4.- clasificación geomecánica

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Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo

Facultad de Ingeniería Civil

Clasificaciones geomecánicas

Mecánica de rocas

Dr. Eleazar Arreygue Rocha

Introducción

Las clasificaciones geomecánicas determinan la sistemática delest dio empírico en la Ingeniería de Rocas relacionan la e perienciaestudio empírico en la Ingeniería de Rocas y relacionan la experienciapráctica ganada en diferentes proyectos con las condicionesexistentes en determinado sitio.

La utilización de las clasificaciones ha crecido de tal manera queahora no solo se circunscribe a túneles, sino también a taludes,cimentaciones, minería, etc., debido a su proximidad con la realidad ya las ventajas que tiene con otros métodos utilizados.j q

El propósito de la clasificación es proporcionar un índice numérico quenos indica la calidad del macizo rocoso, para luego recomendar elsostenimiento más adecuado.

2

Introducción

Es importante que se debe mencionar que se debe realizar unseg imiento d rante la e ca ación a q e los índices de calidad deseguimiento durante la excavación, ya que los índices de calidad demacizos rocosos no son exactos y por lo tanto, necesitan unmonitoreo que nos permita asegurar la estabilidad de la excavación;para esto se pueden combinar algunos de los métodos que semencionan a continuación.

En la actualidad, los procedimientos para realizar el diseño estable deuna cavidad subterránea o de una cantera, se circunscriben,principalmente a los métodos analíticos, geológicos y geomecánicos.

Introducción

El objetivo de las clasificaciones geomecánicas es evaluar laspropiedades de n maci o rocoso establecer s calidadpropiedades de un macizo rocoso, establecer su calidadcuantitativamente y poder predecir de alguna manera lo siguiente:

1. El comportamiento del macizo rocoso frente a la excavaciónprogramada.

2. El tipo de sostenimiento.

3. Obtener de manera aproximada (empírica) el rango de variaciónde propiedades geotécnicas del macizo rocoso como son elángulo de fricción interna y la cohesión.

3

Características estructurales del macizo rocoso

Cuando la Ingeniería Geológica interviene en el diseño de unproyecto, se debe observar al macizo rocoso como un conjunto deproyecto, se debe observar al macizo rocoso como un conjunto debloques intactos, separado por discontinuidades y tomar en cuentatanto al material intacto como a las propiedades de lasdiscontinuidades.

Para entender la relación que existe entre la roca y el macizo rocoso,se debe analizar que las propiedades de la roca intacta seránsuperadas por las propiedades de las discontinuidades, sin que estoi ifi t t l i d d d l i t tsignifique que no se tome en cuenta las propiedades de la roca intacta

en el comportamiento del macizo rocoso fracturado.

Características estructurales del macizo rocoso

Esto es, si las discontinuidades están ampliamente espaciadas y si laroca intacta es débil y alterada, las propiedades de la roca puedenroca intacta es débil y alterada, las propiedades de la roca puedeninfluenciar fuertemente el comportamiento del macizo rocoso.

Sin embargo, en general, las propiedades de las discontinuidades sonde mayor importancia que las propiedades de la roca intacta.

Una importante consecuencia en la clasificación de la roca es laselección de los parámetros de gran significado. Varios parámetrosti dif t i t i l t i t j t lltienen una diferente importancia y solamente si se toman juntos, ellospueden describir satisfactoriamente al macizo rocoso.

Los parámetros más importantes que se toman en cuenta a la hora declasificar un macizo rocoso se muestran en la siguiente tabla.

4

Parámetros Tipo de obras

La resistencia de la roca a la compresión uniaxial: dado que la resistencia de la roca intacta constituye la resistencia limite del macizo. También se puede utilizar el Índice de Resistencia de Carga Puntual.

Excavaciones superficiales

RQD: Índice de Calidad de la Roca, que es

Características geológicas

Excavaciones subterráneas cercanas a la superficie.

La mayoría de los proyectos de ingeniería civil, tales como

túneles y cámaras subterráneas.

cuantitativo e incorpora solo piezas sólidas de núcleos de sondeos y cuyas longitudes son mayores de 100 mm. Es un parámetro limitado para la descripción de un macizo rocoso porque no toma en cuenta la influencia del espesor de las diaclasas, orientación, continuidad y relleno.

Espaciado de las discontinuidades.

Condición de las discontinuidades (rugosidad, continuidad, separación, meteorización de la pared de las discontinuidades, relleno).)

Orientación de las discontinuidades.

Condiciones hidrogeológicas (filtraciones y presión).

Tensiones in situ El conocimiento de los campos de tensión vigentes, o los cambios en las tensiones pueden ser de mayor consideración que los parámetros geológicos.

Excavaciones subterráneas profundas.

Parámetros para la clasificación de macizos rocosos (Bieniawski, 1986).

Ingeniería de la clasificación de macizos rocosos

Las clasificaciones de macizos rocosos forman la columna vertebraldel diseño empírico aproximado y son ampliamente utilizadas en losproyectos de ingeniería. De hecho, en muchos proyectos, laclasificación aproximada de un macizo sirve como la única basepráctica para el diseño de complejas estructuras subterráneas.

La mayoría de los túneles ahora construidos hacen uso de algúnsistema de clasificación. Estos sistemas toman conocimiento de losnuevos avances en la tecnología de sostenimientos como son losnuevos avances en la tecnología de sostenimientos, como son lospernos de anclaje, el concreto lanzado y considera diferentesproyectos de ingeniería tales como túneles, cámaras, minas, taludes ycimentaciones.

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Ingeniería de la clasificación de macizos rocosos

De los tantos sistemas de clasificación en existencia siete requierenDe los tantos sistemas de clasificación en existencia, siete requierenuna atención especial, debido a que son los más utilizados ytienen una relevancia histórica, éstos son:

1. Terzaghi (1946)2. Lauffer (1958)3. Deere (1967)4. Wickham (1972)5. Bieniawski (1973)6. Barton (1974)7. Laubscher (1977)

Método Forma Aplicación

Basic Geotecnical BGD Descriptiva Cualquiera

Problem Recognition Index PRI Numérica Cualquiera

Clasificaciones

Deree and Miller modificada Numérica Cualquiera

Rock Qualituy Designation RQD Numérica Cualquiera

Rock Mass Rating RMR Numérica Cualquiera

Rock Mass Rating RMR modificado Numérica Cualquiera

Q System Numérica Cualquiera

Geological Strength Index GSI Numérica Cualquiera

Índice n Numérica Cualquiera

Slope Rock Mass Rating SRMR Numérica Taludesp g

Slope Mass Rating SMR Numérica Taludes

SSPC Numérica Taludes

Surface Rock Classification SRC Numérica Túneles

Rock Mass Number N Numérica Túneles

Rock Structure Rating RSR Numérica Túneles

Rock Mass Index RMi Numérica Túneles

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Clasificación de Terzaghi

En 1946, Terzaghi propuso el primer sistema racional de clasificaciónpara calcular las cargas que deben soportar los marcos de acero enl tú l E t f d ll i t t d d llos túneles. Este fue un desarrollo importante, dado que los marcosde acero han sido el sistema de sostenimiento más utilizado durantelos últimos 60 años.

