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Problemas Actuales Mec Roc Mineria

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  • 7/31/2019 Problemas Actuales Mec Roc Mineria

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    PROBLEMAS ACTUALESPROBLEMAS ACTUALESDE LA MECDE LA MECNICA DENICA DE

    ROCA EN MINERROCA EN MINERAAProfesor Roberto Blanco TorrensProfesor Roberto Blanco Torrens

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    Falta o insuficientes estudios geomecFalta o insuficientes estudios geomecnicosnicos

    Sobre este aspecto se ha escrito mucho. NumerosasSobre este aspecto se ha escrito mucho. Numerosas

    organizaciones, instituciones, colegios y universidadesorganizaciones, instituciones, colegios y universidadeshan hecho muchohan hecho mucho nfasis y pronunciamientos, peronfasis y pronunciamientos, perolamentablemente continlamentablemente contina sin una solucia sin una solucin realn real

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    e c en e e ecce c en e e ecc n en e mo e o e compor am en on en e mo e o e compor am en odel macizodel macizo

    En dependencia del carcter de la relacin entre tensiones ydeformaciones los modelos geomecnicos pueden dividirse en

    lineales y no lineales.

    En dependencia de la conjugacin de los particularidades mecnico-estructurales y al grado de su manifestacin, los modelosgeomecnicos pueden ser ; heterogneos anistropos o istropos yhomogneos-istropos.

    Segn las causales de manifestacin de la heterogeneidad puedenser: Naturales (estratificacin, esquistocidad, agrietamiento ,etc.) yartificiales relacionada con la variacin de propiedades del macizo acausa de los procesos tecnolgicos.

    Ahora bien a la hora de enfrentar la tarea y elegir el mtodo para susolucin es necesario ante todo definir si el macizo en estudio seconsidera continuo o discontinuo (discreto).

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    Para ello es necesario usar el concepto de volumen elemental,el cual se define como el volumen que posee en si todas laspropiedades del macizo en cuestin, pero que es a la vez losuficientemente pequeo en comparacin con el objeto que seestudia, que su estado tenso-deformacional se puedeconsiderar como el estado tenso-deformacional en un punto.

    En otras palabras el volumen elemental del macizo es aquelque siendo lo suficientemente pequeo, es capaz de poseertodas sus propiedades.

    Si evaluamos las dimensiones del volumen elemental de la

    condicin dada por la conservacin de las propiedades delmacizo es necesario examinar tanto la estructura de la rocacomponente (la interna) como las particularidades propias delmacizo.

    En las rocas se pueden esperar pocos volmenes que poseanen s todas las propiedades de la roca. Estos volmenes conuna determinada dimensin son los limites y si se disminuyencomienzan a manifestarse otras propiedades.

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    Las dimensiones de estos volmenes depende del tipo de roca y enprimer lugar de las dimensiones de los granos del esqueleto mineral .

    Por ejemplo. Para la arenisca con un contenido de cuarzo hasta un80% (la dimensin del grano es hasta de 0,5 mm) y cemento hasta un20 % , el volumen elemental esta en el orden de los 0,025 cm3; su reade 0,084 cm2 y su dimensin lineal de 0,29 cm aproximadamente. Eneste mismo orden, estn las dimensiones del volumen para otrostipos de rocas.

    Si tenemos en cuenta que los objetos que se investigan en losmacizos rocosos se miden generalmente en metros y en muchoscasos en decenas y ms de metros, se llega a la conclusin de que sepueden considerar los volmenes anteriores como pequeos.

    Realmente, la dimensin lineal del objeto de estudio es en ms de dosrdenes (100 veces) la del volumen elemental. Por lo que se puedeplantear que los defectos de la estructura interior de la roca no sonsignificantes para valorar la definicin de un macizo como continuo odiscreto.

    Los defectos estructurales de los macizos rocosos si ejercen graninfluencia en las dimensiones de los volmenes elementales. Encasos particulares las dimensiones de tales volmenes puedenalcanzar varios metros.

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    Por ejemplo durante el estudio de los procesos mecnicos que

    ocurren en los alrededores de las excavaciones subterrneasen donde la zona de influencia de excavacin se mide enmetros y en casos extremos en decenas de metros , talesvolmenes no se pueden considerar como elementales.

    Por el contrario si estudiamos el desplazamiento del macizosrocoso en un frente de arranque, cuando las dimensiones de lazona investigada alcanza cientos de metros y dicho volumense puede considerar como lo suficientemente pequeo yclasificar como elemental.

    Por consiguiente la cuestin a cuando es posible emplear elmtodo de la Mecnica de los medios continuos para el estudiodel macizo rocoso se debe resolver para cada caso enparticular teniendo en cuenta las caractersticas mecnica estructurales del macizo.

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    Estudio del campo deformacional del macizoEstudio del campo deformacional del macizo

    AquAqu se hace referencia solamente a dos aspectos: lase hace referencia solamente a dos aspectos: la

    deformacideformacin mn ms alls all del estado ldel estado lmite y la deformacimite y la deformacinncon el tiempo.con el tiempo.

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    Para el estudio de estas caractersticas del proceso

    de deformacin, se hace referencia inicialmente alDiagrama de deformacin total.

    Con el empleo del diagrama tensin deformacinlongitudinal y tensin deformacin transversal sepuede estudiar en detalle las particularidades delproceso de deformacin de las rocas.

    A medida que crece la deformacin de la muestrapor la accin de cargas externas desde cero hastauna magnitud dada , (para el diagrama tensin deformacin longitudinal y tensin deformacintransversal respectivamente) se produce el cierre de

    los defectos que poseen las rocas (poros, grietas,etc.), esto conduce a que los sectores oa y oa deldiagrama no sean lineales (ver fig.)

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    La deformacin posterior de la roca se produce en

    un estado elstico (ab y ab) debido a la compresinelstica del esqueleto mineral.

    El posterior desarrollo de la deformacin conduce al

    inicio del proceso de agrietamiento de la muestra,como resultado de lo cual se produce un aumentogradual del coeficiente de deformacin transversallo cual caracteriza la afectacin de la dependenciadirecta entre tensin y deformacin transversal

    (bc). Durante esto la dependencia entre tensin ydeformacin longitudinal (bc) conserva su estadolineal.

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    Debido a la aparicin de deformaciones no lineales el coeficiente de relacinentre tensin ( ) y deformacin ( ) pierde su sentido como mdulo deelasticidad y se debe entonces considerar a esa relacin como el mdulo dedeformacin, el cual tiene un valor numrico inferior al de elasticidad.

    Cuando se alcanza la deformacin que como muestra la experiencia, estvinculada a la resistencia a largo plazo de la roca, se inicia el proceso de

    desarrollo del agrietamiento, que conduce a la destruccin de la dependencialineal entre y (sector cd).

    3

    l

    Este proceso de agrietamiento ocurre tambin en el sector cd, pero ya all sehaba afectado la dependencia lineal.

