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LEVANTAMIENTO GEOTCNICO DE LOS MACIZOS ROCOSOS.
CONTENIDO 1. Introduccin. 2. Caractersticas para descripcin de los materiales. 3. Estructura del macizo rocoso, discontinuidad. 4. Caractersticas geomecnicas de las discontinuidades. 5. Toma de datos en afloramientos de superficie. 6. Presentacin e interpretacin de datos.
LEANDRO ALEJANO-ALVARO CASTRO.
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INTRODUCCIN
La mayora de los macizos rocosos, en particular
aquellos situadas a pocos cientos de metros desde la
superficie, presentan discontinuidades que determinan
su comportamiento mecnico.
Por lo tanto es esencial que la estructura de la masa
rocosa y sus discontinuidades sean cuidadosamente
descritas adems de la descripcin litolgica del tipo de
roca.
Estos parmetros pueden ser usados para anlisis de
estabilidad y deben ser cuantificados siempre que sea
posible.
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MACIZO ROCOSO Volumen de terreno intervenido por el desarrollo una
obra de ingeniera y que est conformado por la
matriz rocosa y por las discontinuidades. El macizo
rocoso puede ser descrito y/o sectorizado de acuerdo
con caracterstica litolgicas, estructurales o de otro
orden geolgico. ISRM.
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Matriz rocosa - Roca intacta
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DISCONTINUIDAD
Es el trmino general para un plano o zona de interrupcin mecnica que tiene nula o
baja resistencia a la traccin. Es el trmino colectivo para la mayora de tipos de
diaclasas, planos dbiles, frgiles, esquistosidad y fallas. Los diez parmetros utilizados
para definir las discontinuidades en masas rocosas son:
1. OrientacinPosicin para la discontinuidad en el espacio. Descrito por la
direccin del buzamiento (azimut) y el buzamiento para la lnea ms inclinada.
Ejemplo: direccin de buzamiento / buzamiento ( 015/35)
2. EspaciadoDistancia perpendicular entre discontinuidades adyacentes.
Normalmente hace referencia a la media o moda de un conjunto de Diaclasas.
3. PersistenciaTraza de la longitud de la discontinuidad observada en la
exposicin. Puede dar una medida del rea extendida o de la longitud de penetracin de
la discontinuidad. Terminacin en roca slida o a travs de otras discontinuidades
reduce la persistencia.
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4. RugosidadInherente a la superficie de rugosidad y ondulacin relativo
al plano medio de la discontinuidad. Rugosidad y ondulacin contribuyen a la
resistencia al esfuerzo cortante.
5. Resistencia de las paredes Equivalente al esfuerzo de compresin entre
dos paredes adyacentes de roca de una discontinuidad. Puede ser mas baja que la
resistencia del bloque rocoso, debido a la meteorizacin o alteracin en las paredes.
6. Apertura Distancia Perpendicular entre paredes adyacentes de la
discontinuidad.
7. Relleno Material que separa las paredes adyacentes de roca de la
discontinuidad y que es usualmente ms dbil que las paredes de roca. Los
materiales tpicos de llenado son arena, milonita y arcilla. Tambin incluyen
delgados recubrimientos de estos minerales que llenan las discontinuidades, ejemplo
cuarzo y venas de calcitas.
8. Flujo de Agua y humedades visibles en discontinuidades individuales o
en el macizo como un todo.
9. Nmero de familias de discontinuidades. La masa de roca puede ser
adems dividida por discontinuidades individuales.
10. Tamao del bloqueDimensiones de bloques de roca debido a la
orientacin y espaciado de las familias de discontinuidades.