Este método es apropiado para el propósito para el cual fue diseñado,para la estimación de las cargas para los marcos de acero, y no esadecuado para los métodos modernos de túneles usando concretolanzado y pernos de anclaje.lanzado y pernos de anclaje.

Terzaghi hace hincapié sobre la importancia de hacer la exploracióngeológica antes de que se termine el diseño y sobre todo, insiste enconocer los efectos de la roca, ya que, el defecto de la roca y suintensidad, puede resultar más importante que el tipo de roca que sepuede encontrar.


El concepto de Terzaghi para estimar la carga de la roca transmitida a losmarcos de acero para el sostenimiento de un túnel, se muestra acontinuación.

Al construir un túnel o una excavación, se rompe el equilibrio del macizorocoso y se produce un relajamiento de la cohesión de las rocascircundantes a la excavación, las cuales tenderán a irrumpir en el túnel.

A este movimiento, se oponen las fuerzas de fricción de los límites lateralesde la roca circundante a la excavación y transfieren la parte más importantedel peso de la carga de roca W1 al material de los lados del túnel.

El techo y los lados del túnel sopprtan el resto de la carga que equivale auna altura Hp. El ancho B1 de la zona de la roca donde existe elmovimiento, dependerá de las características de la roca y de lasdimensiones Ht y B del túnel.

7


Diagrama simplificado que representa el movimiento de roca suelta hacia un túnel y la transferencia de carga a la roca circundante.

Estado de la roca Carga de roca Hp en pies Observaciones

1.- Dura y masiva CeroSólo se necesita refuerzo escaso si hay

desprendido o chasquido.

2.- Dura pero estratificada o esquistosa *

0 a 0.5 BRefuerzo escaso más que nada como

protección contra desprendimientos.La carga puede cambiar en forma errática

Carga de roca (Hp en pies) sobre el techo del túnel con anchos B (en pies) y altura Ht (en pies) a una profundidad superior de más de 1.5 (B + Ht).

g pde un punto a otro.3.- Masiva, ligeramente fisurada 0 a 0.25 B

4.- Medianamente fisurada en bloques algo abiertos

0.25 B a 0.35 (B + Ht) No hay presión lateral.

5.- Muy fracturada en bloques y las fracturas abiertas

(0.35 a 1.10)(B + Ht) Poca o ninguna presión lateral

6.- Totalmente fracturada pero químicamente inalterada

1.10 (B + Ht)

Presiones laterales considerables. Los efectos de las infiltraciones hacia el piso del túnel requieren apoyo continuo para las partes bajas de los marcos, o bien marcos circulares.

7 R i id f did d7.- Roca comprimida, profundidad moderada

(1.10 a 2.20)(b + Ht) Considerable presión lateral. Se requiere plantilla apuntalada. Es preferible usar marcos circundantes.8.- Roca comprimida a gran

profundidad(2.10 a 4.50) (B + Ht)

9.- Roca expansivaHasta 250 pies, independientemente

del valor (B + Ht)

Marcos circundantes indispensables. En casos extremos, úsese refuerzo elástico.

Clasificación de Terzaghi para carga de roca en túneles con soporte de marcos de acero.

8

Índice de calidad de la roca (RQD)

El Rock Quality Designation (RQD), fue introducido hace 30 añoscomo un Índice de Calidad de la Roca cuando la información de lacomo un Índice de Calidad de la Roca, cuando la información de lacalidad d ela roca estaba usualmente disponible solo a partir de lasdescripciones geológicas y del porcentaje de recuperación (Deere1988).

El RQD es una modificación del porcentaje de núcleos derecuperación, el cual solo incorpora las piezas sanas de los núcleosque tienen una longitud igual o mayor a 100mm. Este índicecuantitativo ha sido ampliamente utilizado como un indicativo paraidentificar zonas de mala calidad de la roca, las mismas quenecesitan un gran escrutinio y aburridos estudios adicionales en lostrabajos de exploración.


Para la determinación del RQD, la ISRMrecomienda recuperar los núcleos con

f ió d di d d bl25.0 25.0

RecuperaciónReal (cm)

Recuperacióndel sondeo (cm)

una perforación de diamante de doblebarril con un diámetro no menor al NX(54.7mm). La siguiente relación entre elíndice del RQD y la calidad d ela rocafue propuesta por Deere en 1968.

5.0

5.0

7.5

10.0

12.5

7.5

10.0

15.0

10.0

12.5

10.0

15.0

10.0

5.0

12.5

125.0 cm

12.5

85.0 cmLongitudTotal del Barreno

150 cmRecuperación

del sondeo125 / 150 cm = 83%

RQD85 / 150 = 57%

Se calcula con la siguiente fórmula:

RQD (%) = 100 * (Recuperación real / Longitud del barreno

9


Para el cálculo se debe indicar que los porcentajes del RQD incluyensolo las piezas sanas de los núcleos con longitudes mayores oiguales a 100mm los que son sumados y divididos para su longitudiguales a 100mm, los que son sumados y divididos para su longitudtotal del muestreo que se realiza.

En tal virtud, las piezas de los núcleos que no son duras y sanas nodeben ser tomadas en cuenta aunque éstas cumplan con el requisitode la longitud. De esta manera, rocas altamente meteorizadastendrán un valor del RQD igual a cero.

RQD C lid d d lRQD Calidad de la roca

< 25 % Muy mala

25 – 5 0 % Mala

50 – 75 % Regular

75 – 90 % Buena

90 – 100% Muy Buena

Valores RQD de la calidad de la roca según Deere


Cuando no se dispone de núcleos de perforación, el RQD puede serestimado a partir de una línea o de un área de mapeo. Para unalí d d bt l di d l i d d llínea de mapeo, se puede obtener el promedio del espaciado de lasdiscontinuidades (número de discontinuidades divididas para lalongitud de la línea de muestreo). El RQD obtenido de esta manera,se puede calcular con la siguiente ecuación:

RQD = 100e-0.1λ (0.1λ + 1)

Donde:Donde:λ : 1 / (frecuencia de discontinuidades)

Aunque esta ecuación es apropiada, sin embargo, también dependede la dirección de la línea de mapeo.

