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Caracterizacin Geotcnica y Principios deMecnica de Rocas.
Enfocado a ingenieros civiles.
ESTABILIDAD DE
EXCAVACIONESSUBTERRANEAS
Javier Vallejos
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Inestabilidades controladas por estructuras
acta la gravedad principalmente
Tipos de fallas
zzyzxz
yzyyxy
xzxyxx
Inestabilidades controladas por esfuerzos
tensor con seis componentes independientes
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Tipos de fallas
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El objetivo de un anlisis de estabilidad es determinar como losesfuerzos se redistribuyen relativo a la resistencia del macizo rocoso
Esfuerzos in-situ
Envolvente de falla
Esfuerzos totales
Esfuerzos inducidos
Esfuerzos totales = esfuerzos in-situ + esfuerzos inducidos
totalesEsfuerzosaResistenciFS
Anlisis de esfuerzos
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Anlisis de esfuerzos
Comportamiento de la roca es complejo, pero se puede realizar unaprimera aproximacin considerando la roca:
Continua, Homognea, Istropa, Lineal-Elstica (CHILE)
Recordar que en general la roca es: discontinua, heterognea,anistropa, no-elstica
Solucin simplificada (CHILE) funciona relativamente bien:
a grandes profundidades
con esfuerzos altos (que han cerrado las fracturas) y
con un macizo rocoso relativamente homogneo e istropo
La hiptesis se debilita al estar afectado por:
esfuerzos menores
con fracturamiento ms importante
con un macizo rocoso ms alterado y meteorizado
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Las siguientes soluciones analticas son particularmente tiles paraminera:
Esfuerzos alrededor de un tnel circular (solucin de Kirsch)
Ecuaciones de esfuerzos para un cilindro hueco
Esfuerzos alrededor de una cavidad esfrica en un campo deesfuerzos hidrosttico
Esfuerzos alrededor de una excavacin elptica
Esfuerzos alrededor de un tnel circular con una zona de falla Mohr-Coulomb
Soluciones elsticas para esfuerzos alrededor de excavacionestabulares
Soluciones analticas
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Excavacin circular
Kirsch (1898)
2cos144 2
2
2121
2
r
Rpppp
Gr
Rur
2sin2124 2
2
21
2
r
Rpp
Gr
Ru
Desplazamientos inducidos por la excavacinEsfuerzos totales debido a la excavacin
2cos34
1
2
11
2
14
4
2
2
212
2
21
r
R
r
Rpp
r
Rppr
2cos3
12
11
2
14
4
212
2
21
r
Rpp
r
Rpp
2sin32121 4
4
2
2
21
r
RrRppr
CHILE
Campo de esfuerzos biaxial
,E
vE
G 12
1p
2p
R
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Excavacin circular
2cos34
1
2
11
2
14
4
2
2
212
2
21
r
R
r
Rpp
r
Rppr
2cos3
12
11
2
14
4
212
2
21
r
Rpp
r
Rpp
2sin32
12
14
4
2
2
21
r
R
r
Rppr
Esfuerzos permetro excavacin, r= R:
0r 2cos2 2121 pppp
0r : libre de esfuerzos de corte!