    Una vez que se alcanza la deformacin lmite, que se corresponde con lamxima resistencia de la roca estudiada, o sea, con el lmite de resistencia(puntos d y d), una deformacin posterior de la roca es acompaada de unintenso proceso de ensanchamiento volumtrico y una disminucin gradual dela resistencia que ofrece la roca, ante la carga actuante. Esto posibilita que seproduzca un intenso proceso de agrietamiento

    En el punto e del diagrama se produce la separacin de la muestra en partes ypor eso no es factible una posterior deformacin de esta muestra en unestado lineal.

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    En condiciones de un estado triaxial, debido a la accin de las fuerzas laterales,la separacin en partes de la muestra se produce sin un aumento de volumen.

    Es caracterstico para el diagrama de deformacin total, que en su parte od(od) a medida que aumenta la deformacin de las rocas crece tambin laresistencia ante la accin de la carga, en tanto que en el sector dk (dk) sucedelo contrario a medida que crece la deformacin disminuye la resistencia de laroca.El diagrama de deformacin total puede ser dividido en tres sectorescaractersticos que se corresponden con tres estadios diferentes del proceso dedeformacin (ver fig. ).

    Sector od (od): que corresponde hasta el lmite de resistencia de la roca.Sector de(de): que corresponde a la deformacin despus del lmite deresistencia.Sector ek (ek): denominado sector de deformacin ruinosa.

    La posibilidad de encontrarse la roca en cualquier de estos estados dedeformacin motiva la necesidad de estudiar sus propiedades en dependenciadel estado en que ellas se encuentran.

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    y:

    Anlisis del comportamiento de las rocas ms all del lmite de resistencia.

    La particularidad fundamental del comportamiento mecnico de las rocas ms alldel lmite de resistencia consiste en la gradual disminucin de su resistencia a

    medida que crece la deformacin. El sector de decrecimiento de la resistencia enel diagrama de deformacin total comienza en el punto d, que correspondeal mximo valor de osea, al valor mximo de resistencia de la roca la cual, encondiciones de compresin lineal , se hace igual al lmite de resistenciaa compresin lineal en tanto que para condiciones de un estado triaxial, esta

    tensin se puede expresar por ejemplo, por la relacin:

    R)0( 32 ==

    )( c

    3)12( ++= cR

    SenSen= 1

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    Siendo:: Angulo de inclinacin de la envolvente lineal con respecto a

    Como se conoce el diagrama de deformacin total consta de tres partes; 2 deellas situadas ms all del lmite de resistencia.

    edEn el sector se produce la deformacin de la roca con la disminucin de suresistencia y para un estado lineal tiene lugar el aumento de su volumen. Esto

    va a ir acompaado de un proceso intenso de agrietamiento.En el punto e del diagrama, las rocas pasan a un estado ruinoso de destrucciny de ah en adelante el diagrama se puede mostrar como una lnea horizontal(paralela al eje ), (ver fig.)

    Analizando la parte del diagrama correspondiente a la deformacin ms all dellmite, se seala una deformacin que se encuentra en el trnsito hacia elestado ruinoso (sector )ed

    '

    1

    Si se denomina a la deformacin de destruccin (ruinosa), se tiene que

    tiende a

    '

    1

    R

    R

    La magnitud de la resistencia de la roca que se corresponde con la magnitud dela deformacin se denomina Resistencia Mnima de la roca ms all delestado lmite, o sea:

    R

    .min1

    '

    1

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    Los grficos que relacionan los valores de , de diferentes tipos de rocas,con la magnitud de la tensin mnima pueden ser aproximadamente

    representados por una expresin lineal.

    .min1

    )( 3

    3.min1 BA+=

    Donde:

    A : Una magnitud que tiene el sentido de una resistencia residual de la rocapara el caso de un estado lineal esta magnitud se designapor

    )0( 32 == 0

    c

    B : Coeficiente que caracteriza la influencia de la friccin interna en lacohesin de la roca.

    Se planteo que para un estado triaxial:

    cL ++= 3)12(

    y para uno lineal:

    cL =La magnitud del coeficiente Bse puede determinar con el uso del coeficiente defriccin interna. Si se tiene en cuenta que el lmite inferior de la resistencia dela roca en un estado triaxial viene dado por la expresin:

    3.min1 )12( +=

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    .min1Comparando las dos expresiones de se obtiene que el valor del coeficienteB, se puede dar por la relacin

    12 += BComparando la magnitud obtenida de la magnitud de Bexperimentalmente conla obtenida por la expresin anterior se ve que la dispersin de losresultados no excede de un 10% (o sea, no excede de los errores en ladeterminacin de las propiedades de las rocas). Por ende la resistencia mnimase puede expresar para el caso del estado lineal:

    )12( +

    3

    0

    .min1 )12( ++= c

    La disminucin de la resistencia de la roca se acompaa con variaciones en suvolumen (para un estado lineal), lo cual lleva a un aumento de su coeficiente dedeformacin transversal.

    A partir de los resultados obtenidos por un gran volumen de trabajosexperimentales se plantea que la relacin entre las deformacioneslongitudinales y transversales, ms all del estado lmite, se puede escribir en

    forma aproximada por la siguiente relacin lineal:

    '

    1

    '

    3 =

    Siendo:

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    Deformacin transversal ms all del estado lmite.

    Deformacin lineal ms all del estado lmite

    Coeficiente de deformacin transversal

    '

    3

    '

    1

    *Tambin se puede plantear la relacin entre el mdulo de deformacin ms alldel estado lmite (denominado tambin Mdulo de cada) con respecto almdulo de deformacin antes del lmite.)(

    =

    *

    0

    El mdulo de deformacin ms all del lmite depende de una serie defactores: tipo de roca, velocidad del proceso de deformacin, tipo de estadotensional, entre otros.

    *

    Algunos valores de y para diferentes tipos de rocas se dan en la tabla #. 0

    Por ejemplo bajas velocidades en el proceso de deformacin de las rocas (en

    un estado ms all del lmite) se corresponden con altos valores del Mdulo dedeformacin

    Para ilustrar mejor la regularidad en la variacin del Mdulo de deformacin enel proceso de deformacin, se debe analizar un diagrama total de deformacin

    para cualquier roca, obtenido del resultado de ensayos con sucesivasdescargas y cargas de la muestra

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    Tabla #. Valores de y o

    2.52.533CalcitaCalcita

    7.07.01414AlebrolitaAlebrolita

    2.52.588ArgilitaArgilita

    0.50.5

    44

    MM

    rmolrmol

    0.60.633AreniscasAreniscas

    Tipo de rocaTipo de roca

    0

    *

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    Caractersticas de deformacin de las rocascon el tiempo

    Es conocido, de la prctica minera, que ladeformacin en las rocas varia con el tiempo y porejemplo se sabe que los desplazamientos de las

    rocas denudadas que rodean a las excavacionestienden a desarrollarse con el transcurso deltiempo, que los desplazamientos en las rocas deltecho de los frentes largos en las excavaciones de

    arranque dependen, entre otros factores, de lavelocidad de avance del frente de trabajo y as sepodran mencionar muchos ejemplos.