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MBITO DE ESTUDIO CARACTERSTICA O
PROPIEDAD
MTODO CLASIFICACIN
Matriz rocosa Identificacin Observacin visual y
lupa
Clasificacin geolgica
y geotcnica
Meteorizacin Observacin visual ndices estndar
Resistencia ndices y ensayos de
campo
Clasificaciones
empricas
Discontinuidades Orientacin Medida con brjula
Espaciado Medidas de campo ndices y
clasificaciones
estndar
Continuidad
Rugosidad Observaciones y
medidas de campo
Comparacin con
perfiles estndar
Resistencia de las
paredes
Martillo Schmidt,
observaciones de
campo
Clasificaciones
empricas
Abertura Observaciones y
medidas de campo
ndices estndar
Relleno
Filtraciones
Macizo rocoso Nmero de familias de
discontinuidades
Medidas de campo ndices y clasificaciones
estndar
Tamao de bloque
Intensidad de
fracturacin
Grado de
meteorizacin
Observaciones y
medidas de campo
Clasificaciones estndar
CARACTERSTICAS Y PROPIEDADES
PARA DESCRIPCION DE LOS
MATERIALES ROCOSOS EN GEOTECNIA
Gonzlez
de Vallejo,
2004.
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Una Junta
Intacto
Dos
Juntas
Muchas Juntas
Macizo Rocoso
Descripcin
Estructura del macizo rocoso Las rocas difieren del resto de materiales utilizados en ingeniera en el hecho de que suelen presentar fracturas y otro tipo de discontinuidades estructurales que hacen el material discontinuo por lo que resulta preciso diferenciar claramente la roca intacta del macizo rocoso, definido en captulos anteriores.
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Estructura del macizo rocoso
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Un macizo rocoso estar compuesto por una o varias rocas que a su vez contienen planos de estratificacin, fallas, juntas, pliegues y otros caracteres estructurales. Los macizos rocosos son por tanto discontinuos y pueden presentar propiedades heterogneas y/o anistropas.
Estructura del macizo rocoso
Juntas en direccin
Juntas con buzamiento
Juntas transversales
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DIACLASA
Es una fractura de origen geolgico en la
continuidad del macizo rocoso, a lo largo del cual
no hay desplazamientos visibles. Un grupo de
diaclasas paralelas es llamado una familia de
diaclasas, pueden ser abiertas, llenas o cizalladas,
trmicas, foliadas, estratos, capas, grietas, etc. FALLA
Es una fractura o una zona de fractura a lo largo
de la cual hubo desplazamiento, desde pocos
centmetros hasta kilmetros. En esta zona, la
roca es fracturada o alterada y meteorizada.
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Caracterizacin geotcnica de macizos rocosos Estructura del macizo rocoso: Es el conjunto de caracteres de origen estructural (superficies de discontinuidad, fallas, diaclasas, pliegues, etc,) que presenta el macizo rocoso, junto con sus caractersticas particulares e interrelaciones.
Escala 1 m
ESTRUCTURA
Escala 1 m
ESTRUCTURA
Escala 1 m
ESTRUCTURA
Escala 1 m
ESTRUCTURA
Escala 1 m
MACIZO ROCOSO
Escala 1 m
MACIZO ROCOSO MACIZO ROCOSO
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Dominio Estructural:
Es cada zona del macizo rocoso, normalmente separada por discontinuidades, dentro de la cual la estructura es prcticamente homognea. Es decir existen las mismas familias de discontinuidades.
Juntas en direccin
Juntas con buzamiento
Juntas transversales
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Juntas en direccin
Juntas con buzamiento
Juntas transversales
a) b)
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Los Macizos Rocosos son:
Continuous
Homogeneous
Isotropic
Linear
Elastic
Discontinuous
Inhomogeneous
Anisotropic
Non-
Elastic
Scale-effected
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Escala 1 m
SONDEO
GALERA
Escala 1 m
SONDEO
GALERA
Escala 1 m
SONDEO
GALERA
Los macizos rocosos son
discontinuos, heterogneos, anistropos, inelsticos afectados por efectos de escala
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Reconocimiento geotcnico de los macizos rocosos
Objetivo:
Conocer la estructura y atributos de los macizos rocosos y suelos relacionados con un trabajo de ingeniera.