: no hay presin interna
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-2
0
2
4
6
8
10
12
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
Razon de esfuerzos in-situ, k
/p
-2
0
2
4
6
8
10
12
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
Razon de esfuerzos in-situ, k
/p
B
Excavacin circular
2cos121
2
kkp
vh kp 1
zp v 2
0: A
90: B
A
A:
kp
A 32
B:
132
kp
B
Esfuerzos permetro excavacin, r= R:
/p2
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Excavacin circular
Esfuerzos alrededor de la excavacin:
Relajacin de esfuerzos = falla estructural
Concentracin = fracturamiento
situin1
situin3
:1k
Relajacin de esfuerzos
Concentracin deesfuerzos
:1ksituin
1
situin3
Relajacin de esfuerzos
Concentracin deesfuerzos
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Excavacin circular
Caso hidrosttico, k = 1:
ppp 21
pGrRur2
2
0u
2
2
1r
Rpr
2
2
1rRp
0r
1p
2p
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Zona de influencia
Dominio sobre el que una excavacin genera una perturbacinsignificativa del estado de esfuerzos
La presencia de una excavacin vecina puede afectar el estado deesfuerzos del rea donde se va a realizar otra excavacin al punto dehacerla fallar
Esfuerzos totales = Esfuerzos in-situ + esfuerzos inducidos
ppp 21
2
2
1r
Rpr
2
2
1r
Rp
Ejemplo: excavacin circular con campo de esfuerzos hidrosttico
2
2
r
Rppr
2
2
r
Rpp
Campo lejano(constante)
Esfuerzos inducidos(decae con 1/r2)
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Zona de influencia
2
2
r
R
p
ind
2
2
r
R
p
ind
r
-1.2
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
r/R
pind
pindr
pind
R11.0
11.03
p
pRr
ind
ind
r
04.0
04.05
p
pRr
ind
ind
r
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Diseo de excavaciones en roca CHILE
Dos tipos de excavaciones mineras:
Servicio: permanente (accesos de la mina y nivel de transporte,vas de ventilacin, caverna chancador, talleres, etc.
Produccin: temporales (caserones, acceso a caserones, etc.)
Se considerara el diseo de ambos tipos de excavaciones con
entrada de personal
El diseo de excavaciones sin entrada de personal se estudiara ms
adelante
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Diseo de excavaciones en roca CHILE
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Diseo de excavaciones en roca CHILE
Para evaluar la estabilidad se debe comparar los esfuerzos principalestotales debido a la excavacin con la resistencia de la roca
Por ej: Esfuerzos totales debido a una excavacin circular
2cos34
12
11
2
14
4
2
2
212
2
21
r
R
r
Rpp
r
Rppr
2cos3
1
2
11
2
14
4
212
2
21
r
Rpp
r
Rpp
2sin32
12
14
4
2
2
21
r
R
r
Rppr
1p
2p
R
1
1
rFS
a
c
bc
r sm
331
Resistencia (por ej: Hoek-Brown)
2
2
3,122
rrr
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Diseo de excavaciones en roca CHILE
a
c
bc sm
331
En el borde de la excavacin, 3 = 0:
a
c s 1
Si el material es intacto, s = 1c 1
Observaciones en minas subterrneas en rocas masivas de altaresistencia sugieren que la falla comienza cuando el esfuerzotangencial mximo en el borde de la excavacin alcanza 40% de laresistencia a la compresin uniaxial
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Diseo de excavaciones en roca CHILE
c
f
a
R
max25,149,0
c
4,0max
fR
a
situinsituin 31max 3
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Diseo de excavaciones en roca CHILE
UCScd 8,0
UCSci 4,0
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Diseo de excavaciones en roca CHILE
URL test tunnel(Martin, 1997)
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Diseo de excavaciones en roca CHILE
Delineado de zonas de falla en la superficie de la excavacin
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Inestabilidad por control estructural
cuapeso
pernoscapacidadFS
paredes5,1FS
techo0,2FS
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Cuas se forman debido a la interseccin de discontinuidades ms laexcavacin la que entrega una potencial cara libre para que puedandeslizar bloques