10


Para un área de mapeo, Palmstrom (1982) sugirió que el RQD puede serestimado a partir del numero de discontinuidades por unidad de volumen, enel cual el numero de discontinuidades por metro para cada familia esel cual el numero de discontinuidades por metro para cada familia essumado. Este parámetro puede ser utilizado en afloramientos y túneles. Lafórmula se expresa de la siguiente manera:

RQD = 115 – 3.3 Jv

donde:Jv : representa el numero de las discontinuidades por metro cúbico

y es igual a:y g

Jv = Σ (1 / S)

dondeS : espaciado de las discontinuidades en metros para el sistema de

discontinuidades actuales.


Además, Deere propone otra fórmula para conocer el RQD,p p pla cual se presenta en seguida:

RQD % = 100 ( t * λ + 1 ) e – t * λ

λ = N / L

Donde:Donde:t espaciamiento mínimoN numero de discontinuidades interceptadasL longitud del levantamiento

11

Ejemplos de recuperación del RQD

Ejercicio 1

35

Ejercicio 2

21

Ejercicio 3

12

Ejercicio 4

32

8

4.5

7.5

15

10

6

9

12

11

7

6

15

9

7

4

8

19

5

4

35

5

27

3

19

20

12

4

11

17

8

4

19

15

10

9

5

6

8

5

17

RMR de Bieniawski

El Sistema de Valoración del Macizo Rocoso (RMR), más conocido comoClasificación Geomecánica RMR, fue desarrollado por Bieniawskidurante 1972 y 1973durante 1972 y 1973.

En los pasados 25 años, el RMR ha tenido éxitos, pasando la prueba deltiempo y beneficio de extensiones y aplicaciones por muchos autores entodas partes del mundo.

Esta variedad de aplicaciones, en una cantidad de 351 casos históricos,señala la aceptación del sistema y su inherente facilidad de uso y

ilid d l á i i i il l ú l i l dversatilidad en la práctica ingenieril, tales como túneles, minas, taludes ycimentaciones, etc.

Es importante que el RMR sea usado para el propósito al cual fuedesarrollado, y no sea una respuesta para todos los diseños deingeniería.

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RMR de Bieniawski

La clasificación ha sido utilizada muchas veces y modificada por elmismo autor, el cual propone la Clasificación Geomecánica RMR.mismo autor, el cual propone la Clasificación Geomecánica RMR.

Esta se basa sobre un punteo que se le da a la roca, recavado delanálisis de los siguientes parámetros:

1. Resistencia a la compresión uniaxial de la roca;

2. Índice de Calidad de la Roca (RQD);

3. Espaciado entre discontinuidades;

4. Condición de las discontinuidades;

5. Condición de infiltraciones de agua;

Parámetros Rango de Valores

Resistencia de la roca inalterada

Resistencia Point Load

(Mpa)

> 10 MPa 4 – 10 MPa 2 – 4 MPa 1 – 2 MPa Para estos valores bajos es preferible la prueba de compresión uniaxial

Resistencia a compresión

uniaxial (Mpa)

> 250 MPa 100 – 250 MPa 50 – 100 MPa 25 – 50 MPa 5 – 25MPa

1 – 5MPa

< 1 MPa

Coeficiente 15 12 7 4 2 1 0

Índice de Calidad de la Roca 90 100 75 90 50 75 25 50 < 25

RQD (%)90 - 100 75 - 90 50 - 75 25 - 50 < 25

Coeficiente 20 17 13 8 3

Espaciamiento de las discontinuidades

> 3 m 1 – 3 m 0.3 – 1 m 0.05 – 0.3 < 0.05


Condiciones de las discontinuidades

Superficies muy rugosas, sin continuidad, sin separación. Paredes de roca sin alteración

Superficies rugosas, con separación < 1 mm. Paredes ligeramente meteorizadas

Superficies ligeramente rugosas, con separación < 1 mm. Paredes altamente meteorizadas

Superficies lisas o relleno < 5mm espesor o separación 1 - 5mm fisuras continuas

Relleno blando > 5 mmde espesor

separación > 5 mm fisuras continuas


Agua en la Roca

Flujo por cada 10 m longitud del túnel (l/min.)

Ninguna < 10 10 - 25 25- 125 > 125

Presión del agua en las fisuras

0 0.0 – 0.1 0.1 – 0.2 0.2 – 0.5 > 0.5

Condición general

Seco Lig. húmedo Húmedo Goteando Chorreando


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B.- Ajuste de la orientación de las discontinuidades

Orientación del rumbo y echado de las fisuras

Muy favorable

Favorable Regular DesfavorableMuy

desfavorable

Coeficiente

Túneles y Minas

0 - 2 - 5 - 10 - 12

Cimentaciones 0 - 2 - 7 - 15 - 25

Taludes 0 - 5 - 25 - 50 - 60

C.- Tipos de macizos rocosos determinados a partir de la valuación total

Coeficiente 100 - 81 80 - 61 60 - 41 40 - 21 < 20

Tipos de rocas I II III IV V

Descripción de la roca Muy buena Buena Regular Mala Muy mala

D.- Significado de los tipos de roca

Tipo de roca I II III IV VTipo de roca I II III IV V

Tiempo medio de sostén: 20 años, claro de 5 m

1 año, claro de 10 m

1 semana, claro de 5 m

10 horas, claro de 2.5 m

30 minutos, claro de 1 m

Cohesión del macizo rocoso (Kpa)

> 400 300 - 400 200 - 300 100 - 200 < 100

Ángulo de fricción del macizo rocoso

> 45° 35° - 45° 25° - 35° 15° - 25° < 15°

E.- Guía para la clasificación según las condiciones de las discontinuidades

Longitud (Persistencia)

< 1 m 1 – 3m 3 – 10m 10 – 20m > 20m(Persistencia)


Separación (Abertura)

Ninguna < 0.1 mm 0.1 – 1.0 mm 1 – 5 mm > 5 mm


Rugosidad Muy rugosa Rugosa Ligeramente rugosa

Lisa Superficies pulidas


Relleno Ninguno Duro < 5 mm Duro > 5 mm Blando < 5 mm

Blando > 5 mm


Meteorización Inalterada Ligeramente meteorizada

Moderadamente meteorizada

Altamente meteorizada

Descompuesta


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Efecto de la orientación del rumbo y buzamiento de las discontinuidades en los túneles

Rumbo perpendicular al eje del túnel Rumbo paralelo al eje del túnel

Avance en el sentido del buzamiento 45º – 90º

Avance en el sentido del buzamiento 20º – 45º

Buzamiento 45º - 90º Buzamiento 20º - 45º

Muy Favorable Favorable Muy favorable Regular

Avance contra el sentido del buzamiento 45º – 90º

Avance contra el sentido del buzamiento 20º – 45º

Buzamiento 0 – 20º Independiente del rumbo

Regular Desfavorable Regular

E.A.R.