El ingeniero debe conocer la limitaciones intrnsecas de un estudio geotcnico.
Las incertidumbres del terreno deben ser resueltas con la adecuada flexibilidad y sensibilidad para realizar diseos constructivos que eviten consecuencias costosas debido a sorpresas geolgicas.
Al final las predicciones son comprobadas por la realidad del terreno.
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Reconocimiento geotcnico de los macizos rocosos
Medios:
Los medios con los que se cuenta para la realizacin de un estudio geotcnico son (en torno al 05, 1 o 2 % del coste total de ejecucin de la obra):
COSTOS
Informacin bibliogrfica .................... 1-2 %
Cartografa geolgica + foto area ........... 6-15 %
Geofsica..................................... 0-15 %
Sondeos ..................................... 40-60 %
Ensayos in-situ .............................. 5-15 %
Ensayos de laboratorio ....................... 8-15 %
Preparacin de anejo geotcnico............... 4-20 %
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Informacin bibliogrfica
Cartografa geolgica + foto area
Geofsica
Sondeos
Ensayos in-situ
Ensayos de laboratorio
Anejo geotcnico
Una buena planificacin disminuye los costos de un proyecto!
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Para abordar el modelo geolgico y el modelo geotcnico del
macizo rocosos involucrado en un talud deberemos abordar
los siguientes aspectos: Geologa: estratigrafa, estructural y geomorfologa
Litologa: tipos, contactos y distribucin
Espesor y caractersticas del recubrimiento
Estructura del macizo rocoso
Parmetros resistentes y de deformacin del macizo
Posicin y movilidad del agua
Los medios para abordarlos son: Investigacin bibliogrfica
Cartografa geolgico-geotcnica
Estudio hidrogeolgico
Clasificaciones geomecnicas
Levantamiento o censo de discontinuidades
Tcnicas geofsicas
Sondeos
Ensayos in-situ y de laboratorio
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Todas estas actividades estn relacionadas
pudindose establecer las siguientes fases de
investigacin:
FASE 1: Trabajos de campo bsicos o preliminares
que condicionan la calidad y economa del resto de la
campaa de investigacin
FASE 2: Prospecciones de campo
FASE 3: Ensayos de laboratorio
FASE 4: Interpretacin y elaboracin del modelo
(trabajo de gabinete)
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ESTUDIO
HIDRO-
GEOLGICO
CARTOGRAFA
GEOLGICO-
GEOTCNICA
CLASIFICACIN
GEOMECNICA
ESTUDIO DE
DISCONTINUIDADES
TCNICAS GEOFSICAS
SONDEOS ENSAYOS
IN-SITU
ENSAYOS DE
LABORATORIO
PROPIEDADES DE
LAS ROCAS
PROPIEDADES MECNICAS
DEL MACIZO ROCOSO
MODELO GEOTCNICO
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FASE 1: Trabajos de campo bsicos o preliminares que condicionan
la calidad y economa del resto de la campaa de investigacin:
Cartografa geolgico-geotcnica (1:1000) basada en la fotografa area,
cartografa genrica (MAGNA 1:50.000) y cartografa de afloramientos.
FOTOGRAFA AREA: Informa sobre geomorfologa y recubrimientos,
estructura de plegamiento y fracturacin, reconocimiento de litologas.
CARTOGRAFA GEOLGICA MAGNA: Informa sobre los litotipos,
estratigrafa y aspectos estructurales generales de la zona de inters.
CARTOGRAFA DE AFLORAMIENTOS: Lleva consigo un estudio muy
detallado de campo que incluir mltiples tareas.