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    Es por ello que para estudiar y resolver muchos de los problemas en minera noresulta suficiente el conocimiento de las caractersticas elsticas y plsticas de

    las rocas, obtenidas mediante ensayos de laboratorio o in situ con cargasaplicadas durante un corto tiempo, sino que es necesario estudiar elcomportamiento de las rocas bajo la accin de cargas aplicadas durante unlargo periodo de tiempo.

    Las propiedades reolgicas de las rocas, son las que caracterizan sucomportamiento al deformarse con el tiempo. Las rocas al deformarse con eltiempo, en dependencia de sus caractersticas y del estado tensional actuante,pueden comportarse en algunos casos en forma similar a un slido y en otrascomo cuerpos viscosos, manifestndose en este ltimo caso las caractersticas

    de fluidez.

    La fluidez en las rocas puede ser plstica y viscosa. La primera se manifiestasolo en aquellos casos en que la magnitud de la tensin actuante sobrepasa ellmite de fluidez de la roca, en tanto que la segunda puede ocurrir para

    cualquier momento y desarrollarse para cualquier magnitud de la tensin.Para la caracterizacin de las propiedades reolgicas de las rocas son muyusados los conceptos: escurrimientos de las deformaciones y relajamiento delas tensiones.

    Se denomina escurrimiento de las deformaciones a la capacidad que tienen lasrocas de deformarse con el tiempo bajo la accin de cargas constantes.(ver fig. )

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    En tanto que relajamiento de tensiones es el proceso mediante elcual se produce en la roca la disminucin gradual, con el transcursodel tiempo, de las tensiones actuantes, sin que vare su estadodeformacional (ver fig).

    En las rocas de acuerdo a su constitucin, caractersticas ycondiciones de yacencia pueden manifestarse, para una cargaconstante, deformaciones con diferentes caractersticas y grados deintensidad. De tal forma se aprecia que el escurrimiento dedeformaciones puede presentarse en dos formas, a partir de lo que,las rocas se pueden dividir en dos clases: la primera clase a la quepertenecen la mayora de las rocas (areniscas, calizas, peridotitas,granitos, etc.) se caracteriza porque las deformaciones al cabo de untiempo cesa de aumentar, o sea, tiene un carcter amortiguado (verfig.)

    En tanto que la Segunda clase, a la cual pertenecen las arcilas y losesquistos arcillosos entre otros, se caracterizan por presentar uncarcter no amortiguado en su deformacin (ver fig.)

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    Las investigaciones realizadas han permitido establecer las caractersticasprincipales que deben satisfacer las ecuaciones de las curvas del escurrimiento:

    Para las rocas primera clase:

    1. Una carga instantnea es correspondida con una deformacin instantnea,

    existiendo entre ellas una dependencia lineal.2. La deformacin aumenta con el transcurso del tiempo.3. Para una carga constante, la magnitud de la deformacin tiende a un

    determinado lmite, el cual va a depender de la magnitud de la cargaactuante.

    4. El lmite al cual tiende la magnitud de la deformacin, tiene una relacin nolineal con la carga actuante.

    Para las rocas de la Segunda clase:

    1. No se establece una deformacin lmite.2. En un periodo inicial, no muy extenso, la curva del escurrimiento posee un

    carcter exponencial, para despus pasar a tener una forma lineal.3. La velocidad de deformacin es directamente proporcional a la carga

    aplicada.

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    En su forma ms completa el carcter de deformacin de las rocas, con eltiempo, puede ser caracterizado por la curva de escurrimiento, representada ensu forma ms general (ver fig.)

    Del anlisis de la curva OABCD se obtiene lo siguiente:

    El tramo OA se corresponde con la deformacin inicial que se produceinstantneamente. En dependencia de la magnitud de la carga actuante estadeformacin puede ser totalmente elstica (cuando se produce debido a lacompresin elstica del esqueleto mineral y a la eliminacin en l del aire yagua) y en parte puede haber deformacin no elstica (cuando hay

    deformaciones irreversibles) debido a la ocurrencia de microfracturas. En lasrocas.

    )( 0

    El tramo AB corresponde a un estado de escurrimiento amortiguado en dondela velocidad de deformacin tiende a cero En esta etapa pueden ocurrir

    tanto deformaciones elsticas, como no elsticas.

    )0(*

    El tramo BC de la curva se corresponde con un estado de escurrimiento de lasdeformaciones no establecido, con una velocidad constante de la deformacin

    Esta etapa de deformacin se caracteriza por la deformacin de

    los enlaces estructurales en la roca y por ello al producirse la descarga ladeformacin solo en parte es reversible

    )tan(*

    tecons=

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    Por ltimo en el tramo CD se manifiesta un aumento en la velocidad dedeformacin, lo que va acompaado de la intensificacin del proceso dedestruccin (aparicin y desarrollo de las grietas y al final la destruccin de laroca). Este ltimo tramo a veces se denomina de fluidez creciente.

    La magnitud total del escurrimiento de la deformacin se clcula por laexpresin:

    )(t

    3210 +++=tSiendo:

    0

    1

    2

    3

    : Deformacin instantnea.

    : Deformacin durante el escurrimiento amortiguado.

    : Deformacin para la etapa de escurrimiento con la velocidad constante.

    : Deformacin durante la etapa de fluidez.

    En ocasiones la expresin anterior se puede escribir:

    .noelstet +=

    Y se conoce que:

    0

    =c

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    Siendo:

    0 : Mdulo inicial de elasticidad (para t=0).

    En tanto que las deformaciones no elstica, en el proceso de escurrimiento,aumenta segn una ley exponencial (como muestran los resultadosexperimentales) y tienden a un determinado lmite, el cual en forma no lineal,depende de las tensiones actuantes.

    Para la condicin de un proceso de deformacin ilimitado en el tiempo, sepuede decir que:

    ==

    .noelst

    Siendo:

    y : Deformacin y mdulo de deformacin para un largo periodo deaccin de la carga

    Esta deformacin se puede representar en forma de una curva exponencial.)(

    mA )(

    0

    =

    Siendo:

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    A my : parmetros de la roca.

    De tal forma la ecuacin del escurrimiento de las deformaciones se puedeescribir:

    m

    t A )(00

    +

    =

    Por su parte la curva de relajamiento de las tensiones (dada en la fig.# );

    puede escribirse en forma exponencial por la expresin:

    0

    0

    tt

    e

    =

    Donde:

    0 0ty : tensin y tiempo inicial.

    El tiempo de relajamiento (periodo en que se produce la disminucin de lastensiones) para la mayora de las rocas es muy grande, es por ello que para

    caracterizar las propiedades reolgicas de las rocas, se utiliza en muchasocasiones un indicador de la cada de tensiones en el macizo para undeterminado perodo de tiempo, o sea:

    10

    10

    =

    R

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    Siendo:

    Y las tensiones en el momento inicial y en el momento intermedio que se

    tomo para el estudio.