Clase de macizo rocoso Excavación

Sostenimiento

Pernos ( 20 mm, adhesión total)

Concreto lanzado Marcos de acero

Roca muy buena

I

RMR: 81 - 100

Avance de 3m a sección completa

Generalmente no se necesita sostenimiento, excepto algunas anclas para refuerzo local

Roca buena Avances de 1.0 a 1.5m a ió l t

Pernos locales en el t h 3 d l

50 mm en el techo d d f

Guía de excavación y sostenimientos de túneles en roca en concordancia con el RMR

II

RMR: 61 - 80

sección completa.

Sostenimiento total a 20m del frente.

techo, 3m de largo y espaciado de 2.5m con

malla ocasional.

donde fuera necesario.

No

Roca regular

III

RMR: 41 – 60

Media sección y banqueo, progresiones de 1.5 a 3.0m

en la media sección. Sostenimiento primario

después de cada voladura. Sostenimiento completo a

10m del frente.

Empernado sistemático de 4m de largo:

espaciado de 1.5 a 2m en el techo y paredes con

malla en el techo.

50 – 100 mm en el techo.

30 mm en las paredes.

No

Roca mala

Media sección de banqueo, progresiones de 1 a 1 5m en

Empernado sistemático de 4 a 5m de largo con

100 a 150 mm en el techo

Marcos ligeros a medianosRoca mala

IV

RMR: 21 – 40

progresiones de 1. a 1.5m en la media sección. Hay que

instalar los refuerzos conforme el avance, a 10m

del frente.

de 4 a 5m de largo con espaciado de 1.0 a 1.5m en el techo y paredes con

malla.

el techo.

100 mm en las paredes.

medianos separados 1.5m, donde haga falta.

Roca muy mala

V

RMR: < 20

Etapas múltiples. A veces de 0.5 a 1.5m en la media sección. Instalación del

sostenimiento a medida que se excava. Concreto lanzado

con la mayor brevedad después de las voladuras.

Empernado sistemático de 5 a 6m de largo,

espaciado 1.0 a 1.5m en la clave y paredes con

malla.

Instalación de pernos en el piso o contrabóveda.

150 a 200 mm en el techo.

100 mm en las paredes y 50 mm

en el frente.

Marcos medianos a pesados

espaciados a 0.75m con

tablestacado donde se necesite.

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Ejemplos de Bieniawski

Ejercicio 1

Resistencia del material inalterado 150 MPa

RQD Ejemplo 1RQD Ejemplo 1

Espaciamiento de las fisuras 0.4 m

Condiciones de las fisuras superficie rugosa con roca algo meteorizada y separación de 1 mm

Agua subterránea la roca está húmeda

Ejercicio 2

E.A.R.

Ejercicio 2


RQD Ejemplo 2


Condiciones de las fisuras superficie pulida con relleno y separación de 3 milímetros

Agua subterránea se observa que hay algo de goteo

Ejemplos de Bieniawski

Ejercicio 3


RQD Ejemplo 3RQD Ejemplo 3


Condiciones de las fisuras superficie muy rugosa

Agua subterránea se observa mojado

Ejercicio 4


RQD Ejemplo 4


Condiciones de las fisuras superficie rugosa con paredes ligeramente meteorizadas

Agua subterránea con gasto de 15 L/min.

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Q System, de Barton

El índice Q de clasificación de macizos rocosos fue desarrollado enQNoruega en 1974 por Barton, Lien y Lunde, todos ellos del InstitutoGeotécnico de Noruega. Su desarrollo representó una mayorcontribución al tema de clasificación de macizos rocosos por lassiguientes circunstancias:

• El sistema fue propuesto con base en el análisis de 212 casoshistóricos de túneles en Escandinavia.

E i t d l ifi ió tit ti• Es un sistema de clasificación cuantitativa.

• Es un sistema ingenieril que facilita el diseño de sostenimiento paratúneles.

Q System, de Barton

En la clasificación se catalogan los macizos rocosos según elg gdenominado Índice de Calidad Q, basado en seis parámetros:

1. RQD Índice de Calidad de la Roca.

2. Jn Numero de familias de discontinuidades

3. Jr Rugosidad de las discontinuidades

4 J M t i ió d l di ti id d4. Ja Meteorización de las discontinuidades

5. Jw Coeficiente reductor que considera la presencia del agua

6. SRF Factor de reducción dependiente de las tensiones.

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Q System, de Barton

RQD Jr Jw

Q = * *Q = -------- * ------- * ------

Jn Ja SRF

RQD = porcentaje de la recuperación modificada del sondeo

Jn = Índice que indica el grado de fracturación del macizo rocoso

Jr = Índice de rugosidad de las discontinuidades o juntasJr = Índice de rugosidad de las discontinuidades o juntas

Ja = Índice de alteración de las discontinuidades

Jw = Coeficiente reductor por la presencia de agua

SRF = Coeficiente que toma en consideración la influencia del estado tensional del macizo rocoso

Q System, de Barton

El índice Q para túneles puede considerarse como una función desólo tres parámetros que son medidas aproximadas por:

1. El tamaño de los bloques (RQD / Jn)

2 La resistencia al esfuerzo cortante entre bloques (Jr / Ja)2. La resistencia al esfuerzo cortante entre bloques (Jr / Ja)

3. Los esfuerzos activos (Jw /SRF)

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Q System, de Barton

La calidad de la roca puede tener un rango que va de Q = 0.001 a1000 en una escala logarítmica, teniendo las siguientes categoríasde macizo rocoso

Tipo de Roca Valores de Q

Excepcionalmente mala 10-3 – 10-2

Extremadamente mala 10-2 – 10-1

Muy mala 10-1 – 1

Mala 1 – 4

Media 4 – 10

de macizo rocoso.

Media 4 10

Buena 10 – 40

Muy buena 40 – 100

Extremadamente buena 100 – 400

Excepcionalmente buena 400 - 1000

Clasificación de la roca de acuerdo con el Índice de Calidad Q.

Q System, de Barton

Para poder relacionar el Índice Q para Túneles, con elcomportamiento de una excavación subterránea y sus necesidadesde sostenimiento Barton Lien y Lunde introdujeron una magnitudde sostenimiento, Barton, Lien y Lunde introdujeron una magnitudcuantitativa adicional de la excavación, que llamaron dimensiónequivalente De. Esta dimensión se obtiene de la siguiente relación:

Ancho, diámetro o altura (m) de la excavación

De = --------------------------------------------------------------------

R l ió d t i i t d l ió (ESR)Relación de sostenimiento de la excavación (ESR)

La relación de sostenimiento de la excavación ESR tiene que ver conel uso que se ha asignado a la excavación, y hasta donde se lepuede permitir cierto grado de inestabilidad. Barton da los siguientesvalores supuestos para ESR.