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FOTOGRAFA AREA:
Contactos
Fallas
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CARTOGRAFA
GEOLGICA
(1: 50.000)
Zona de
estudio
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Estaciones geomecnicas donde se har:
Definicin de litotipos Contacto
Pizarra-
Caliza
Imagen del
Anticlinal 1
en el fondo
de cantera
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CARTOGRAFA DE AFLORAMIENTOS: Incluye:
Toma de datos del sustrato rocoso Clasificaciones geomecnicas (RMR y Q), resistencia de la roca (carga puntual),
grado de meteorizacin y espesor
Toma de datos del recubrimiento Morfologa, litologa y espesor
Tectnica y estructura Estratificacin, esquistosidad, discontinuidades, etc.
Hidrogeologa Inventario de puntos de agua, evaluacin de caractersticas hidrogeolgicas del
terreno
Estaciones geomecnicas (relacionadas con cartografa) Definicin de litotipos
Agrupacin por caractersticas mecnicas y litolgicas similares, ensayos
de carga puntual y martillo de Schmidt, y clasificacin geomecnica.
Censo de discontinuidades Levantamiento de discontinuidades (Tipo, buz., y dir. de buz., cont., esp.,
JRC, JCS, relleno, agua), correlacin diaclasas-fracturacin regional y
microestructuras.
Evaluacin del estado tensional A partir del anlisis de microestructuras, orientacin de minerales,
foliaciones..
Hidrogeologa N y extensin de acuiferos, permeabilidad de las rocas, isopiezas y
accidentes hidrogeolgicos. Mediante delimitacin de acuifeos, ensayos,
medidas de caudales, zonas karstificadas, previsin de agotamiento de
pozos.
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CARTOGRAFA DE AFLORAMIENTOS:
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a) falla-pliegue
La geologa es la base
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b) pliegue
La geologa
es la base
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d) Discordancia
La geologa es la base
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Plano: Observaciones
Puntos de agua
Grietas observables
Casa
Hidrogeologa
Inventario de puntos de agua,
evaluacin de caractersticas
Regato
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LITOLOGA
Se suele partir de la cartografa geolgica.
Definicin de litotipos.
Tipos de roca
(ciclo geoqumico)
IGNEAS
SEDIMENTARIAS
METAMRFICAS
Volcnicas
Filonianas
Intrusivas
Detrticas
Carbonatadas
Evaporticas
Metamorfismo regional
Metamorfismo de contacto
Metamorfismo dinmico
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Tipos
de
roca
(ciclo
geoqumico)
IGNEAS
SEDIMENTARIAS
METAMRFICAS
Volcnicas Filonianas Intrusivas
Detrticas Carbonatadas y orgnicas Evaporticas
Metamorfismo regional
Metamorfismo de contacto
Metamorfismo dinmico
Anhidrita, sal, yeso ...
Brecha, conglomerado, arenisca,
lutita, argilita, limolita, grauvaca,
pizarras sedimentarias ...
Caliza micrtica, cristalina y espartica,
marga, doloma, carbn ...
Granito, granodiorita, gabro, peridotita,
diorita ...
Prfido, diabasa...
Lavas, dacita, basalto, dolerita, tobas
vocnicas, obsidiana, riolita, andesita...
Pizarra, esquisto, gneiss,
cuarcita, filita, migmatita,
anfibolitas, granulitas ...
Cuarcita, mrmol,
cornubianitas ...
Metarenisca, brechas ...
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FACIES METAMORFICAS
Diagrama en el que se relacionan las facies metamrficas con condiciones de presin, profundidad y
temperatura. La lnea 3 corresponde a un gradiente geotrmico elevado, en el que se produce un gran
aumento de la temperatura a poca profundidad. Ocurre lo opuesto en la lnea 1 (De Wikipedia).