Mapeo de discontinuidades en el techo
North Mine 175 OB
Formacin de cuas potenciales aldeslizamiento North Mine 175 OB
Diederichs(1999)
Inestabilidad por control estructural
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Died
erichs(1999)
Ambientes de bajos esfuerzos (cerca de superficie), relajacin debido ala deflexin del techo, o cambios en la geometra de la mina queproduce una disminucin de esfuerzos
Inestabilidad por control estructural
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194 casos de cadas de rocas entre1985 a 1996
12 minas en Sudbury, Ontario,Canad
Profundidades entre 150 a 2300 m
Dip estructuras > 60
Catalizadores falla estructural:Tronadura (42%)
Perforacin (13%)
Carguo (10%)
Hutchinson (1998)
Inestabilidad por control estructural
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Geometra tpica de cuas (terica) de la base de datos de las minas deSudbury considerando la interseccin de las discontinuidades mayores
Se asume que las cuas utilizan la luz completa de la excavacin (caso msdesfavorable)
Se predicen cuas tpicas de altura en exceso a la luz de la excavacin
Diederich
s(1999)
Inestabilidad por control estructural
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Valores actuales para la razn entre altura cua-luz excavacin: Considerablemente menores a los estimados
Existe un efectos significativo de sostenimiento de los esfuerzos horizontales que nopermite que las cuas de razones de aspecto altura cua-luz excavacin altosdeslicen
Hutchinson(1998)
Inestabilidad por control estructural
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Principio de soporte de un bloque/cua
W
T rea de contactoACohesin cFriccin
Tensin en el perno T
cossin
tansincos
TW
TWcAFS
tansincos
tancossin
FS
WcAFSWT
Para encontrar el ptimo: 0d
dT
FS
opt
tanatan
optFS 1
El refuerzo tensado aumenta la friccin
El refuerzo tensado reduce la componente del peso que hace que el bloque deslice
Si el refuerzo no es tensionado, movimientos del bloque (dilatancia) pueden ocurrirdisminuyendo el ngulo de friccin
El refuerzo debe ser rgido
Inestabilidad por control estructural
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Cua deslizante
C
hoquetandHadjigeorgiou(1993)
Notar que el largo del refuerzo debe ser mayor al desarrollo de la cua
N = nmero de pernos
W = peso de la cua
fr= capacidad del refuerzo
b = dip de la superficie de deslizamiento
c = cohesin de la superficie de deslizamiento
= friccin de la superficie de deslizamiento
A = rea base de la superficie de deslizamiento
a = ngulo entre el plunge del perno y la normal a lasuperficie deslizante
aFSafr
cAbbFSWN
sintancos
tancossin
mecanicosanclajespara2,0
adheridospernospara5,1
FS
FS
Inestabilidad por control estructural
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Cuas 2D
Seleccionar espaciamiento a
Cables a lo largo de la luz fr
HSa
N
2
1
N
Sb
fr= capacidad del refuerzo
Inestabilidad por control estructural
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Cuas 3D
La identificacin de bloques potenciales al deslizamiento se realizamediante la teora de bloques de Goodman and Shi (1985)
El mtodo es ms complejo que el de 2D (definicin de cuas, calculo delpeso y factor de seguridad) por lo que un tratamiento rutinario manual espoco comn
El programa Unwedge (Rocsciene) resulta bastante til para este tipo de
problema
Deslizamiento
Cada
Inestabilidad por control estructural
I bilid d l l
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Unwedge
Discontinuidades:
c = 0
= 35
Set Dip DipDirection
1 70 5 036 122 85 8 144 10
3 55 6 262 15
Eje tnel:Trend = 0
Plunge = 0
5 m
7,5 m
(http://www.rocscience.com/)
Inestabilidad por control estructural
I t bilid d t l t t l
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Unwedge Input
Inestabilidad por control estructural