19

Tipo de cavidad ESR

1.- Excavación en minas (temporal) 3.0 – 5.0

2.- Pozos verticales de sección circular 2.5

3.- Excavaciones mineras permanentes, túneles deconducción de agua para obras hidroeléctricas (conexcepción de las cámaras de alta presión para 1 6excepción de las cámaras de alta presión paracompuertas), túneles piloto (exploración), excavacionesparciales para cámaras subterráneas grandes.

1.6

4.- Cámara de almacenamiento, plantas subterráneas parael tratamiento de aguas, túneles carreteros yferrocarriles pequeños, cámaras de alta presión,túneles auxiliares.

1.3

5.- Casas de máquinas, túneles carreteros y ferrocarrilerosmayores, refugios de defensa civil, portales y cruces de 1.0túneles.

6.- Estaciones nucleares eléctricas subterráneas,estaciones de ferrocarril, instalaciones para deportes yreuniones, fábricas.

0.8

Valores de ESR (Barton y Grimstad, 1994).

Descripción Valor Notas

Índice de la calidad de la roca RQD1).- Si RQD ≤10% para él calculo deQ se toma el valor de 10.

2).- Es suficientemente preciso tomarvariaciones de RQD de intervalos de5 id d (100 95 80 85 t )

Muy Mala. 0 – 25

Mala. 25 – 50

Regular. 50 – 75

Buena. 75 – 90

Número de familias de discontinuidades Jn Notas

A. Masivo, sin o con pocas fisuras 0.5 – 1.0

1).- Para cruces en túnelesutilizar (3 * Jn).

B. Una familia de fisuras. 2

C. Una familia de fisuras + una aislada. 3

5 unidades (100, 95, 80, 85, etc).Excelente. 90 - 100

2). Para portales utilizar -(2 * Jn).

D. Dos familias de fisuras. 4

E. Dos familias de fisuras + una aislada. 6

F. Tres familias de fisuras. 9

G. Tres familias de fisuras + una aislada. 12

H. Cuatro o más familias de fisuras, o fisuraciónintensa, etc.

15

J. Roca triturada, terregal. 20

20

Número de rugosidad de las fisuras Jr

A. Fisura sin continuidad. 4.0

B. Rugosas o irregulares, corrugadas. 3.0

C. Suaves, corrugación suave. 2.0

D. Reliz de falla, o superficie de fricción,ondulación

1.5ondulación.

E. Rugosas o irregulares pero planas. 1.5

F. Lisas y planas. 1.0

G. Superficie de fricción, plano. 0.5

H. Zona que contiene minerales arcillosos deespesor suficiente para impedir el contacto deparedes.

1.0

J. Zona arenosa, de grava o roca triturada deespesor suficiente para impedir el contacto de

1.0

paredes.

La descripción se refiere a las características de escala pequeñas o mediana:a. Si el espaciamiento medio de la familia principal es superior a 3m, se aumenta

Jr de 1.b. En el caso de juntas planas, si estas están orientadas en la dirección más

desfavorables, se utiliza =.5

Número de alteración de las juntas Ja Ángulo de fricción

a). Contacto en las paredes de roca

A. Relleno soldado, duro, inablandable, relleno impermeable. 0.75

B. Paredes inalteradas, sólo con manchas de superficie. 1.0 25º - 35º

C. Paredes ligeramente alteradas, con recubrimientos de minerales inablandables,partículas arenosas, roca triturada sin arcilla.

2.0 25º - 30º

D. Recubrimientos limosos o areno-arcillosos, pequeñas partículas de arcilla(inablandables).

3.0 20º - 25º

E. Recubrimientos ablandables o con arcilla de baja fricción o sea caolinita o mica,clorita, talco, yeso y grafito, etc., y pequeñas cantidades de arcillas expansivas(recubrimientos sin continuidad de 1-2 mm de espesor o menos).

4.0 8º - 16º

b). Contacto en las paredes antes de un cizalleo de 10 cm.

F. Partículas arenosas, roca desintegrada sin arcilla, etc. 4.0 25º - 30º

G. Relleno de minerales arcillosos muy consolidados e inablandables (continuos < 5mm de espesor).

6.0 16º - 24º

H. Rellenos de minerales arcillosos de consolidación media o baja (continuos < 5mm de espesor).

8.0 8º - 16º

J. Rellenos de arcillas expansivas (continuos < 5 mm de espesor). El valor Ja 8.0 – 12.0 6º - 12ºdepende del porcentaje de partículas expansivas y del acceso al agua.

c). Sin contacto de las paredes después del cizalleo.

K. Zonas o capas de roca y arcilla desintegrada o trituradaL. (véase G, H y J) para condiciones de arcillaM.

6.08.0

0.8 – 12.0 6º - 24º

N. Zonas o capas de arcilla limosa o arenosas, pequeñas fracciones de arcilla(inablandable).

5.0

Q. Zonas o capas gruesas de arcillasP. (véase G, H y J) para las condiciones de la arcilla.R.

10.013.0

13 – 20

6º - 24º

21

Factor de reducción por agua en las discontinuidades

JwPresión

aprox. agua kg/cm2

Notas

A Excavación seca o poca infiltración o 1 0 1 0A. Excavación seca o poca infiltración, o sea < 5 l/min localmente.

1.0 1.01. Los factores C a F

sonestimacionesaprox. aumentaJw si se instalandrenes.

2. Los problemasespecialescausados por la

B. Infiltración o presión mediana con lavado ocasional de los rellenos.

0.66 1.0 – 2.5

C. Gran infiltración o presión alta en roca competente con juntas sin relleno.

0.50 2.5 – 10.0

D. Gran infiltración a presión alta, lavado importante de los rellenos.

0.33

E. Infiltración o presión excepcionalmente altas con las 0 2 0 1 10 0 presencia de

hielo no setoman enconsideración

excepcionalmente altas con las voladuras, disminuyendo con el tiempo.

0.2 – 0.1 10.0

F. Infiltración o presión excepcionalmente altas en todo momento.

0.1 – 0.05 10.0

Factor de reducción de esfuerzos SRF Notas

a). Zonas de debilidad que interesan la excavación y pueden ser la causa de que el macizo se desestabilice cuando se construye el túnel.

A. Múltiples zonas de debilidad que contenganarcilla o roca químicamente desintegrada,roca circundante muy suelta (cualquier

10.0

1. Redúzcanse estos valores SRF de profundidad). 25-50% si las zonas de fracturas

sólo interesan pero no cruzan la excavación.