    0 1

    Como ejemplos de este proceso de relajamiento de tensiones en los frentes dearranque puede sealarse la disminucin de las tensiones en un pilardeformado, que sostiene rigidamente a un techo el cual es capaz, con eltranscurso del tiempo, asimilar la carga de las rocas , que yacen ms arriba; o

    la disminucin de las tensiones en el pilar flexible deformado a cuenta de ladistribucin de las tensiones que en el ocurren..

    Las investigaciones del estado tenso-deformacional del macizo rocoso,muestran que para largas acciones de las cargas se disminuyen las

    caractersticas elsticas de las rocas y se manifiestan con mayor intensidad lasno elsticas.

    Un ejemplo claro de la manifestacin del proceso del escurrimiento de lasdeformaciones en los frentes de arranque tiene lugar en los pilares que

    gradualmente se van deformando al sostener a techos flexibles, proceso el cualpuede durar aos y concluye con la destruccin del pilar.

    El escurrimiento de las deformaciones y el relajamiento de las tensiones estnligadas al proceso de transicin de las deformaciones elsticas en plsticas,

    pero si la manifestacin de las deformaciones plsticas se producen en loscasos, que las tensiones sobrepasen el lmite de elasticidad, durante la

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    manifestacin del escurrimiento se produce un lento crecimiento de lascaractersticas plsticas de deformacin, en situaciones de cargas por debajodel lmite de elasticidad, pero para tiempos prolongados de accin de esa carga.

    Durante el relajamiento de las tensiones las deformaciones elsticas en lasrocas, con el transcurso del tiempo, se transforman en plticas, pero ladeformacin total no varia.

    Un rol muy significativo en la manifestacin de las deformaciones residuales, lotiene la existencia de defectos estructurales en la roca.

    Un rasgo muy caracterstico de los procesos de deformacin con el tiempo(reolgicos), en particular el escurrimiento de las deformaciones, lo tiene la

    dependencia entre la deformacin observada en un momento dado y lascaractersticas de todo el proceso de carga material, o en otras palabras de todasu historia anterior de carga. Esta caracterstica de los materiales se denominasu herencia.

    Como se conoce con el aumento del tiempo de aplicacin de la carga laresistencia de la roca disminuye, acercndose asintticamente a un determinadolmite.

    Este lmite habitualmente se denomina resistencia a largo plazo )(

    L i i d l i t i l l d l l ti d

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    La variacin de la resistencia a largo plazo de la roca con el tiempo, puededescribirse mediante una curva logartmica, dada por la expresin:

    tKTln0 +=

    Siendo:

    0

    TK

    t

    : Resistencia de la roca ante una carga instantnea.

    : Coeficiente de Tesura (estoicidad de las rocas).

    : Tiempo de aplicacin de la carga.

    Segn demuestran los resultados experimentales obtenidos, para la mayora de

    las rocas a 0.8. Esta magnitud depende de muchos factores: composiciny textura de la roca, humedad, porosidad, tipo y caractersticas de actuacin dela carga, tiempo y otras. Valores de la resistencia a largo plazo para diferentesrocas se dan en la Tabla #.

    6.0

    Para caracterizar los procesos reolgicos que pueden ocurrir en el macizorocoso existen numerosas teoras, entre ellas la teora hereditaria delescurrimiento de las deformaciones, que es considerada por muchos autorescomo la que en forma ms precisa representa el fenmeno real que ocurre en elmacizo rocoso.

    Afectaciones Estructurales Del Macizo Rocoso

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    La existencia de diferencias estructurales en el macizo rocoso trae comoconsecuencia que se afecte su integridad y se produzca su debilitamiento,reflejando esto en la perdida de su resistencia y capacidad portante,

    disminucin de sus cualidades y un aumento de su heterogeneidad yanisotropa.

    Como es conocido el agrietamiento de los macizos rocosos es la principalcausa de la afectacin de su continuidad. En la geologa estructural eltermino grieta tiene un significado bastante amplio que va desde las grandesroturas producido por fenmenos tectnicos hasta afectacionesmicroscpicas; en dicha disciplina se estudia todo lo relacionado con la

    formacin de las grietas; las leyes del desarrollo del proceso deagrietamiento en la corteza terrestre y la clasificacin de las grietas.

    Afectaciones Estructurales Del Macizo Rocoso

    P t l i d t di i li fi ll i t

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    Por su parte la mecnica de rocas y otras disciplinas afines a ella, grieta secomprende como una superficie de separacin por medio de la cual se produceuna ruptura en el campo tenso-deformacional.

    En la actualidad son empleadas diferentes clasificaciones del agrietamiento.En dependencia al objetivo que se persiga tales como: la gentica, la ingenierageolgica, la geomtrica y la hidrogeolgica entre otras.

    Una clasificacin muy aceptada para el estudio geomecnico del macizorocoso, es a que se basa en las dimensiones promedio del bloque estructural.

    La tabla muestra luna clasificacin del agrietamiento en funcin de lasdimensiones promedios del bloque estructural.

    < 75< 75

    Muy poco agrietadoMuy poco agrietado

    VV

    De 50 a 75De 50 a 75Poco agrietadoPoco agrietadoIVIV

    De 30 a 50De 30 a 50MedianamenteMedianamenteagrietadoagrietado

    IIIIII

    De 15 a 30De 15 a 30AgrietadoAgrietadoIIII

    < 10< 10Muy agrietadoMuy agrietadoII

    Dimensiones delDimensiones delbloquebloque cmcm

    Grado deGrado deagrietamientoagrietamientondice de clasificacindice de clasificacinn

    Se distingue el macro y el micro agrietamiento

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    Se distingue el macro y el micro agrietamiento.

    El macro agrietamiento es visible a simple vista y de l depende la estabilidad

    de la zonas denudadas del macizo, de pilares, taludes y otras obras.El grado de influencia de esta forma de agrietamiento sobre la estabilidad del

    macizo esta dada por una serie de factores: Orientacin de los planosprincipales de agrietamiento, intensidad del agrietamiento (distancias entregrietas y planos de grietas), caractersticas de las grietas ( si estn abiertas o

    cerradas, si estn rellenas o no, caractersticas del relleno etc.) y de loselementos de yacencia.

    El macro-agrietamiento en gran medida determina las caractersticas deresistencia de los macizos, las dimensiones permisibles de rea denudada,

    los parmetros de los sistemas de explotacin, la direccin de los trabajosentre otros.

    Por su parte el micro-agrietamiento influye significativamente en laspropiedades mecnicas de las muestras de roca afectando su continuidad en

    formas de pequeas partculas, que solo puede ser vista con empleo demicroscopios.

    Las grietas (o sistemas de grietas) se distribuyen en el macizo rocoso a unadistancia dada una de otra, se cortan, convergen, etc, como resultado de cual el

    macizo con una dimensin H caracterstica (o el sector estudiado) se encuentradividido en muchos bloques estructurales con una dimensin promedio h.

