizaciones en 1979 y 1989

(RMR, Rock Mass Rating)



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q Propiedades del macizo rocosoq Caractersticas a tener en cuentaq Frecuencia y tipo de las discontinuidades

q Tamao y la forma de los bloques delmacizoqGrado de alteracin o meteorizacinq Estado de esfuerzos in si tuq Presencia de agua subterrnea

1. CONCEPTUALIZACIN



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q Aplicacionesq Caracterizacin del Macizo Rocosoq Taludes

1. CONCEPTUALIZACIN



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q Aplicacionesq Tneles

1. CONCEPTUALIZACIN



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2. COMPONENTES DE LA CLASIFICACIN

La clasificacin tiene en cuenta los siguientes parmetrosgeomecnicos

a. Resistencia a la compresin de la roca

b. ndice de calidad de la Roca RQD.c. Espaciamiento entre las discontinuidades.d. Estado de las discontinuidadese. Condicin del agua subterrnea.



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3. DETERMINACIN DE LOS COMPONENTESa. Resistencia a la compresin de la roca

-Ensayo de compresinUNIAXIAL (Laboratorio)

-ndice de Carga Puntual

-Martillo de Schmidt (opcional)



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3. DETERMINACIN DE LOS COMPONENTES

b. ndice de calidad de la roca RQD

Este parmetro se establece de acuerdo con ladesignacin de calidad de la roca, RQD (Rock QualityDesignation) definido por Deere (1963).

El ndice RQD representa la relacin entre la suma delas longitudes de los fragmentos de testigos mayoresde 10 cm y la longitud total del tramo considerado

100*.

.10.....

totallongitud

cmtestigodetrozoslosdeLongitudRQD

>=



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b. RQD



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b. RQD

Deere propuso la siguiente clasificacin:

Muy Buena90-100

Buena75-90

Media50-75

Mala25-50

Muy mala


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c. Espaciamiento de discontinuidades

El espaciamiento se define como la distancia entre dos planosde discontinuidad de una misma familia, medida en la

direccin perpendicular a dichos planos



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c. Espaciamiento de discontinuidades.

De acuerdo con Sociedad Internacional deMecnica de Rocas, ISRM (1978).

>6000Extremadamente amplio

2000-6000Muy amplio

600-2000Amplio

200-600Moderado

60-200Cercano

20-60Muy cercano


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d. Estado de las discontinuidadesi. Persistencia de la discontinuidad

Es la longitud del trazo de la discontinuidad que se observaen el afloramiento

> 20Muy Alta10 - 20Alta

3 - 10Media

1- 3Baja


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d. Estado de las discontinuidadesii. Abertura

La abertura es la distancia perpendicular que separa lasparedes de la discontinuidad.



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Amplia>10.00

Medio amplia2.50-10.00

Abierta0.50-2.50

Parcialmente abiertas:

Parcialmente abiertas0.25-0.50

Cerradas0.10-0.25

Muy cerradas


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Cavernosa>1000

Extremadamente amplias100-1000

Muy amplias10-100

Abiertas:

DescripcinAbertura (mm)



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d. Estado de las discontinuidadesiii. Rugosidad

Irregularidad u ondulacin de la superficie dediscontinuidad.



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Lustrosa, onduladaVI

Lisa, onduladaV

Rugosa (o irregular), onduladaIV

Lustrosa, escalonadaIII

Lisa, escalonadaII

Rugosa (o irregular), escalonadaI

DescripcinCategora



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Lustrosa, planarIX

Lisa, planarVIII

Rugosa (o irregular), planarVII

DescripcinCategora



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Escalonada



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Ondulada



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Plana



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d. Estado de las discontinuidadesiv. Relleno

Se define como cualquier material que se encuentra enlas discontinuidades, el cual difiere de las propiedades dela roca.

Clasificacin:

Blandos: Minerales arcillosos (Montmorillonita,ilita, clorita), grafito y talco.

Duros: Cuarzo, calcita.



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d. Estado de las discontinuidadesiv. Meteorizacin

Tipos de Meteorizacin:

InalteradaLigeramente inalterada

Moderadamente alteradaMuy alteradaDescompuesta



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La roca no est afectadapor alteracin.

La roca no presenta manchasde oxidacin, pero puede estarcubierta de clorita, cuarzo,biotita, calcita. Es comn lapresencia de arcillas y sulfurosen las discontinuidades.