I t bilid d t l t t l
-
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Unwedge Visualizacin
Inestabilidad por control estructural
I t bilid d t l t t l
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Unwedge Visualizacin por cua
Inestabilidad por control estructural
Inestabilidad por control estructural
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Se prefiere estimar los
factores de seguridad delargo plazo de las cuas sinincluir esfuerzosgravitacionales ni inducidos,es decir el esfuerzo normal a
la estructura no existe
El incorporar esfuerzos en elsistema aumenta los factoresde seguridad
FS = 0,4410,1 t
estable
53,6 t
FS = 0,498,7 t
FS = 0,0011,5 t
Inestabilidad por control estructural
Unwedge Cuas deslizantes
Inestabilidad por control estructural
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FS = 0,9010,1 t
estable
53,6 t
FS = 0,908,7 t
FS = 1,7811,5 t
Inestabilidad por control estructural
Unwedge Cuas deslizantes
Tnel ubicado a 500 m de profundidad
Diseo de excavaciones
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Diseo de excavaciones
: Iniciacin de grietasci
0T : Resistencia a la traccin
Sistema de refuerzo/soporte/retencin
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Sistema de refuerzo/soporte/retencin
REFORZAR
RETENER
SOPORTAR
Cargas dela roca
Esfuerzosen la roca Reforzar Integral con la roca
Prevenir la separacin y deslizamiento de
bloques a lo largo de planos de debilidadal interior de la roca de manera deconservar la resistencia inherente delmacizo rocoso
Soportar Externo a la rocaSostener la carga de los elementos deroca fracturados o bloques individuales
RetenerMantener los fragmentos de rocafracturada entre los elementos soportantes
Refuerzo/soporte
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Refuerzo/soporte
ADHERENCIA FRICCION
RESINA
BARRAS
CEMENTOALTA CARGADE CONTACTO
ANCLAJEMECANICO
BARRASCABLES
BAJA CARGADE CONTACTO
COMPRESIONDEL BULON
SPLIT SET
EXPANSIONDEL BULON
SWELLEX
Retencon: Malla
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Malla soldada (welded)
Malla trenzada (chainlink)
Malla soldada forma cuadrados de 4
Malla trenzada es mas fcil de adaptar auna superficie irregular
Si en la malla trenzada se produce unarotura en una fibra el material deslizara
Difcil de aplicar shotcrete sobre mallatrenzada ya que forma paquetes de aire
Retencon: Malla
Retencin: Shotcrete
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Shotcrete en una mezcla de:
Cemento
Agua
Agregados (grava pequea, arena)
Aditivos, fibra (para modifica propiedades)
Retencin: Shotcrete
Ciclo minero
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Ciclo minero
CARGA DE EXPLOSIVOS
TRONADURA Y VENTILACION
CARGA
PERFORACIONMAPEO YCARACTERIZACION
INSTALACION DEREFUERZO
ACUAMIENTO
CARGUIO Y TRANSPORTE
Perforacin
-
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Perforacin
Perforacin
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Calidad del perfil causas de sobre-excavacin sub-excavacin
Perfi l actual
Perfil perforacin
Sobre-excavacin debido a tronadura/geologa
Perfi l de diseo
Sub-excavacin debidoa perforacinSub-excavacin debido a
tronadura/geologa
Perforacin
Sobre-excavacindebido a perforacin
Perforacin
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e o ac
Calidad del perfil
TronaduraRainura (Burn Cut):
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Definiciones
Serie de perforaciones en un
patrn regular alrededor detiros no cargados
Tronadura
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Definiciones
Rainura (Burn Cut):
Serie de perforaciones en unpatrn regular alrededor detiros no cargados
Tronadura
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Es posible estimar (2DFace, JK Simblast) con bastante confianza las
vibraciones que se generarn en los alrededores de una carga explosiva
tpica en desarrollo horizontal.
