class if i caco es geo mecanic as

7/29/2019 Class if i Caco Es Geo Mecanic As

1/15

TEMA 5

Marcel Hrlimann

5.3. Clasificaciones geomecnicas

Caractersticas y objetivos:proporcionar una evaluacin geomecnica global

del macizo rocoso a partir de observaciones en el

campo y ensayos sencillos

estimacin de la calidad del macizo rocoso y de losparmetros de resistencia

cohesin y ngulo de friccin

definir las necesidades de sostenimientos

Metodologa general:

se intenta dividir el macizo en grupos decomportamiento similar

Clasificaciones existentes:

R. Q. D.

R. M. R. (Bieniawski)

S. M. R. (Romana)

Q (Barton et al.)

Terzaghi GSI (Hoek & Brown)

R. S. R. (Wickham et al.)

Protodyakonov

Lauffer

Louis


2/15

TEMA 5

Marcel Hrlimann

ndice de calidad de las rocas, RQDrock quality designation Deree et al. (1967)

Se basa en la recuperacin modificada de un testigo(El porcentaje de la recuperacin del testigo de un sondeo)

Depende indirectamente del nmero de fracturas y del gradode la alteracin del macizo rocoso

Se cuenta solamente fragmentos iguales o superiores a 100 mm delongitud.

El dimetro del testigo tiene que ser igual o superior a 57.4 mm ytiene que ser perforado con un doble tubo de extraccin de testigo.

x100radaotal_perfolongitud_t

10cm)s__fragmento(longitudRQD =

RQD (%) Calidad de roca< 25 muy mala

25 - 50 mala

50 - 75 regular

75 - 90 buena90 - 100 excelente

Ejemplos:RQD = 100 RQD < 100

Formula alternativa (cuando no hay sondeos):

RQD = 115 3.3Jv para Jv > 4.5RQD = 100 para Jv 4.5

Jv : numero de juntas identificadas en el macizo rocoso por m3


3/15

TEMA 5

Marcel Hrlimann


4/15

TEMA 5

Marcel Hrlimann

Clasificacin de Bieniawski (R.M.R.)rock mass rating Z. T. Bieniawski (1979)

Se valora una serie de parmetros:

(1) Resistencia del material intacto valor mximo = 15(ensayo carga puntual o compresin simple)

(2) R.Q.D. valor mximo = 20(3) Distancia entre las discontinuidades valor mximo = 20(4) Condicin de las discontinuidades valor mximo = 30(5) Agua subterrnea valor mximo = 15

RMR = (1) + (2) + (3) + (4) + (5)

Clasificacin de RMR (oscila entre 0 y 100):

Clase Calidad de roca RMRI muy buena 81 100II buena 61 80III regular 41 60

IV mala 21 40V muy mala 0 - 20

Relacin entre RMR y propiedades geomecnicas

Clase Calidad RMR Cohesin

(kPa)

Angulo de friccin

( )I muy buena 81 100 > 400 > 45II buena 61 80 300 400 35 45III regular 41 60 200 300 25 35IV mala 21 40 100 200 15 25V muy mala 0 - 20 < 100 < 15


5/15

TEMA 5

Marcel Hrlimann

Parmetres del Rock Mass Rating (Bieniawski, 1979)

Parmetre Rang de valorsndex decrregapuntual

> 10 MPa 4-10 MPa 2-4 MPa 1-2 MPaResistnciade laroca intacta

Resistncia acompressisimple

> 250 MPa 100-250 MPa 50-100 MPa 25-50 MPa 5-25MPa

1-5MPa

< 1MPa

1

valor 15 12 7 4 2 1 0

Qualitat del testimoniRQD

90-100% 75-90% 50-75% 25-50% 2m 0,6-2 m 0,2-0,6 m 6-20 cm < 6 cm3

valor 20 15 10 8 5

Estat de lesdiscontinutats

Superfcies moltrugoses

No contnuesParet inalterada

Superfcieslleument rugosesSeparaci < 1mm

Paret lleumentalterada

Superfcieslleument rugosesSeparaci < 1mmParet molt alterada

Superfciesestriades o

rebliment < 5mmgruix o separaci

1-5 mmContnues

Rebliment tou > 5mm de gruix

oseparaci > 5 mm

Contnues4

valor 30 25 20 10 0

Flux per 10 mde tnel

cap < 10 litres/min 10-25 litres/min 25-125 litres/min > 125 litres/min

RelaciPaigua/P

principal

0 0-0,1 0,1-0,2 0,2-0,5 > 0,5

Aiguasubterrnia

CondicionsGenerals

Completamentsec

Humit Moll Degotant Rajant

5

valor 15 10 7 4 0


6/15

TEMA 5

Marcel Hrlimann

Parmetros del Rock Mass Rating (Bieniawski, 1979)