Inalterada

Descripcin mecnicaDescripcin mineralgicaGrado dealteracin



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La resistencia seaproxima a laresistencia de laroca sana.

Algunos minerales feldespticospresentan signos dedescomposicin. La roca puedepresentar manchas de oxidacin enlas discontinuidades y a travs de laroca. La roca es ligeramente

decolorada y notablementequebradiza y con una resistenciamenor que la roca fresca.

Ligeramenteinalterada

Descripcinmecnica

Descripcin mineralgicaGrado dealteracin



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La roca no puede serquebrada por la mano.

La fbrica de la roca es visible

y presenta manchas de xidos,algunos minerales estnparcialmente descompuestosen materiales arcillosos.

Moderadamente alterada




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Puede ser quebrada porla mano. El material nose encuentradesintegrado enpresencia de agua.

La fbrica de la roca parentaldesaparece. Muchos mineralesse descomponen formandominerales arcillosos. Laresistencia del materialhmedo es mucho menor que

la resistencia del material seco.

Muy alterada




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Puede ser quebrada yplegada por la mano yse desintegra cuandoesta inmersa en agua.

La fbrica de la roca parentaldesaparece totalmente. Lamayora de los minerales sedescompusieron en mineralesarcillosos. La roca estadecolorado y cambiada

completamente a suelo.

Descompuesta




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e. Agua subterrnea

El agua en el interior de un macizo rocoso procedegeneralmente del flujo que circula por las discontinuidades(permeabilidad secundaria).



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Relleno hmedo pero sinagua libre.

Junta seca sin evidencia

de flujo de agua.II

Relleno muy consolidado y

seco. No es posible elflujo de agua.

Junta muy plana y cerrada.Aparece seca y noparece posible quecircule agua.I

Discontinuidades con rellenoDiscontinuidades sinrelleno

Clase

e. Agua subterrnea



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Relleno que muestra sealesde lavado, flujo de aguacontinuo.

Junta hmeda pero sinagua libre.IV

Relleno mojado con goteo

ocasional.

Junta seca pero conevidencia de haber

circulado agua.

III

Discontinuidades con rellenoDiscontinuidades sinrelleno

Clase

e. Agua subterrnea



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Rellenos completamentelavados, presiones de aguaelevadas.

Junta con flujo continuode agua (estimar el caudalen l/min, y la presin)VI

Relleno localmente lavado,flujo considerable segncanales preferentes (estimar

caudal y presin).Junta con goteo pero sinflujo continuo.V

Discontinuidades con rellenoDiscontinuidades sinrellenoClase

e. Agua subterrnea



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4. PROCEDIMIENTO

Actualmente, el RMR es conocido en todo el mundo,dentro del campo de la minera y la construccin detneles, por su

SIMPLICIDADVERSATILIDADEFICACIA.



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4. PROCEDIMIENTO

MARCO GEOLGICO

1. Informacin Geolgica Regional

2. Identificacin y Clasificacin del macizo rocosoen UNIDADES GEOLGICAS ESTRUCTURALES,(Fallas, Pliegues, cambios litolgicos)

3. SUB DIVISIONES, de las unidades geolgicasestructurales por cambios significativos en

espaciamiento de discontinuidades



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4. PROCEDIMIENTO

RED DE DISCONTINUIDADES1. Descripcin del Macizo

Con muchsimas discontinuidadesTRITURADO

Gran variacin de tamao y forma de bloquesIRREGULARUna dimensin bastante mayor que las obras dosCOLUMNAR

Una dimensin bastante menor que las obras dosTABULAR

Aproximadamente equidistantesEN BLOQUES

Pocas discontinuidades o muy ampliamente espaciadasMASIVO



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Roca fresca Granodiorita y presencia adems la intrusin de undique de tendencia tabular

Ubicacin: va Mariquita Fresno en el departamento del Tolima



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Ubicacin: Va Fresno Manizales en el departamento del Tolima



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Ubicacin: Alto de Letras sobre la va Fresno Manizales en eldepartamento del Tolima



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-Ensayo de compresin

UNIAXIAL (Laboratorio)