2.- Para un campo virgen de esfuerzos fuertemente anisotrópico (si se mide): cuando 5 1/3 10, redúzcase c a 0.8 c y t, a 0.8 t. Cuando 1/3> 10, redúzcase c y t a 0.6 c y

B. Zonas de debilidad aisladas que contenganarcilla o roca químicamente desintegrada(profundidad de excavación < 50 m).

5.0

C. Zonas de debilidad aisladas que contenganarcilla o roca químicamente desintegrada(profundidad de excavación > 50 m).

2.5

D. Múltiples zonas de fracturas en rocacircundante suelta (cualquier profundidad).

7.5

, y t c y0.6 t donde c = fuerza comprensiva no confinada y t = fuerza de tensión (carga de punta) y 1 y 3 son las fuerzas mayores principales.

E. Zonas de fracturas aisladas en rocacompetente (sin arcilla), (profundidad deexcavación < 50 m).

5.0

F. Zonas de fracturas aisladas en rocacompetente (sin arcilla) (profundidad de laexcavación > 50 m).

2.5

G. Fisuras abiertas sueltas, fisuración intensa(cualquier profundidad).

5.0

22

Descripción Valores Notas

b).- Rocas competentes, problemas de tensiones.

σc / σ1 σt / σ1 SRF

H.- Tensiones bajas, cerca de la superficie. > 200 > 13 2.5

J.- Tensiones de nivel medio. 200 - 10 13 – 0.66 1.0

K.- Elevado nivel de tensiones, estructura

3. Hay pocos casos reportados

donde el techo debajo de la

superficie sea menor que el

ancho del claro. Se sugiere que el

SRF sea aumentado de 2.5

muy cerrada generalmente favorable para la estabilidad, puede ser desfavorable para la estabilidad de las paredes.

10 - 5 0.66 – 0.33 0.5 - 2

L.- Planchoneo moderado después de una hora en roca suave.

5 - 3 0.5 -0.65 5 - 50

M.- Plancjoneo y explosión de roca en pocos minutos en roca masiva.

3 - 2 0.65 - 1 50 - 200

N.- Intensa explosión de roca e inmediata deformación dinámica en roca masiva.

< 2 > 1 200 - 400

a 5 para estos casos (vea H).

c).- Roca fluyente, flujo plástico de roca incompetente, bajo la influencia de presiones altas de la roca.

O.- Presiones compresivas moderadas. 5 – 10

P.- Presiones compresivas altas. 10 – 20

d).- Roca expansiva, acción química expansiva dependiendo de la presencia de agua.

Q.- Presiones expansivas moderadas. 5 – 10

R.- Presiones expansivas altas. 10 - 20

23

Categorías del sostenimiento

1. Sin sostenimiento

2 Balón puntual2. Balón puntual

3. Balón sistemático

4. Balón sistemático con concreto lanzado

5. Concreto lanzado con fibras de 50 a 90 mm y balón

6. Concreto lanzado con fibras de 90 a 120 mm y balón

7 Concreto lanzado con fibras de 120 a 150 mm y balón7. Concreto lanzado con fibras de 120 a 150 mm y balón

8. Concreto lanzado con fibras > 150mm con balón y cerchas metálicas

9. Revestimiento de concreto.

Ejemplos de BartonEjercicio 1

Calidad de la roca Ejemplo 4

Sistema de fisuras dos sistemas

Rugosidad rugosidad irregular y planaRugosidad rugosidad irregular y plana

Alteración de las fisuras paredes inalteradas con manchas en superficie

Estado del agua se observa poca infiltración

Reducción de esfuerzos la roca está débil y con presencia de arcilla (profundidad de 10m)

Ejercicio 2


Sistema de fisuras tres sistemas más una aislada

Rugosidad rugosa y ondulada

Alteración de las fisuras recubrimiento arenoso con arcilla

Estado del agua gran infiltración y lavado del relleno

Reducción de esfuerzos la roca está débil y con presencia de arcilla (profundidad de 70m)

24

Ejemplos de Barton

Ejercicio 3


Sistema de fisuras tres sistemas

Rugosidad lisas y planas

Alteración de las fisuras capas de arcilla desintegrada y triturada

Estado del agua infiltración con lavado ocasional del relleno

Reducción de esfuerzos discontinuidades abiertas y sueltas

Ejercicio 4


Sistema de fisuras roca triturada

Rugosidad ondulada suave

Alteración de las fisuras partículas arenosas con roca desintegrada

Estado del agua gran infiltración y lavado importante del relleno

Reducción de esfuerzos presiones compresivas moderadas

Comparación entre el RMR y el Índice Q

Los dos sistemas están basados en la valoración de trespropiedades importantes del macizo rocoso:propiedades importantes del macizo rocoso:

Resistencia de la roca intacta Propiedades friccionantes de las discontinuidades La geometría de los bloques intactos definidos por las

discontinuidades

Para realizar la influencia de estos parámetros, la valoraciónaproximada del total del rango para el RMR y el Índice Q escomparada de la siguiente forma:

25


Porcentaje de contribución al

Parámetros considerados

jvalor total

Índice Q

(0.01 a 1000)

RMR

(8 a 100)

Resistencia de la roca intacta 19 16

Tamaño del bloque 44 54

Fricción de las discontinuidades 39 27

En la tabla se observa la similitud entre los valores asignados a cada unode los parámetros del macizo rocoso considerados. A pesar de esto, sedebería indicar que no hay una base para asumir que los dos sistemasdeban ser directamente relacionados; sin embargo, existen variascorrelaciones que utilizan un sistema para determinar el otro.


L l ió l i t i d l i t t l t iLa valoración para la resistencia de la roca intacta y las tencionesson significativamente diferentes en los dos sistemas.

Otra diferencia entre los dos sistemas, es la valoración para elespaciado de las discontinuidades. Si tres o más familias dediscontinuidades están presentes, y las discontinuidades estánampliamente espaciadas, es difícil que el Índice Q refleje lacompetencia natural de un macizo rocoso.co pete c a atu a de u ac o ocoso

Para las discontinuidades muy espaciadas, el parámetro Jn delÍndice Q reduce innecesariamente el valor de Q.

26

Clasificaciones SRM para taludes (Romana)

La clasificación SMR es un método de determinación de las fracturasde ajuste adecuadas para aplicar la clasificación RMR de Bieniawskia los taludes.

Cualquier clasificación debe considerar, que la rotura de un taludrocoso puede ocurrir según formas muy diferentes. En la mayoría delos casos la rotura de la masa rocosa están gobernadas por lasdiscontinuidades y se producen según superficies formadas por una ovarias superficies de discontinuidadvarias superficies de discontinuidad.