    La relacin H/h se define como la intensidad de agrietamiento Adems para la

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    La relacin H/h se define como la intensidad de agrietamiento. Adems para laevaluacin cualitativa del agrietamiento se utiliza el coeficiente lineal, de rea ovolumtrico de la intensidad del agrietamiento. Ellas representan la relacin

    entre la unidad de longitud de rea o volumen con respecto distancia (hpromedio) promedio entre grietas vacas con respecto al rea o volumen delbloque estructural

    Una particularidad de los procesos mecnicos que ocurren en macizos

    agrietados es el aumento de su deformabilidad. Esto se produce debido aldesplazamiento de los bloques estructurales , unos con respecto a los otros.Aqu en el contacto entre bloques (que puede ser continuo, sectorial o puntual)surge aqu la fuerza de friccin.

    Las caractersticas deformacionales determinadas en condiciones delaboratorio, como cualquier otra , significativamente se diferencian de lasdeterminadas en el macizo rocoso Segn datos de la prctica la relacin entreel valor mdulo de deformacin determinado en condiciones de laboratorio ,respecto al determinado directamente in situ como regla oscila entre 2,5 a3,0 pudiendo llegar en algunos casos a 4,0-4,2.

    Esta diferencia tan significativa se relaciona en lo fundamental por la presenciaen el macizo rocoso de Microgrielas, las cuales habitualmente no existen en lasmuestras de ensayo.

    Se ha demostrado que en un agrietamiento cerrado del orden de los 0 002 a

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    Se ha demostrado que en un agrietamiento cerrado del orden de los 0,002 a0,004 mm puede conducir a una disminucin del mdulo de deformacin enhasta 2,5 veces.

    Normativas para tener en cuenta la influencia del agrietamiento del macizo ensus caractersticas deformacionales y en particular sobre la magnitud delmdulo de deformacin para su uso durante los trabajos de proyeccin enconstruccin subterrnea. no existe

    El estudio del agrietamiento en la mecnica de rocas, se enfoca a partir del rolque l desempea en el debilitamiento del macizo rocoso y por el efecto queesto produce en la estabilidad de excavaciones subterrneas, taludes y otrasconstrucciones.

    En los ltimos 40 aos se ha realizado una intensa investigacin delagrietamiento del macizo rocoso, lo cual se encamina a la resolucin de los msvariadas tareas, tanto: Geolgicas, hidrogeolgicas, mineras y relativo a lasconstrucciones subterrneas y de superficie.Las principales direcciones en que se desarrollan estas investigaciones tienen

    como objetivos:

    Lograr crear una metodologa integral para la valoracin del agrietamiento demacizo rocoso.

    Establecer la relacin existente entre el agrietamiento y las caractersticas de

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    Establecer la relacin existente entre el agrietamiento y las caractersticas deresistencia del macizo, as como, la influencia de esto en la estabilidad delsistema excavacin- macizo.

    Proponer una clasificacin integral nica del agrietamiento.

    Profundizar en el estudio de las causas del agrietamiento

    El agrietamiento segn las causas por la que se forma puede ser natural yartificial. El agrietamiento natural est ligado a las particularidades del origendel macizo rocoso y a los cambios en l producidos a causa de los procesosendgenos y exgenos, as como por los efectos de la erosin.

    El agrietamiento artificial se produce como resultado de la accin sobre elmacizo de diferentes afectaciones ligadas a los procesos tecnolgicos deconstruccin de diferentes obras. En particular ejercen un efecto significativoen la formacin y magnitud de este agrietamiento, tambin denominado enocasiones secundario, los trabajos con explosivos.

    Para la evaluacin del agrietamiento del macizo rocoso existe un gran nmerode mtodos, experimentales que se pueden clasificar como sigue: Mtodogeolgico, mtodos fsicos, mtodos de resistencia, mtodos de produccin ylos mtodos de modelacin.

    Para evaluar cualitativamente el agrietamiento se puede utilizar un coeficiente

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    Para evaluar cualitativamente el agrietamiento se puede utilizar un coeficientelineal c de rea o volumtrico de intensidad de agrietamiento. Ellos representanla relacin entre la unidad de longitud de rea o volumen con respecto a la

    distancia promedio entre grietas (hprom), rea del bloque estructural (Aprom) yvolumen del bloque estructural (Vprom).

    Una particularidad de los procesos mecnicos que ocurren en macizosagrietados es el aumento de su deformabilidad. Esto se produce debido aldesplazamiento de los bloques estructurales unos con respecto a los otros.Aqu en el contacto entre bloques ( que puede ser continuo, sectorial o puntual)segn las fuerzas de friccin.

    Las caractersticas deformacionales determinadas en condiciones delaboratorio, con cualquier otra (tensional, de resistencia, etc.) se diferenciasignificativamente de las determinadas directamente en el macizo rocoso.

    Segn datos de la practica la relacin entre la magnitud del mdulo dedeformacin determinado en condiciones de laboratorio, respecto al obtenidode trabajos in situ, como promedio, oscila entre 2,5 a 3,0 pudiendo llegar enalgunos casos a valores superiores a 4,0.

    Esta diferencia tan significativa se relaciona, en lo fundamental, a la presenciaen el macizo rocoso de micro-grietas, las que habitualmente no existen en las

    muestras de ensayo.

    Normativas para tener en cuenta la influencia del agrietamiento en las

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    p gcaractersticas deformacionales o tensionales del macizo no existen.En dependencia de su orientacin las grietas pueden estar ordenadas y

    desordenadas.

    Caso a. Grietas ordenadas con un sistema.

    Caso b. Grietas ordenadas con un dos sistemas.

    Caso c. Desordenada caticamente.

    Cuando existe un agrietamiento ordenado (no importa el nmero de sistemade grietas) siempre es posible definir uno o mas sistemas preponderantes

    (peligrosas) de grietas. Para el caso de un agrietamiento catico no es posibleobtener la direccin preponderante de las grietas.

    El estudio del agrietamiento es necesario en la mecnica de roca para:

    1. Definicin del modelo geomecnico ms representativo del macizo rocoso.

    2. Para el estudio del estado tenso-deformacional de cualquier macizo.3. Para clculos prcticos, cuando es necesario conocer las caractersticas de

    resistencia y otras del macizo.

    Para poder establecer el plan de investigacin y elegir el mtodo de resolucin

    de cualquier tarea planteada es necesario ante todo definir si el macizo rocosoen estudio se considera continuo o discreto.

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    MMtodos de Evaluacitodos de Evaluacin de las afectaciones estructuralesn de las afectaciones estructurales

    1. MTODOS EXPERIMENTALES PARA EL ESTUDIO DELAGRIETAMIENTO

    MTODO GELGICO MTODOS DE ESTUDIO DE AGRIETAMIENTO EN CONDICIONES

    DE PRODUCCIN

    MTODOS GEOFSICOS

    ESTUDIO DEL AGRIETAMIENTO POR MTODO DEMODELACIN

    2. MTODOS ANALTICOS PARA EL CLCULO DEL

    AGRIETAMIENTO

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    Otros aspectos a estudiar de gran importancia a la

    hora de evaluar el grado de afectacin estructural delos macizos son: su Estratificacin y la Bloquicidad

    Estabilidad de obras subterrEstabilidad de obras subterrneasneas

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    Estabilidad de obras subterrEstabilidad de obras subterrneasneasPor estabilidad de las excavaciones subterrPor estabilidad de las excavaciones subterrneas se define laneas se define lacapacidad que ellas poseen de conservar la forma ycapacidad que ellas poseen de conservar la forma ydimensiones requeridas de su seccidimensiones requeridas de su seccin transversal duranten transversal durantetodo el tiempo previsto de explotacitodo el tiempo previsto de explotacin.n.