-ndice de Carga Puntual



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< 1 Mpa

Baja

Muy baja

VALOR Y/O INTERVALO ADOPTADO

250 - 100

> 250 Mpa

Alta

Muy alta

5 - 1

25 - 5

50 - 25

100 - 50 Media

DESCRIPCINVALOR



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b. ndice de calidad de la roca RQD

Muy Buena90-100

Buena75-90

Media50-75

Mala25-50

Muy mala


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> 2000MAMuy Amplio

600 - 2000AAmplio

200 - 600MModerado

60 - 200CCercano

< 60MCMuy cercano

Separacin (mm)Clasif.Descripcin



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d. Estado de las discontinuidades

Persistencia

> 20MAMuy Alta

10 - 20AAlta

3 - 10MMedia

1- 3BBaja


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Abertura (Cerrada)



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Abertura (Abierta)



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Abertura (Con relleno)



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Abertura

Muy abierta> 5 mm

Abierta1.0 - 5.0

Parcialmente abiertas0.10 -1.0

Muy cerradas< 0.10 mmCerrada

DescripcinAbertura (mm)



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Rugosidad

Seales de pulidoSuave

Algo rugosa

Rugosa

Muy rugosa

RUGOSIDAD



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Relleno

Relleno Blando

Relleno Duro

> 5 mm< 5 mm

Sin relleno

RELLENO



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Meteorizacin

100%Roca descompuestaRSVI

> 90%Completamente meteorizadaCSV

50 - 90Muy meteorizadaHWIV

10 - 50Bastante meteorizadaMWIII

< 10%

Ligeramente meteorizadaSWII

-Dbil decoloracin en juntas principalesIb

-Roca sana o frescaF

Ia



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d. Filtraciones y presencia de agua subterrnea

z

u

ur

=RAZON DE PRESIONES INTERSTICIALES

Agua a presinVI

ru > 0.5FluyendoV

0.2 - 0.5GoteandoIV0.1 - 0.2

MojadoIII

0 - 0.1HmedoII

ru = 0Completamente SecoI

CONDICIONES GENERALES



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e. Correccin por orientacin de las discontinuidades

DesfavorableMediaFavorableMuy favorable

Buz.20-45

Buz.45-90

Buz.20-45

Buz.45-90

Construccin del tnel encontra del buzamiento

Construccin del tnel con elbuzamiento

Direccin perpendicular al eje del tnel



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DesfavorableMedioMuy desfavorable

Buz.20-45

Buz.45-90

Buzamiento de0- 20.

Cualquier direccin

Direccin paralela al eje deltnel



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-60-50-25-50Taludes

-25-15-7-20Cimentaciones

-12-10-5-20

Tneles &

minas

Calificacin

MuyDesfavorable

DesfavorableMediaFavorableMuy

FavorableDireccin y Buzamiento de las

discontinuidades



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5. ESCALA DE LA CLASIFICACIN


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6. UTILIDAD

a)Criterios de rotura para macizos rocosos

Una de las utilidades de la clasificacin de macizosrocosos de Bieniawski, es la propuesta por losinvestigadores Hoek y Brown, (1980) al presentarun criterio para evaluar la resistencia de un macizorocoso.

1= 3+ c i(m 3/c i+ s) .



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6. UTILIDAD

a)Criterios de rotura para macizos rocosos

Para macizos rocosos sanos y no afectados por voladuras:

m= mie

( RMR 100)/28

s = e

( RMR- 100)/9

Para macizos rocosos alterados o afectados por voladuras:

m= mie( RMR 100)/14

s = e( RMR- 100)/6



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6. UTILIDAD

b)Deformabilidad de macizos rocosos



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6. UTILIDAD

c)Tneles

Ninguno

Donde serequiera50mm en el

techo

Localmente,pernos en el techode 3m de longitud,espaciados 2.5m

con malla dealambre.

Frente completo,1 a 1.5m deavance. Soportecompleto 20m a

partir del frente

II - Buena

Generalmente no requiere soporte, excepto ensitios pernadosFrente completode 3m de avanceI Muybuena

Elementosen acero

Concretolanzado

Pernos (20 mm dedimetro)

ExcavacinClase demacizorocoso



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6. UTILIDAD

c)Tneles

Ninguno

50 a 100 mmen el techoy 30mm enlas paredes

Sistema de pernosde 4m de longitud,espaciados 1.5 a2m en el techo yparedes, con mallade alambre en eltecho.