Las formas básicas son bien conocidas y se resumen a continuación:


1. Roturas Planas

Tipos de roturas

Se producen a través de planos de rotura predominantes y/ocontinuos que buzan hacia el talud, y cuyo rumbo paralelo (±20º) al de la cara del talud. Las condiciones de estabilidad sondos:i. Que los ángulos de buzamiento de los planos de deslizamiento

críticos sean menores al ángulo de talud.ii. Que la resistencia a la tensión cizallante en el plano crítico no sea

suficiente para asegurar la estabilidad.p g

27


2. Roturas en cuña

Tipos de roturas

El deslizamiento se produce a lo largo de una línea deintersección de las superficies de rotura, inclinadas a favor deltalud y con menor pendiente que estas.La rotura en cuña se produce fundamentalmente en macizosrocosos en los que se presentan las condiciones críticas deorientación y buzamiento de las familias de discontinuidades.

E.A.R.


3. Roturas por vuelco o volcamiento

Tipos de roturas

Se produce cuando dos familias de discontinuidades ortogonales estánorientadas de manera que los bloques o columnas formadas tienen unbuzamiento opuesto a la superficie expuesta.En este tipo de roturas se producen deslizamientos a lo largo de lasfracturas, que frecuentemente están meteorizadas.En la práctica aparecen dos clases diferentes de vuelco: menores, queafectan a un espesor reducido, cerca de la superficie del talud y vuelcosimportantes, profundos, que producen grandes deformaciones y pueden

f did t lser confundidos con roturas planas.

28


4. Roturas circulares

Tipos de roturas

Esta forma de rotura solo puede ocurrir en terrenos homogéneos,ya sea materiales tipo suelos o macizos rocosos muyfracturados, con un tamaño característico de bloque pequeñorespecto al talud, o en roca muy blanda o muy meteorizada,ocurriendo según superficies que pueden desarrollarseparcialmente a lo largo de las fracturas, pero que normalmentelas cruzan.

El índice para la clasificación de taludes se obtiene delÍndice RMR restando un factor de ajuste que es


Índice RMR restando un factor de ajuste, que esfunción de la orientación de las juntas (y producto detres subfactores) y sumando un factor de excavaciónque depende del método utilizado:

SMR = RMR + (F1 * F2 * F3) + F4

El RMR (rango de 0 a 100), se calcula de acuerdo conlos coeficientes de Bieniawski, como la suma de lasvaloraciones correspondientes a cinco parámetros.

29

El factor de ajuste de las discontinuidades es producto detres subfactores:


F1 Depende del paralelismo entre la dirección de las fisuras y delfrente del talud. Varia de 1 (cuando ambos rumbos son paralelos) y0.15 (cuando el ángulo entre ambos rumbos es mayor de 30º y laprobabilidad de rotura es muy baja).

F2 Depende del buzamiento de las discontinuidades en la roturaplana Varia de 1 (para fracturas con buzamiento mayor de 45º) yplana. Varia de 1 (para fracturas con buzamiento mayor de 45 ), y0.15 (para fracturas con buzamiento inferior a 20º). Para roturasde vuelco, el valor es de 1.

F3 Refleja la relación entre los buzamientos de la junta y el talud. Se


han mantenido los valores propuestos por Bieniawski, que sonsiempre negativos:

Para roturas planas expresa la probabilidad de que las juntasafloren en el talud. Se supone que las condiciones son normalescuando el buzamiento medio de la familia de discontinuidades esigual al del talud, y por lo tanto afloran algunas pocasdiscontinuidadesdiscontinuidades.

Para la rotura por vuelco no se supone que puedan existircondiciones desfavorables o muy desfavorables, ya que este raravez produce roturas bruscas y en muchos casos los taludes convuelcos de estratos se mantienen.

30

El factor de ajuste según el método de excavación F4,ha sido establecido empíricamente:


Los taludes naturales son más estables, a causa de los procesosprevios de erosión sufridos por el talud, y de los mecanismosinternos de protección que muchos de ellos poseen (vegetación,desecación superficial, drenaje torrencial, etc.). F4 = ± 15

El precorte aumenta la estabilidad de los taludes en media claseF4 = ± 10F4 ± 10

Las técnicas de voladura suave (recorte), bien ejecutadas,también aumentan la estabilidad de los taludes. F4 = ± 8

Las voladuras normales aplicadas con métodos razonables nodifi l t bilid d F4 0


modifican la estabilidad, F4 = 0

Las voladuras defectuosas son muy frecuentes y pueden dañarseriamente a la estabilidad F4 = - 8

La excavación mecánica de los taludes por ripado sólo esposible cuando el macizo rocoso está muy fracturado o la rocablanda. Con frecuencia se combina con prevoladuras pocob a da Co ecue c a se co b a co p e o adu as pococuidadosas. Las caras del talud presentan dificultades deacabado. Por ello el método ni mejora ni empeora la estabilidadF4 = 0

31

Factor de ajuste para las juntas

Caso Muy Favorable

Favorable Normal Desfavorable Muy Desfavorable

P

T

αj – αs

αj αs 180º

> 30º 30º – 20º 20º - 10º 10º - 5º < 5

T αj – αs – 180º

P / T F1 0.15 0.40 0.70 0.85 1.0

P βj < 20º 20º – 30º 30º - 35º 35º - 45º > 45º

F2 0.15 0.40 0.70 0.85 1.0

T F2 1 1 1 1 1

P

T

βj – βs

βj + βs

>10º

< 110º

10º - 0º

110º – 120º

0º

> 120º

0 (-10º) < - 10º

P / T F3 0 - 6 - 25 - 50 - 60

P Rotura Plana

T Rotura por vuelco

βs Buzamiento del talud

βj Buzamiento de las juntas

αs Dirección buzamiento del talud

αj Dirección buzamiento de las juntas

Factor de ajuste según el Método de Excavación

Método Talud Natural Precorte Voladura Suave

Voladura o mecánico

Voladura deficiente

F4 + 15 + 10 + 8 0 - 8

Clase V IV III II I

SRM 0 – 20 21 – 40 41 – 60 61 -80 81 - 100

Descripción Muy mala Mala Normal Buena Muy buena

Clases de estabilidad según el SMR

Estabilidad Totalmente inestable

Inestable Parcialmente estable

Estable Totalmente estable

Roturas

Grandes roturas por

planos continuos o por la masa

Juntas o grandes cuñas

Algunas juntas o muchas

cuñas

Algunos bloques Ninguna

Tratamiento Reexcavación Corrección Sistemático Ocasional Ninguno

32

Los valores límites del SMR encontradosempíricamente para cada forma de rotura son:

Roturas Planas

SMR > 60 Ninguna

Roturas en Cuña

SMR > 75 Muy pocaSMR > 60 Ninguna

60 > SMR > 40 Importante

40 > SMR > 15 Muy grandes

Roturas por Vuelco

SMR > 65Ninguna

SMR > 75 Muy poca

75 > SMR > 49 Alguna

55 > SMR > 40 Muchas

Roturas completas (tipo suelo)

SMR > 30 Ninguna

65 > SMR > 50 Menores

40 > SMR > 30 Importantes

g

30 > SMR > 10 Posible

Todos los taludes con valores del SMR inferiores a 20 se caen rápidamente. No se han encontrado taludes con valores del SMR inferiores a 10, lo que indica que no son

físicamente factibles .