    La estabilidad del sistema macizoLa estabilidad del sistema macizo--excavaciexcavacin depende de unn depende de un

    gran ngran nmero de factores, entre ellos los mmero de factores, entre ellos los ms importantes son:s importantes son:

    Propiedades fPropiedades fsicosico--mecmecnicas de las rocas.nicas de las rocas.

    Grado de agrietamiento del macizo y unido a esto el nGrado de agrietamiento del macizo y unido a esto el nmeromero

    de sistemas de grietas existentes, sus orientaciode sistemas de grietas existentes, sus orientacionesnesrespecto a la direccirespecto a la direccin de la excavacin de la excavacin, material del que estn, material del que estnnrellenas las grietas, entre otros aspectos.rellenas las grietas, entre otros aspectos.

    Tensiones actuantes en el macizo (antes y despuTensiones actuantes en el macizo (antes y despus de hecha las de hecha laexcavaciexcavacin).n).

    UbicaciUbicacin espacial de la excavacin espacial de la excavacin en el macizo.n en el macizo.

    MMtodo de laboreo empleado.todo de laboreo empleado.

    Cantidad de agua e hidrCantidad de agua e hidrulica del macizo.ulica del macizo.

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    En la actualidad uno de los problemas mEn la actualidad uno de los problemas ms debatidos en la esfera des debatidos en la esfera de

    la Mecla Mecnica de Rocas y la Construccinica de Rocas y la Construccin Subterrn Subterrnea, es comonea, es comovalorar la estabilidad de las excavaciones subterrvalorar la estabilidad de las excavaciones subterrneas, desde elneas, desde elpunto de vista cuantitativo. Actualmente para tal efecto existenpunto de vista cuantitativo. Actualmente para tal efecto existennumerosos criterios, los cuales se basan en el empleo de diferennumerosos criterios, los cuales se basan en el empleo de diferentestes

    indicadores que permiten clasificar el macizo en categorindicadores que permiten clasificar el macizo en categor

    as, segas, seg

    nn

    su estabilidad.su estabilidad.

    Formas de PFormas de Prdida de Estabilidadrdida de Estabilidad

    Sobre la base de los estudios efectuados por numerososSobre la base de los estudios efectuados por numerososinvestigadores y especialistas en la materia se diferencian tresinvestigadores y especialistas en la materia se diferencian tres

    formas principales en que se manifiesta la pformas principales en que se manifiesta la prdida de estabilidad enrdida de estabilidad enlos macizos rocosos:los macizos rocosos:

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    Desprendimientos de pedazos o sectores deDesprendimientos de pedazos o sectores de

    rocas fracturadas a causa de su propio peso.rocas fracturadas a causa de su propio peso. Desplazamiento, deformaciDesplazamiento, deformacin y destruccin y destruccin de lan de laroca en las zonas de concentraciroca en las zonas de concentracin de tensiones.n de tensiones. Desplazamiento significativo de la roca denudada,Desplazamiento significativo de la roca denudada,sin que se produzca en ella una destruccisin que se produzca en ella una destruccin apreciable.n apreciable.

    PPrdida de Estabilidad por Desprendimientordida de Estabilidad por Desprendimiento

    La pLa prdida de estabilidad del macizo por elrdida de estabilidad del macizo por el

    desprendimiento a causa del propio peso de una zonadesprendimiento a causa del propio peso de una zonafracturada es caracterfracturada es caracterstica de los macizos rocososstica de los macizos rocososafectados estructuralmente (estratificados, agrietados,afectados estructuralmente (estratificados, agrietados,con planos decon planos de clivajeclivajey otros).y otros).

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    El mecanismo con que se produce esta pEl mecanismo con que se produce esta prdida derdida de

    estabilidad es bastante simple de explicar. El peso deestabilidad es bastante simple de explicar. El peso dela roca que yace sobre la excavacila roca que yace sobre la excavacin, en unn, en undeterminado sector, es mayor que la resistencia aldeterminado sector, es mayor que la resistencia alcortante de la roca, por lo que esta se separa delcortante de la roca, por lo que esta se separa del

    macizo y cae en la excavacimacizo y cae en la excavacin (ver Figura).n (ver Figura).

    El pronEl pronstico de la posible ocurrencia de estestico de la posible ocurrencia de estefenfenmeno es bastante difmeno es bastante difcil debido al gran por cientocil debido al gran por cientode causales que ende causales que en l pueden incidir. Para estel pueden incidir. Para esteestudio, habitualmente se parte de un modelo deestudio, habitualmente se parte de un modelo debloque para representar al macizo (este modelobloque para representar al macizo (este modelo

    considera al medio discreto).considera al medio discreto).

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    PPrdida de Estabilidad por Desplazamiento,rdida de Estabilidad por Desplazamiento,

    DeformaciDeformacin y Destruccin y Destruccin de la roca en eln de la roca en elcontorno de la excavacicontorno de la excavacinn

    En este caso la pEn este caso la prdida de estabilidad se producerdida de estabilidad se producecuando la magnitud de las tensiones actuantes en elcuando la magnitud de las tensiones actuantes en elcontorno de las excavaciones sobrepasan el valor decontorno de las excavaciones sobrepasan el valor dela resistencia existente en el macizo.la resistencia existente en el macizo.

    La condiciLa condicin de estabilidad del macizo, en el caso mn de estabilidad del macizo, en el caso mssgeneral, viene dada por la siguiente expresigeneral, viene dada por la siguiente expresin:n:

    0

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    ppmacizo rocosomacizo rocoso

    Como se dijo anteriormente existen numerososComo se dijo anteriormente existen numerosos

    criterios para evaluar la estabilidad del macizocriterios para evaluar la estabilidad del macizorocoso. En el presente trabajo se hace referencia arocoso. En el presente trabajo se hace referencia alos mlos mtodos mtodos ms difundidos para la evaluacis difundidos para la evaluacin de lan de laestabilidad, relacionando su empleo al modeloestabilidad, relacionando su empleo al modelogeomecgeomecnico mnico ms representativo del macizo y a las representativo del macizo y a laforma preponderante en que se produce la pforma preponderante en que se produce la prdidardidade estabilidad, tratando en lo posible de sistematizarde estabilidad, tratando en lo posible de sistematizareste aneste anlisis.lisis.