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MAGMA
Roca gnea
Roca Metamrfica
Roca origen
Roca Exgena Detrito
Materia orgnica
Sedimento
Roca Sedimentaria
Roca Epignica
Manto
Epignesis
Diagnesis
Hipergnesis
Sedimento- gnesis
Anatexia y metasomatismo
Fusin
Metamorfismo
Cristalizacin y solidificacin
HEMICCLO ENDGENO
HEMICCLO EXGENO
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CARACTERSTICAS RESISTENTES DE ROCAS
O medidas de martillo de Schmidt, point load index o ensayos de laboratorio
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Denominacin
Reconocimiento
sc(MPa)
S1
ARCILLA MUY
BLANDA
Penetra el puo varios cm.
< 0,025
S2
ARCILLA
BLANDA
Penetra el pulgar
0,025-0,05
S3
ARCILLA FIRME
Penetra el pulgar con algo de
esfuerzo
0,05-0,1
S4
ARCILLA
RGIDA
Penetra el pulgar con mucho
esfuerzo
0,1-0,25
S5
ARCILLA MUY
RGIDA
Se entierra un clavo
0,25-0,5
S6
ARCILLA DURA
Se entierra un clavo
difcilmente
0,5-1
CARACTERSTICAS RESISITENTES DE SUELOS
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METEORIZACIN: La meteorizacin est relacionada con la modificacin que sufre la superficie de la roca y sus proximidades, en su estructura y composicin debido a la accin de agentes atmosfricos.
El grado de la meteorizacin depender de las condiciones climatolgicas, morfolgicas y la composicin de la masa rocosa.
La meteorizacin disminuye las caractersticas geomecnicas de las rocas (resistencia y deformabilidad) pudiendo llegar a originar suelos
Meteorizacin
Fsica
Mixta
Qumica
Erosin
Gelifraccin
Accin de animales y plantas
Variaciones bruscas de temperatura
Oxidacin
Hidratacin
Hidrlisis
Carbonatacin
Disolucin
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Grado
Denominacin
Reconocimiento
I
SANA
Intacta, micas y feldespatos lustrosos.
II
SANA CON JUNTAS
TEIDAS DE
XIDOS
Juntas manchadas de ocres, bloques de roca sanos.
III
MODERADAMENTE
METEORIZADA
Manchas de xido, feldespatos descompuestos, pero la roca
mantiene alta resistencia
IV
MUY
METEORIZADA
Meteorizacin acusada, caolinizacin.
V
COMPLETAMENTE
METEORIZADA
Suelo, se desmenuza con la mano, aunque se puede
observar la textura relicta.
METEORIZACIN:
Se han creado una serie de escalas empricas para el trabajo de campo, pero tambin se puede utilizar el martillo de gelogo o de Schmidt, o geofsica mediante velocidad de propagacin de ondas.
GRANITO (Tabla de meteorizacin segn Moye)
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Cubierta vegetal
Suelo geotcnico
Grupo V
Grupo IV
Grupo III
Grupo II
Grupo I
Suelo residual
Roca meteorizada
Roca sana
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Granito Jabre
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Toma de datos del recubrimiento
Morfologa, litologa y espesor
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ZONA HORIZONTE DESCRIPCIN
SUELO
RESIDUAL
1 A Suelo superficial, orgnico, zona de lixiviacin, aluvial o
coluvial, poroso, baja densidad. Permeabilidad media a
alta. Resistencia baja a media.
1 B Arcilloso: Fe, Al, Si. Puede cementar. No hay estructuras
relictas heredadas-: Permeabilidad baja a
media.Resitencia baja, alta si cementado.
1 C Saprolito. Hay estructuras relictas. Limoso y arenoso.
Rocas son< 10%. Permeabilidad media a alta. Resistencia
baja a media.
ROCA
METEORIZADA
II A Transicin residual o saprolito a roca parcialmente
meteorizada, granos finos a gruesos, ncleos de roca del
10% al 95% (bolos y bloques). Permeabilidad alta.
Resistencia relativa baja a media.
II B Roca parcialmente meteorizada. Roca blanda a dura.
Diaclasas manchadas o alteradas. Feldespatos y micas
alteradas. Permeabilidad media a alta. Resistencia
relativa media a alta.