Simulacin de vibraciones
Anlisis de la distribucin de energa o factor de carga
Acuamiento
-
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Ph.D. Javier Vallejos U. de Chile / Ing. de Minas (Septiembre, 2013) 54
Acuamiento manual Acuamiento mecnico
Diseo del sistema de estabilizacin
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Factores que afectan al diseo:
Condicin de esfuerzos
Geometra de las excavaciones Geologa y condiciones del macizo rocoso
Dao por tronadura
Caractersticas del sistema de fortificacin
Secuencia: instalacin del sistema de fortificacin excavacin
Propsito y tipo de excavacin
Experiencia y seguridad de los trabajadores
Elementos de estabilizacin
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Perno adherido con resina
Cone bolts (ensayo GRC)
Cone bolts (ensayos
Sudafricanos)
Anclaje mecnico
Swellex
Split set
Malla soldada #6(pao 1,5 x 3 m)
Malla trenzada #9(pao 1,5 x 1,5 m)
Malla soldada #6(pao 1,5 x 1,5 m)
Malla soldada #6reforzada con shotcrete(panel 1,5 x 3,0 m)
Malla soldada #6reforzada con shotcrete(panel 1,5 x 1,5 m)
Seleccin del sistema de estabilizacin
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El factor ms importante es considerar el modo de falla potencial y elmecanismo que controla, por ejemplo:
Esfuerzos altos
Bloques deslizando por gravedad (grado de fracturamiento)
Convergencia en roca dbil
Un buen sistema de estabilizacin es el que ajusta el modo de falla
del macizo rocoso con las caractersticas del sistema
Es necesario determinar:
Tipo de soporte, incluyendo combinaciones si es necesario Longitud
Espaciamiento
Activo o pasivo
Cuando instalar
Seleccin del sistema de estabilizacin
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Roca masiva sujeta aesfuerzos in-situ bajos. Sin
soporte o pernos deseguridad y malla
Rocamasiva
Esfuerzos bajos Esfuerzos altos
Roca masiva sujeta a esfuerzosin-situ altos. Patrn de pernoscon malla o shotcrete para inhibir
el fracturamiento y retener losbloques de roca
Seleccin del sistema de estabilizacin
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Esfuerzos bajos Esfuerzos altos
Ro
camoderadamente
fracturada
Roca masiva con relativamentepocas discontinuidades sujeta aesfuerzos in-situ bajos. Pernos
locales para prevenir la falla debloques individuales y cuas.Pernos deben ser tensionados
Roca masiva con relativamentepocas discontinuidades sujeta aesfuerzos in-situ altos. Patrndenso de pernos inclinados paracruzar las estructuras de la roca,con malla o shotcrete reforzadocon fibra en techo y paredes
Seleccin del sistema de estabilizacin
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Esfuerzos bajos Esfuerzos altos
Roca altamente fracturada sujeta a esfuerzos in-situaltos. Patrn denso de pernos con shotcretereforzado con fibra. En casos extremos, arcos deaceros con juntas deslizantes pueden ser requeridos.Contra bveda o losas de hormign pueden serrequeridas para controlar levantamiento del piso
Rocaaltame
nte
fracturada
Roca altamente fracturada sujetaa esfuerzos in-situ bajos. Patrnliviano de pernos con malla y/oshotcrete controlaran la sobreexcavacin de los trozos de rocaalrededor de la excavacin
Diseo de soporte Carga esttica
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Resistencia soporte requerida
Rs
> h
: Peso unitario
h: espesor del bloque
A Soportar peso muerto
B Aumento friccin
Resistenciasoporte, RS
Mtodos empricos de diseo RMRB
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Hutchinsonan
dDiederichs(1996)
Mtodos empricos de diseo - Q
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RQD Rock Quality Designation (%)
Intervalos de 5 puntosSi RQD10 RQD = 10 para evaluar Q
Jn Nmero de sistemas de discontinuidades
Jr Nmero de rugosidad de discontinuidades
Ja Nmero de alteracin de discontinuidades Jw Agua en discontinuidades
SRF Factor de reduccin por esfuerzos
SRF