    1.1. EvaluaciEvaluacin de la estabilidad del macizo con eln de la estabilidad del macizo con el

    empleo de criterios ingenieriles empempleo de criterios ingenieriles empricosricos(conocidos como clasificaciones geomec(conocidos como clasificaciones geomecnicas)nicas)

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    2. Muchos autores parten del criterio de comparar las2. Muchos autores parten del criterio de comparar lastensiones actuantes con la resistencia que ofrece eltensiones actuantes con la resistencia que ofrece elmacizo rocoso, o sea se plantea que la excavacimacizo rocoso, o sea se plantea que la excavacin esn esestable cuando se cumple la siguiente condiciestable cuando se cumple la siguiente condicin.n.

    Siendo:Siendo:

    R : Resistencia del macizo,R : Resistencia del macizo, MPaMPa

    : Tensi: Tensin actuante,n actuante, MPaMPa..

    A partir de este criterio general se plantean una serieA partir de este criterio general se plantean una seriede expresiones que con un mayor o menor grado dede expresiones que con un mayor o menor grado deprecisiprecisin cualifican la estabilidad del macizo rocoso.n cualifican la estabilidad del macizo rocoso.

    0>R

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    3.Otro criterio para valorar la estabilidad es a3.Otro criterio para valorar la estabilidad es a

    partir de la formacipartir de la formacin y dimensiones de unan y dimensiones de unazona de destruccizona de destruccin alrededor de lan alrededor de laexcavaciexcavacin. Este criterio se considera mn. Este criterio se considera mssgeneralizado que sus similares y permitegeneralizado que sus similares y permitetener en cuenta durante la evaluacitener en cuenta durante la evaluacin de lan de laestabilidad: la forma y dimensiones de laestabilidad: la forma y dimensiones de lasecciseccin de la excavacin de la excavacin, la relacin, la relacinn

    existente entre las tensiones principales queexistente entre las tensiones principales queactactan en el macizo y sus direcciones.an en el macizo y sus direcciones.

    4.Para evaluar la estabilidad del macizo rocoso, en los4.Para evaluar la estabilidad del macizo rocoso, en losd id t i d l d f it d l d f i ll iti

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    que a su destruccique a su destruccin antecede la deformacin antecede la deformacin pln plstica,stica,

    se utiliza el criterio deformacional de resistencia, dadose utiliza el criterio deformacional de resistencia, dadopor la expresipor la expresin:n:

    eppet

    =+=Siendo:: Deformacin total (Lmite).

    :Deformacin elstica:Deformacin plstica:Parmetro que indica las caractersticas

    plsticas de las rocas, se determina por laexpresin:

    p

    t

    e

    p

    e

    t

    p=

    Este comportamiento estEste comportamiento est caracterizado para uncaracterizado para un

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    Este comportamiento estEste comportamiento est caracterizado para uncaracterizado para unmodelomodelo elastoelasto--plplstico. Se estudia el caso de unastico. Se estudia el caso de unaexcavaciexcavacin de seccin de seccin circular de radio R0 en un medion circular de radio R0 en un medioelastoelasto--plplstico con plasticidad limitada, considerandostico con plasticidad limitada, considerandoun campoun campo tensionaltensional inicial hidrostinicial hidrosttico (tico ( =1=1). Para). Para

    este caso hasta una profundidad dada He el macizo seeste caso hasta una profundidad dada He el macizo secomporta como un medio elcomporta como un medio elstico y los componentes destico y los componentes delas tensiones se pueden determinar por las siguienteslas tensiones se pueden determinar por las siguientesexpresiones:expresiones:

    =

    2

    2

    1RRH oR

    +=2

    2

    1R

    RH o

    Siendo:Siendo:

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    R: Distancia del punto examinado al centro de laR: Distancia del punto examinado al centro de laexcavaciexcavacinn..

    Alrededor de la excavaciAlrededor de la excavacin se producirn se producirn solamenten solamentelos desplazamientos radiales (los desplazamientos radiales (U).U).

    Si se analiza un punto del contorno de la excavaciSi se analiza un punto del contorno de la excavacin sen setiene que (R=Rtiene que (R=R00) y los valores de las tensiones y) y los valores de las tensiones ydeformaciones serdeformaciones sern:n:

    R

    R

    G

    HU o

    2

    2=

    GHRUHR2

    2,0 === y

    Para evaluar la estabilidad, en esta situaciPara evaluar la estabilidad, en esta situacin, en que sen, en que seproducen deformaciones plproducen deformaciones plsticas en el contorno de lasticas en el contorno de la

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    producen deformaciones plproducen deformaciones plsticas en el contorno de lasticas en el contorno de la

    excavaciexcavacin se recomienda emplear el criterio den se recomienda emplear el criterio decomparacicomparacin de las tensiones actuantes con lan de las tensiones actuantes con laresistencia real del macizo, pero afectada esta por unresistencia real del macizo, pero afectada esta por uncoeficiente que tenga en cuenta las caractercoeficiente que tenga en cuenta las caractersticassticas

    plplsticas del medio; o sea:sticas del medio; o sea:

    Siendo:Siendo:RRCC

    MM: Resistencia lineal a compresi: Resistencia lineal a compresin del macizo rocoso.n del macizo rocoso.KKeeee: Coeficiente de elevaci: Coeficiente de elevacin de la estabilidad deln de la estabilidad delmacizo rocoso que posee propiedades plmacizo rocoso que posee propiedades plsticas. Estesticas. Este

    coeficiente se puede obtener por la expresicoeficiente se puede obtener por la expresin:n:

    ee

    m

    cKRHKc

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    es mayor que 1 consiste en que el macizo al poseeres mayor que 1 consiste en que el macizo al poseer

    caractercaracterstica plstica plsticas es afectado menos por lasticas es afectado menos por laconcentraciconcentracin de tensiones.n de tensiones.

    5.Valoraci5.Valoracin de los desplazamientos del macizo rocoson de los desplazamientos del macizo rocosoen los contornos de las excavacionesen los contornos de las excavaciones

    Otra vOtra va usada, por algunos autores e institutos dea usada, por algunos autores e institutos deinvestigaciinvestigacin, para evaluar la estabilidad del macizo yn, para evaluar la estabilidad del macizo yque es inherente a la segunda y tercera forma deque es inherente a la segunda y tercera forma depprdida de estabilidad (segrdida de estabilidad (segn el modelo geomecn el modelo geomecniconico

    de macizo que se estudie) es la que se basa ende macizo que se estudie) es la que se basa encomparar los desplazamientos que sufre el macizo en elcomparar los desplazamientos que sufre el macizo en elcontorno de las excavaciones con valores tomadoscontorno de las excavaciones con valores tomadoscomo patrones y que determinan determinados estadoscomo patrones y que determinan determinados estados

    de estabilidad.de estabilidad.

    Afectaciones dinAfectaciones dinmicas en minas subterrmicas en minas subterrneasneas

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    Desprendimientos sbitos de gases y roca.

    Estallidos (explosiones ) de roca.

    Afectaciones ssmicas

    Otras afectaciones

    Desprendimiento sbito de roca y gases.