ROCA FRESCA III No hay manchas en diaclasas. No hay meteorizacin en
feldespatos y micas. Permeabilidad baja a media,
resistencia relativa alta o muy alta.
PERFIL DE
METEORIZACIN
PARA ROCAS .
DEERE Y PATTON
1971
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Ingeominas 2003
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METEORIZACIN:
Existen otras escalas aplicables a otro tipo de rocas (metamrficas, sedimentarias...) y tambin escalas para labios de discontinuidades.
Fresco
Descolorido
Descompuesto
Desintegrado
Sano
Variacin de color
Muy meteorizado pero conserva la textura
Tipo suelo.
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Trmino Descripcin
Fresco Ningn signo visible de meteorizacin del
material rocoso.
Descolorido El color del material rocoso original fresco
est cambiado. El grado de cambio del color
original deber estar indicado. Si el cambio
de color est confinado a constituyentes
minerales particulares, esto deber ser
mencionado.
Descompuesto La roca est meteorizada a la condicin de
un suelo en la cual la textura original del
material est an intacta, pero algunos o
todos los minerales estn descompuestos.
Desintegrado La roca est meteorizada a la condicin de
un suelo en la cual la textura original del
material est an intacta. La roca
desmenuza fcilmente pero los granos
minerales no estn descompuestos
GRADO DE
METEORIZACIN DE
LAS PAREDES DE LAS
DISCONTINUIDADES
Y DEL MACIZO
ROCOSO
El grado de
meteorizacin o
alteracin del material
rocoso comprende el
macizo en general y las
paredes de las
discontinuidades
individuales (por ejemplo
un conjunto
desfavorablemente
orientado de diaclasas)
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Trmino Descripcin Grado
Fresca Ningn signo visible de meteorizacin del material rocoso, quiz leve decoloracin sobre las superficies de discontinuidad principales
I
Levemente meteorizado
Decoloracin indica meteorizacin del material rocoso y superficies de discontinuidad. Todo el material rocoso puede estar decolorado por meteorizacin y puede ser en algunas partes ms dbil externamente que en su condicin fresca.
II
Moderadamente meteorizado
Menos de la mitad del material rocoso est descompuesto y/o desintegrado a suelo. La roca fresca o decolorada est presente como un rasgo continuo o como ncleo de roca.
III
Altamente meteorizado
Ms de la mitad del material rocoso est descompuesto y/o desintegrado a suelo. La roca fresca o decolorada est presente como un rasgo continuo o como ncleo de roca.
IV
Completamente meteorizado
Todo el material rocoso est descompuesto y/o desintegrado a suelo. La estructura maciza original est an ampliamente intacta.
V
Suelo residual Todo el material rocoso est convertido en suelo. La estructura maciza y la textura del material estn destruidas. Hay un gran cambio en volumen, pero el suelo no ha sido transportado significativamente.
VI
Trminos sugeridos para la
descripcin de las
discontinuidades.
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Discontinuidad: Es aquella superficie del macizo rocoso que o bien est abierta o bien puede abrirse fcilmente a causa de las tensiones inducidas en el macizo por la excavacin, es decir, no en todos los casos la discontinuidad es un plano de separacin preexistente. Las superficies de discontinuidad pueden aparecer: 1. durante la formacin de la roca 2. posteriormente, por causas tectnicas.