En la partesuperior de lagalera 1.5m a3m de avance.Soportecompleto 10m apartir del frente

III - Media

Elementosen acero

Concretolanzado


ExcavacinClase demacizo

rocoso



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6. UTILIDAD

c)Tneles

Donde serequiere,varillasdelgadas a

mediasespaciadas1.5m

100 a 150mm en eltecho y 100

mm en lasparedes

Sistema de pernosde 4m a 5m delongitud,espaciados 1 a

1.5m en el techo yparedes, con mallade alambre.

En la partesuperior de lagalera 1m a 1.5mde avance.Instalacin de

soportessimultneamentecon la excavacina partir de 10m apartir del frente

IV- Mala

Elementosen acero

Concretolanzado





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6. UTILIDAD

c)Tneles

Varillasmedias agruesasespaciadas0.75m,

pretensazas opostensadas sise requiere.

150 a 200mm en eltecho y150 mmen las

paredes y50mm enel frente

Sistema depernos de 5m a6m de longitud,espaciados 1 a1.5m en el techo

y paredes, conmalla dealambre. Pernosinvertidos.

Mltiples galeras deavance de 0.5 a 1.5m.Instalacin desoportessimultneamente conla excavacin.

Concreto lanzado tanpronto como seaposible despus de lavoladura.

V- MuyMala

Elementos enacero

Concretolanzado

Pernos (20 mmde dimetro)




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6. UTILIDAD

d)Taludes

La aplicacin de la geomecnica de taludes de

Bienaiwski a taludes permite evaluar empricamente laestabilidad de una excavacin. A partir de laclasificacin RMR Romana (1997) ha propuesto laclasificacin Slope Mass Rating, SMR aplicada ataludes.



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6. UTILIDAD

d)Taludes

El ndice SRM se obtiene del RMR definindose cadafactores de ajuste por orientacin de las

discontinuidades y por el mtodo de la excavacin, elprimero de ellos es producto de los subfactores F1, F2y F3.

En donde:

F1 Depende del paralelismo ente la direccin de lasjuntas o discontinuidades y la del plano del talud. Varaentre 1.0 (cuando ambas direcciones son paralelas) y0.15 (cuando el ngulo entre ambas es mayor a 30.



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6. UTILIDAD

d)Taludes

F2 depende del buzamiento de la junta. En el casode roturas planas, varia entre 1.0 (para juntas conbuzamiento superior a 45) y 0.15 (para juntas conbuzamiento inferior a 20).

F3 refleja la relacin entre los buzamientos de la

junta y el talud.



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6. UTILIDAD

e)Correlaciones

Minera Rocasblandas

EspaaRMR = 10.5 ln Q + 41.8

Minera Rocas

blandas

EspaaRMR = 43.89 9.19 ln Q

TnelesSur AfricaRMR = 5 ln Q + 60.8

TnelesEspaaRMR = 12.5 log Q + 55.2

TnelesOrgenes diversosRMR = 9 ln Q + 44

TnelesNueva ZelandaRMR = 13.5 log Q + 43

ComentariosFuenteCorrelacin



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6. UTILIDAD

e)Correlaciones

La ms empleada definida por Bieniawski (1976):

RMR = 9 Ln Q + 44



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7. COMENTARIOS

El sistema de clasificacin de macizos rocosos,desarrollado por Bieniawski, posee componentescuantitativos (Resistencia a la compresin, RQD,espaciamiento de las discontinuidades, etc.) y

cualitativos (rugosidad, alteracin, etc.), sin embargo,stos ltimos (que dependen del criterio delevaluador) no generan un alto grado de sensibilidadfrente al resultado obtenido: Calificacin de macizo

rocoso, RMR.



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7. COMENTARIOS

El mtodo RMR es netamente de carcter emprico,que naci para el diseo de tneles y ha sidoextendido al estudio de taludes y cimentaciones, porlo que para stos ltimos debe ser utilizado con

reserva.



142/156

7. COMENTARIOS

La principal ventaja del Sistema RMR, es que es fcil deusar y tiene amplio reconocimiento en el medio, debido aque involucra parmetros que definen la resistencia delmaterial rocoso, las propiedades de las discontinuidades,

el grado de fracturamiento (RQD) y las condiciones delagua subterrnea. Sin embargo, el sistema no contemplaaspectos como el estado de esfuerzos del macizo rocoso ysu deformabilidad; actividad de obras de ingeniera

cercanas, sismos, y interaccin estructura roca.