Parmetro Rango de valores

Ensayo cargapuntual > 10 MPa 4-10 MPa 2-4 MPa 1-2 MPaResistenciade la

roca intacta Compresinsimple

> 250 MPa 100-250 MPa 50-100 MPa 25-50 MPa5-25MPa

1-5MPa

< 1MPa

1

valor 15 12 7 4 2 1 0

RQD 90-100% 75-90% 50-75% 25-50% 2 m 0,6-2 m 0,2-0,6 m 6-20 cm < 6 cm

3

valor 20 15 10 8 5

Longitud de ladiscontinuidad

< 1 m 1 3 m 3 10 m 10 20 m > 20 m

Valor 6 4 2 1 0

Abertura Nada < 0.1 mm 0.1 1.0 mm 1 5 mm > 5 mm

Valor 6 5 3 1 0

RugosidadMuy rugosa Rugosa

Ligeramente

rugosaOndulada Suave

Valor 6 5 3 1 0

RellenoNinguno

Relleno duro

< 5 mm

Relleno duro

> 5 mm

Relleno blando

< 5 mm

Relleno blando

> 5 mm

Valor 6 4 2 2 0

AlteracinInalterada

Ligeramentealterada

Moderadamentealterada

Muy alterada Descompuesta

4

Estadodelasdiscontinuidades

valor 6 5 3 1 0

Relacin

Pagua / Pprinc0 0-0,1 0,1-0,2 0,2-0,5 > 0,5Flujo de

agua enlas juntas Condiciones

Generales

Completamente

secas

Ligeramente

hmedasHmedas Goteando Agua fluyendo

5

valor 15 10 7 4 0


7/15

TEMA 5

Marcel Hrlimann

Clasificacin de Bieniawski (R.M.R.)


8/15

TEMA 5

Marcel Hrlimann

Clasificacin adaptada de Bieniawski para taludes (SMR)M. Romana Ruiz (1992)

Permite evaluar la estabilidad de una excavacin

El ndice SMR incluye cuatro factores de ajuste:

Factor de ajuste de las juntasF1: depende del paralelismo entre el rumbo de las juntas y de la

cara del talud.

F2: depende del buzamiento de la junta en la rotura plana.F3: refleja la relacin entre los buzamientos de la junta y el talud.

Factor de ajuste segn el mtodo de excavacinF4: establecido empricamente

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

Relacin entre el ndice SMR y la estabilidad del talud.

SMR Estabilidad100-81 Totalmente estable80-61 Estable

60-41 Parcialmente estable40-21 Inestable< 20 Totalmente inestable


9/15

TEMA 5

Marcel Hrlimann

Valores del SMR(Romana 1992)


10/15

TEMA 5

Marcel Hrlimann

ndice Q de Barton (rock mass quality)(Barton et al. 1974)

Se hace una valoracin con un ndice Q a partir de valores dediferentes parmetros:

SRF

J

J

J

J

RQDQ w

a

r

n

=

RQD ndice de calidad de la roca

Jn nmero de familiasJr coeficiente de rugosidad de la juntaJa coeficiente de alteracin de la juntaJw coeficiente reductor por la presencia de

aguaSRF factor reductor por tensiones en el macizo

rocoso

Jn, Jr y Ja se aplican a las juntas estructuralmentems desfavorables.

Clasificacin de Q (oscila entre 0.001 y 1000)

Q (rock mass quality) valoracin0.001 0.01 excepcionalmente mala0.01 0.1 extremadamente mala0.1 1.0 muy mala1.0 4 mala4 10 regular10 40 buena40 100 muy buena

100 400 extremadamente buena400 - 1000 excepcionalmente buena


11/15

TEMA 5

Marcel Hrlimann

Q de Barton: Estimacin de los parmetros

Jn nmero de familias valorRoca masiva 0.5 1

Una familia de juntas 2

Id. con otras juntas ocasionales 3Dos familias de juntas 4

Id. con otras juntas ocasionales 6

Tres familias de juntas 9

Id. con otras juntas ocasionales 12

Cuatro o ms familias, roca muy fracturada 15

Roca triturada 20

Jr coeficiente de rugosidad de la junta valor

Juntas (contacto entre las dos caras)Discontinuas 4

Onduladas, rugosas 3

Onduladas, lisas 2

Onduladas, perfectamente lisas 1.5

Planas, rugosas o irregulares 1.5

Planas, lisas 1

Planas y perfectamente lisas 0.5

Juntas rellenas

(relleno impide contacto entre las dos caras)material arcilloso 1

Material arenoso, de grava o triturado 1

Ja coeficiente de alteracin de la junta valorJuntas (sin minerales de relleno intermedios)

Juntas de paredes sanas 0.75 1

Ligera alteracin 2

Alteraciones arcillosas 4

Juntas(minerales de relleno en pequeo espesor)

Con partculas arenosas 4

Con minerales arcillosos no blandos 6

Con minerales arcillosos blandos 8

Con minerales arcillosos expansivos 8 12

Juntas

(minerales de relleno en gran espesor)

Con roca triturada/desintegrada y arcilla 6 12Con zonas de arcilla limosa o arenosa 5

Con zonas de arcillosos (espesor grueso) 10 - 20


12/15

TEMA 5

Marcel Hrlimann

Jw coeficiente reductor por la presencia deagua

valor

Excavaciones secas o con 50 m 2.5Abundantes zonas dbiles en roca competente 7.5

Zonas dbiles aisladas en roca competente(cobertura 50 m)

5

Id. con cobertura > 50 m 2.5Roca competente (problemas tensionales en las rocas)

Pequea cobertura 2.5Cobertura media 1Gran cobertura 0.5 2

Rocas deformables (flujo plstico de roca)

Con bajas presiones 5 10Con altas presiones 10 20

Rocas expansivasCon presin de hinchamiento moderada 5 10Con presin de hinchamiento alta 10 - 15


13/15

TEMA 5

Marcel Hrlimann

ndice Q de Barton


14/15

TEMA 5

Marcel Hrlimann

Correlaciones entre las clasificaciones deBieniawski (RMR) y Barton (Q)

RMR = 9 ln Q +44 Bieniawski (1976)

RMR = 13.5 log Q + 43 Rutledge (1978)

Correlacin entre RMR, Q y el Mdulo de deformacin in-situ


15/15

TEMA 5

Marcel Hrlimann

ndice de resistencia geolgica GSIHoek & Brown (1994):

class if i caco es geo mecanic as

Documents