J
J
J
J
RQDQ w
a
r
n
: Tamao de bloques
: Resistencia al corte entre bloques
: Esfuerzos activos
nJ
RQD
a
r
J
J
SRF
Jw
Descripcin del macizo Q Q
Excepcionalmente malo 0,001 0,01 0,0005
Extremadamente malo 0,01 0,1 0,005
Muy malo 0,1 1 0,01
Malo 1 4 0,3
Regular 4 10 1,5
Bueno 10 40 3
Muy bueno 40 100 8
Extremadamente bueno 100 400 40
Excepcionalmente bueno 400 1000 100
Mtodos empricos de diseo - Q
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SRF
Asociado al posible efecto de la condicin de esfuerzos en el macizorocoso, y puede considerarse una medida de:
a) La presin causada por el material suelto, en el caso de un tnel queatraviesa una zona de cizalle o un macizo rocoso arcilloso y de malacalidad geotcnica
b) La concentracin de esfuerzos que se produce en la periferia de tnelesexcavados en macizos rocosos competentes
c) Las presiones asociadas al flujo plstico (squeezing) o al hinchamiento(swelling) que encuentra tneles que cruzan macizos rocosos arcillosospoco competente bajo un estado de esfuerzos importante, o macizosarcillosos y expansivos
Mtodos empricos de diseo - Q
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(a) Zonas dbiles interceptan la posicin que tendr la excavacin subterrnea, lo que puede causar aflojamiento(loosening) del terreno cuando se desarrolle la excavacin subterrnea
Caso Condicin SRF
A Mltiples zonas dbiles que contienen arcillas y/o roca qumicamente desintegrada, conroca suelta en su periferia (a cualquier z) 10,0
B Mltiples zonas dbiles, con roca suelta en su periferia, en un macizo rocosocompetente y libre de arcilla (a cualquier z) 7,5
C Macizo rocoso muy fracturado, con estructuras abiertas que definen bloques en formade cubos (a cualquier z) 5,0
D, E Una zona dbil que contienen arcillas y/o roca qumicamentedesintegrada, con roca suelta en su periferia
z50 mz > 50 m
5,02,5
F, G Una zona dbil, con roca suelta en su periferia, en un macizorocoso competente y libre de arcilla
z50 mz > 50 m
5,02,5
SRF: (a) zonas dbiles
Notas: Los valores de SRF deben reducirse en un 25% a 50% si las zonas de cizalle relevantes solo influencian eltnel, pero no lo intersectan
z: profundidad
Mtodos empricos de diseo - Q
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(b) Macizos rocosos competentes, problemas asociados a concentraciones de esfuerzos
Caso Condicin UCS/1 /UCS SRFH Estado de esfuerzos de magnitud baja, estructuras superficiales abiertas > 200 < 0,01 2,5
I Estado de esfuerzos moderados, condicin de esfuerzos favorable 200 10 0,01 0,3 1,0
J Estado de esfuerzos de magnitud alta, estructuras bien trabadas (usualmentefavorable para la estabilidad, aunque puede presentar problemas en las cajas)
10 5 0,3 0,40,5 2,0
K Macizo rocoso que presenta lajamientos moderados 1 hora despus deldesarrollo de la excavacin subterrnea
5 3 0,5 0,655 50
L Macizo rocoso que presenta lajamientos e incluso estallidos de roca pocodespus del desarrollo de la excavacin subterrnea 3 2 0,65 - 1,0 50 200
M Macizos rocosos que sufren notorios estallidos de roca y deformacionesinmediatas despus del desarrollo de la excavacin subterrnea
< 2 > 1200 - 400
SRF: (b) macizo rocoso competente
Notas:
Si el estado de esfuerzos in-situ es muy anistropo, entonces para evaluar SRF utilice el siguiente UCS reducido:Si 5 1/3 10: reduzca UCS a 0,75UCS ; Si 1/3 > 10: reduzca UCS a 0,5UCS La base de datos del mtodo incluye pocos casos en que la profundidad del techo del tnel respecto a la superficie delterreno es menor que el ancho del tnel. Si este es el caso, entonces SRF debe incrementarse de 2,5 a 5 (ver H)
Casos K, L, M son usualmente los ms relevantes para el diseo de soporte en excavaciones profundas UCS: resistencia a la compresin uniaxial roca intacta 1, 3: esfuerzos in-situ principales mayor y menor
: mximo esfuerzo tangencial en el contorno de la excavacin estimado mediante la teora de elasticidad