Ejemplos del SRM

RMR = 75

F1 = 45º

F2 21º

RMR = 80

F1 = 30º

F2 30ºF2 = 21º

F3 = 15º

F4 = Talud natural

F2 = 30º

F3 = 8º

F4 = Precorte

RMR = 60 RMR = 50RMR = 60

F1 = 25º

F2 = 34º

F3 = 5º

F4 = Voladura suave

RMR = 50

F1 = 19º

F2 = 36º

F3 = 0º

F4 = Voladura mecánica

33

Clasificación SRMR para taludes (Robertson)

Slope Rock Mass Rating (SRMR), toma como base el RMR deBieniawski, que también se puede emplear en la estabilidad detaludes en roca Steffen Robertson & Kirsten en 1987 lo empleantaludes en roca, Steffen Robertson & Kirsten en 1987, lo empleanpara cortes de talud de cavas en macizos rocosos suaves.

La fórmula del SRMR se presenta a continuación:

SRMR = A1 + A2 + A3 + A4

Donde:

A1 resistencia de la roca intacta

A2 valor del RQD

A3 espaciamiento de las discontinuidades

A4 condiciones de las discontinuidades


A1.- Resistencia de la roca intacta

Is (Mpa) > 10 4 a 10

2 a 4 1 a 2 No aplica, usar σc

σc (Mpa)

> 250

100 a 250

50 a 100

25 a 50

5 a 25 1 a 5

0.6 a 1

0.15 a 0.6

0.08 a

0.15

0.04 a

0.15< 0.04

Coeficiente 30 27 22 19 17 15 10 6 2 1 0

A2.- Índice RQD

RQD (%) 90 - 100 75 - 90 50 - 75 25 - 50 < 25


34


A3.- Espaciamiento de las discontinuidades

Ligeramente Ligeramente Planas o lisas

A4.- Condiciones de las discontinuidades

S (cm) > 200 60 - 200 20 - 60 6 - 20 < 6


E.A.R.

Condiciones

Muy rugosas

No continuas y cerradas

Paredes no alteradas

Ligeramente rugosas y continuas

Abertura < 1 mm Paredes

ligeramente alteradas

Ligeramente rugosas y continuas

Abertura < 1 mm

Paredes alteradas

Planas o lisas y continuas

Abertura 1 a 5 mm

Rellenas < 5 mm

Continuas

Abertura > 5 mm

Rellenas > 5 mm



Como se observa en la evaluación, el factor hidráulico no se toma enconsideración, es decir el agua presente en el macizo rocoso no influye en laresistencia de la misma.

SRMR CLASE COHESIÓN Ángulo de fricción

Para valores del SRMR superiores a 40, la estabilidad del talud estágobernada por la orientación y la resistencia al corte de las discontinuidades,mientras para valores inferiores, la rotura sucede independientemente de lajunta por deslizamiento roto-traslacional.

La rotura está en función de las características mecánicas del macizo rocoso.

SRMR CLASE COHESIÓN Ángulo de fricción

40 – 35 IVa 138 40

35 – 30 IVa 86 36

25 – 30 IVb 50 – 72 30 – 34

25 -20 IVb 50 – 70 26 – 30

20 – 15 Va 50 – 60 24 – 27

15 - 5 Vb 14 - 50 21 - 24

35

Ejemplos del SRMR

Ejercicio uno

A1 = 70 MPa

A2 = 55 %

A3 = 70 cm

A4 = Ligeramente rugosa con paredes poco alteradas

Ejercicio dosEjercicio dos

A1 = 49 MPa

A2 = 40 %

A3 = 25 cm

A4 = Paredes alteradas y con poca rugosidad

E.A.R.

Ejemplos del SRMR

Ejercicio tres

A1 = 20 MPaA1 20 MPa

A2 = 35 %

A3 = 20 cm

A4 = rugosidad lisa y con relleno

Ejercicio cuatroEjercicio cuatro

A1 = 15 MPa

A2 = 30 %

A3 = 15 cm

A4 = rugosidad plana y continua, con abertura de 4 mm y con relleno

36

Anclajes

Realizados perforando el terreno hasta alcanzar la longitud prevista,introduciendo a continuación la armadura y hormigonado la zona debulbobulbo.

1. Pueden ser provisionales o permanentes, activos (tensados para queentren en carga) o pasivos.

2. Capacidad de carga entre 300 y 3.000 kN.

3. Armados con barra, cable o tubo.-Bulbos formados por inyección apresión.-Si el terreno lo permite, existe la posibilidad de aumentar eldiámetro del bulbo perforando con técnica de jet-grouting.

4. Posibilidad de realizar inyecciones repetitivas por fases, lo que permite,en determinados tipos de suelos, incrementar la adherencia del bulbo alterreno.

5. Utilizables para el sostenimiento de muros, pantallas, taludes, estribosde puentes, anclajes de solera contra la subpresión, etc.

Bulones

1. Anclajes relativamente cortos.

2. Armados con barra.

3. Carga unitaria relativamente baja, aunque se puede aumentarcon el empleo de barras de acero de muy alto límite elástico.

4. Utilizados para corregir desprendimientos, fisuraciones oinestabilidades locales.

37

Los bulones y barras deanclaje deberan consistir enbarillas o tubos de aceroanclados firmemente enperforaciones realizadas enel terreno a estabili arel terreno a estabilizar.

Los bulones deberán estarprovistos de una platina deasiento de acero, de unarondana plana, de una o dosrondanas biseladas y de unatuerca exagonal pesada.

El anclaje del bulón podráhacerse usando lechada decemento o resinas sintéticas,que garantizen que la barrapueda ser esforzada apueda ser esforzada atensión hasta el punto defluencia del acero sin quefalle el anclaje.

Los bulones o pernos se dividenen dos grupos, provisionales opermanentes, que a su vez estándivididos en activos o pasivos, yse decantará por uno u otro tiposegún las caracteristicas de laformación a estabilizar.

38

Carro perforador con brazos perforadores telescópicos y equipo de accionamiento

giratorio doble

4.- clasificación geomecánica

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