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7. COMENTARIOS

El problema con la clasificacin del macizo rocoso haceuna generalizacin inapropiada de las formacionesrocosas, ya que no hace distincin en cuanto a sulitologa. Por lo que son de carcter muy general y no

contemplan situaciones particulares, por lo que sedeben hacerse adaptaciones. A este particular,Bieniawski (1997) recomend que las clasificacionessean utilizadas en el contexto de un proceso global dediseo ingenieril e indic que deben usarse solo enfases preliminares y/o de planeamiento, pero no paradefinir las caractersticas finales de diseo de unproyecto.


Tabla 1 Sistema de clasificacin de macizo rocoso de Bieniawski (1989), RMRClasificacin de parmetros y sus calificaciones

PARMETRO RANGOS DE VALORES


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PARMETRO RANGOS DE VALORESResistenciaa la carga

puntual>10 10-4 4-2 2-1

Para estos bajosrangos la prueba decompresin simple

es preferible

Resistenciadel material

rocoso

intacto(MPa)

Resistenciaa la

compresinsimple

>250 250-100 100-50 50-25 25-5 5-1 5 mmCalificacin 6 5 4 1 0

RugosidadMuy

rugosaRugosa

Ligeramenterugosa

Ondulada Pulida

Calificacin 6 5 3 1 0

Relleno NingunoRelleno duro

< 5mmRelleno duro

> 5mm

Rellenoblando 5mm


Alteracin InalteradaLigeramente

alterada

Moderada-mente

alterada

Muyalterada

Descompuesta

4

Condicionesdelas

discontinuidades


Caudal por10 m delongitud detnel

Nulo 125 lt/min

Relacin:Presin deagua/esfuerzoprincipal mayor

0 0 - 0.1 0.1 - 0.2 0.2 - 0.5 > 0.5

Aguasubte-rrnea

EstadoGeneral

SecoLigeramente

hmedoHmedo Goteando Agua fluyendo

5



ENSAYO DE CARGA PUNTUAL (Point load test)


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Broch y Franklin (1972)




146/156


EQUIPO:




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S O C G U U ( o t oad test)

INTERVIENEN:

- P CARGA DE ROTURA

- Is NDICE DE RESISTENCIA DE LA

CARGA PUNTUAL

En ensayos diametrales De es el dimetro D de la muestra, y en

ensayos axiales, bloques o formas irregulares es:

2

eD

PIs =

22

e

wD4D =




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( )




149/156

( )

FACTOR DE CORRECCIN: F

El ndice de resistencia a la carga puntual para dimetros equivalentesde 50mm es:

)50(

Is



0.45(D/50)Fdonde

IsF

Is(50)==


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( )

FACTOR DE CORRECCIN: F

Cuando esto no es posible, como en el caso en el que solamentese dispone de pocos especimenes pequeos, la correccin portamao puede llevarse a cabo utilizando la frmula:

0.45(D/50)FdondeIsFIs(50) ==




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( )

RESISTENCIA A LA COMPRESIN INCONFINADA, con una relacin

de longitud a dimetro 2 a 1, se obtiene en forma indirecta como:

)50()2524( Isc =


ENSAYO DE DESLEIMIENTO Y DURABILIDAD


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Durabilidad se define como la actitud de las rocas para resistir los

procesos naturales de alteracin que las degradan durante la vidade diseo de las obras.

Este ensayo simula los procesos naturales de humedecimiento ysecado, propuesto por Franklin y Chandra (1972)

Equipo:




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Clculos:

El ndice de desleimiento-durabilidad (segundo ciclo) se calculacomo la relacin en porcentaje de las masas secas de lasmuestras final a inicial

Donde:

Idd ndice de desleimiento-durabilidadC Peso de la muestra seca posterior al ensayoD Peso del tambor A Peso de la muestra seca al inicio del ensayo

%100xDDCIdd

=




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Propiedades de rocas blandas en funcin del ndice de

Desleimiento-Durabilidad:

La durabilidad se incrementa linealmente con la densidad ydisminuye con el contenido de agua.


PROPIEDADESDE LAS ROCAS


155/156

DE LAS ROCAS



156/156

********** FIN ***********

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Introduccion Mecanica Rocas 01

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