Mtodos empricos de diseo - Q
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0.1
1
10
100
1000
1 10 100
UCS /1
S
RF
Barton et al. (1974)
Barton (2002)
c/1 bajo:
fracturamiento por esfuerzos altos
SRF Q
c/1 medio:
bloques quedan ajustados
SRF Q
c/
1alto:
bloques quedan sueltosconllevando a inestabilidades
SRF Q
Zona deestallidosde roca
Esfuerzosaltos
2 5 20 50 200
Confinamientomedio
Confinamientobajo
SRFQ
1
SRF: (b) macizo rocoso competente
Mtodos empricos de diseo - Q
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SRF: (c) Flujo plstico(c) Macizos rocosos que fluyen plsticamente (squeezing rock)
Caso Condicin UCS/1 SRFO El flujo plstico genera presiones leve a moderadas 1 5 5 10
P El flujo plstico genera presiones importantes > 5 10 20
SRF: (d) Hinchamiento
(d) Macizos rocosos expansivo (swelling rock), expansin o hinchamiento debido a reacciones qumicas causadas por lapresencia de agua
Caso Condicin SRF
R El hinchamiento genera presiones leves a moderadas 5 10
S El hinchamiento genera presiones importantes 10 15
Mtodos empricos de diseo - Q
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Barton(1974)
buena)aregular(calidad10
0,166,00,15,1990
Granito
Q
Q regular)(calidad2,9
0,166,00,10,31570
Granito
Q
Q mala)(calidad5,1
0,166,00,20,1940
aArcillolit-Arenisca
Q
Q
mala)muy(calidad24,0
0,566,00,50,1980
Caliza
Q
Q
mala)enteextremadam(calidad09,0
0,566,00,50,1930
Lutita
Q
Q
mala)lmenteexcepciona(calidad009,0
0,666,00,60,12010
0)(todescompuesGranito
Q
Q
RQD
Mtodos empricos de diseo - Q
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ESRSpanDe
ESR es un factor que toma en cuenta el grado de inestabilidadpermitido de la excavacin basado en el tiempo de servicio y uso
Al igual que para cualquier sistema emprico, la aplicacin de lasguas debe estar en el rango de casos con el que se desarrollaron
Notar la ausencia de casos en ambientes mineros de altos esfuerzos.
Se recomienda ESR3
Mtodos empricos de diseo - Q
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Base de datos utilizados en desarrollar en sistema Q
La mayora de casos de la ingeniera civil
Probablemente conservativo para aplicaciones mineras
Mtodos empricos de diseo - Q
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Hutchinson and Diederichs (1996)
(m)2 4,0QESRLuz mxima sin refuerzo
Mtodos empricos de diseo - Q
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Las longitudes de cables en la ordenada derecha son vlidas para ESR = 1
Para valores de ESR mayores estas longitudes deben ser aumentadas deacuerdo a la luz actual de la excavacin
Una aproximacin razonable para minera es multiplicar las longitudes por ESR0,5
Mtodos empricos de diseo - Q
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Guas para el diseo de refuerzo en paredes
Para las paredes, la demanda por refuerzo es menor, y lassiguientes guas han sido sugeridas
10para5 QQQw100,1para5,2 QQQw
1,0para QQQw
Longitud del refuerzo en excavacin de luz B (m)
(m)15,0
2ESR
BL
Referencias Bieniawski, Z.T. (1989). Engineering rock mass classifications. New York: Wiley.
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( ) g g y
Hoek, E., and Brown, E.T. (1997). Practical estimates of rock mass strength. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 8, 1165-1186.
Barton, N.R., Lien, R., and Lunde, J. (1974). Engineering classification of rock masses for the design of tunnelsupport. Rock mechanics, 6, 4, 189-239.
Barton, N. (2007). Rock mass characterization for excavations in mining and civil engineering. Proc. Of the Int.Workshop on rock mass classification in underground mining, 3-13. NIOSH.
Barton, N. (2002). Some new Q-value correlations to assist in site characterisation and tunnel design. Int. J. RockMech. & Ming. Sci., 39, 185-216.
Hutchinson, J., and Diederichs, M.S. (1996). Cablebolting in underground mines. Bitech Publishers.