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    Este fenmeno se define como una destruccin sbita de un sector del

    macizo acompaado por una intensa trituracin de la roca y el mineral y sulanzamiento hacia la excavacin con el desprendimiento simultaneo de gases.

    Las caractersticas generales y rasgos de los desprendimientos sbitos degases son:

    La formacin de una masa de roca triturada .

    El lanzamiento de un volumen de roca por laexcavacin.

    Formacin de sectores huecos en el macizo quequedan relleno de material triturado.

    Gran desprendimiento e gases.

    Dao inferior al que origina la explosin de roca.

    La fuerza o escala del desprendimiento se evala por : las dimensiones de laseccin transversal y el volumen de los vacos formados ; cantidad de roca

    lanzadas (toneladas) y cantidad de gas desprendido (m3 ).

    Adems en muchos casos se utiliza el denominado coeficiente dedesprendimiento de gas (), el que se obtiene de la relacin entre la

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    desprendimiento de gas (), el que se obtiene de la relacin entre lacantidad de gas desprendido (N) y el volumen de material lanzado (Q) ; osea .

    A medida que crece la escala del desprendimiento el valor del coeficiente crece.

    Otro ndice de inters es la intensidad del desprendimiento (I) ; o sea larelacin entre la cantidad de material desprendido (Q) o de gasdesprendido (N) con respecto a la direccin del proceso de lanzado (t)

    I = Q / t ; N / t

    ( )( )TQmN

    3

    =

    Condiciones de manifestacin de los desprendimientos sbitos deroca y gases

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    roca y gases.

    Las condiciones de manifestacin de estos fenmenos pueden ser muyvariadas. Como tendencia se puede plantear que la peligrosidad de sumanifestacin, su frecuencia e intensidad crece con el aumento de:

    La profundidad de los trabajos.

    La presin de los gases.

    ngulo del buzamiento

    Potencia del cuerpo mineral.

    Cercana de los trabajos a zonas de afectaciones tectnicas.

    Estallido (explosin ) de Roca.

    Se produce por la destruccin sbita ( frgil) de un sector del macizo proceso

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    Se produce por la destruccin sbita ( frgil) de un sector del macizo, proceso

    durante el cual tiene lugar una intensa fracturacin, trituracin y lanzamientode la roca y/o mineral en la excavacin. El golpe se acompaa de sonido muyagudo, afectaciones al macizo circundante y formacin de polvo.

    Condiciones para que se produzcan las explosiones de roca.

    Los estallidos de roca se pueden producir para determinadas conjugaciones delas condiciones geolgicas y de las minero-tcnicas. Esta conjugacin puedetener las ms diversas caractersticas y esta vinculada a la influencia queejercen muchos factores, los cuales no solo determinan las condiciones

    necesarias para que l se produzca, sino tambin su intensidad ycaractersticas de manifestacin.

    Entre los factores geolgicos que condicionan la manifestacin de lasexplosiones de roca tenemos:

    Existencia de mineral lo suficientemente resistente yelstico

    Que exista por el techo y piso del mineral capaspotentes de roca resistente.

    Suficiente profundidad de la excavacin (la profundidad crticavaria segn la resistencia de la roca y el mineral).

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    Fuerte afectacin tectnica. Realizacin de labores mineras cercanas a zonas de afectaciones.

    Las afectaciones tcnico-mineras que ms favorecen la manifestacin de los

    estallidos (explosiones) de roca son: La realizacin de los trabajo de explotacin dejando pilares.

    El corte del espacio de explotacin por un gran

    numero de excavaciones preparatorias y de corte .

    Realizacin de trabajos con frente largo y al encuentro.

    Extraccin de pilares muy cargados.

    La accin de cargas adicionales en el macizo durantela realizacin de los trabajos y las voladuras.

    El foco de los estallidos mineros son sectores del macizo en donde tiene lugaruna alta concentracin de energa potencial dada por su compresin elstica (

    pilar de mineral y roca circundante, hastiales de excavaciones preparatorias)ue se encuentran en un estado tensional lmite.

    Por ende la existencia de un estado lmite de las tensiones en sectores delmacizo, condicionada por la accin de la presin actuante( gravitacional,

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    tectnico, etc.) y en ocasiones complementada por la accin del empuje de

    agua pueden considerarse la principal causa de los estallidos o explosionesde roca .

    Como es lgico en muchos casos desempea un rol condicionante lascargas adicionales que reproducen durante la actividad minera y vienen

    siendo la gota que llena la copa y producen el desencadenamiento delproceso.

    Pronstico de los estallidos de roca.

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    El pronstico de la explosin de roca tiene en cuenta 3 aspectos.

    Definir los sectores del macizo rocoso potencialmentepeligrosos y valorar la profundidad a partir de la cual elriesgo de explosin aumenta.

    Determinar los sectores del macizo en los que sepueden producir los estallidos .

    Definir cuando se podran producir las explosiones de

    roca.

    AfectaciAfectacin de los terrenos y obras de superficie porn de los terrenos y obras de superficie por

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    los trabajos subterrlos trabajos subterrneosneos

    FenFenmenomeno ste muy conocido, frecuente enste muy conocido, frecuente en

    muchas zonas mineras subterrmuchas zonas mineras subterrneas y muyneas y muyestudiado, en lo fundamental en lo que seestudiado, en lo fundamental en lo que serefiere a la medicirefiere a la medicin de los desplazamientos den de los desplazamientos delos terrenos de superficie y afectacilos terrenos de superficie y afectacin a lasn a lasobras; pero no tan estudiado en lo que respectaobras; pero no tan estudiado en lo que respectaa la dina la dinmica del macizo (desplazamientos) y almica del macizo (desplazamientos) y almecanismo de accimecanismo de accin que se produce desde eln que se produce desde el

    momento en que se hace el vacmomento en que se hace el vaco (excavacio (excavacin)n)y su influencia en el desarrollo de este procesoy su influencia en el desarrollo de este procesoy consecuencias con el tiempo.y consecuencias con el tiempo.

    DiseDiseo, construccio, construccin y control de taludes enn y control de taludes en

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    canteras y minas a cielo abiertocanteras y minas a cielo abierto

    Sobre los movimientos de masasSobre los movimientos de masas

    (deslizamientos de taludes y laderas) por los(deslizamientos de taludes y laderas) por loseruditos en la materia se ha escrito mucho yeruditos en la materia se ha escrito mucho yexiste mucho material de gran rigor y nivelexiste mucho material de gran rigor y nivel

    cientcientfico. No estfico. No est en igual nivel de desarrollo loen igual nivel de desarrollo loreferente al disereferente al diseo y construccio y construccin de los taludesn de los taludesen las canteras y minas a cielo abierto (suelo oen las canteras y minas a cielo abierto (suelo oroca), por lo que en ocasiones en aras de unroca), por lo que en ocasiones en aras de un

    mayor efecto econmayor efecto econmico se crean focos demico se crean focos deriesgo por caracterriesgo por caractersticas potenciales desticas potenciales deinestabilidad en los taludes.inestabilidad en los taludes.

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    70/70

    FINFINGRACIASGRACIAS


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