A. C
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Tipos de discontinuidades:
A. Producidas durante la formacin de la roca: 1. planos de estratificacin (litologa homognea, origen deposicional, superficies de erosin) 2. planos de laminacin (aspecto laminar) 3. foliacin primaria de las rocas plutnicas 4. contactos litolgicos separacin entre rocas distintas
B. Producidas despus de la formacin de la roca: 1. esquistosidad 1.1. de fractura (producida por una multitud de microfallas o micropliegues-falla muy prximos) 1.2. de flujo (aplastamiento + reajuste en la textura de la roca) 1.3. foliacin metamrfica 1.4. pizarrosidad 2. fracturas 2.1. fallas (existe desplazamiento) 2.2. diaclasas (juntas, no hay desplazamiento)
A. C
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1. Planos de estratificacin (litologa homognea, origen deposicional, superficies de erosin)
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A. C
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2. planos de laminacin (aspecto laminar)
3. foliacin primaria de las rocas plutnicas
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4.contactos litolgicos separacin entre rocas distintas
Caliza - - Pizarra
Roca dura - - Roca blanda
Contacto con resalte
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AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
55
-
B. Producidas despus de la formacin de la roca:
1. esquistosidad
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
56
-
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
57
-
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
58
-
Contactos
Fallas
2. fracturas
2.1. fallas (existe desplazamiento)
2.2.diaclasas (juntas sin desplazamiento)
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
59
-
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
60
-
Contactos
Fallas
fallas (existe desplazamiento)
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
61
-
diaclasas (juntas sin desplazamiento)
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
62
-
Contactos
Fallas
esquistosidad diaclasas o juntas
fallas
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
63
-
Caractersticas geomecnicas de las discontinuidades o juntas
orientacin espaciado dimensiones resistencia de los labios de la junta rugosidad apertura relleno circulacin de agua nmero de familias de discontinuidades
tamao de los bloques
La estimacin de las este tipo de caractersticas en un nmero
suficientemente elevado de discontinuidades del macizo rocoso, y
el posterior tratamiento de los datos recogidos permitir la
adecuada caracterizacin geoestructural del macizo rocoso.
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
64
-
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
65
-
J5
J3 J3
J2
J4
J4
J1
(92)
(96)
(93)
(98)
(95) (99)
(94) (104)
(97)
(91)
(105)
(109) (100,101,102,103)
J5
J1
Estaciones geomecnicas: Estudio de la fracturacin
Tipo de plano
Orientacin
Continuidad
Espaciado
Rugosidad
Resistencia
Relleno y tipo
Apertura
Presencia de agua
Otros datos
Caractersticas geomecnicas de las discontinuidades
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
66
-
Orientacin
Es la posicin de la discontinuidad en el espacio. La tendencia es definir las
discontinuidades por la direccin de buzamiento (o rumbo) y el buzamiento.
El buzamiento se define como la inclinacin de la lnea de mxima pendiente del
plano medio de discontinuidad, medida desde la horizontal.
La direccin de buzamiento o de la lnea de mxima pendiente se mide desde el
Norte verdadero en el sentido de las agujas del reloj.
Conviene medir un buen nmero de discontinuidades para poder definir distintas familias.
N
a
y
N
a A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
67
-
Cuando un grupo de discontinuidades se presentan con similar
orientacin o en otras palabras son aproximadamente paralelas, se dice
que stas forman un sistema (set) o una familia de discontinuidades.
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
68
-
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
69
-
0
330
300
270
180
240
210
150
120
90
30
60
N
Direccin de
buzamiento
Rumbo
N
Rumbo
Direccin de buzamiento
210
Medida de la direccin de buzamiento
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
70
-
32
Medida del buzamiento
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
71
-
72
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
PROYECCIN ESTEREOGRFICA: EQUIVALENCIAS DE FORMATOS PARA PLANOS
FORMATO DIP DIR
(RUMBO O
DIRECCION)
DIP
(BUZAMIENTO)
DIP/DIP DIRECTION 260 30
STRIKE RIGHT/DIP 170 30
STRIKE LEFT/DIP 350 30
GEOLOGICO:
RUMBO/BUZAMIENTO
N10 W 30SW
EJEMPLO
-
Espaciado Es la distancia entre
discontinuidades de una misma
familia, medida perpendicular-
mente a los planos de esta.
El espaciado marca el tamao de
los bloques de roca, as como la
deformacin del macizo y su
resistencia al corte. Tambin
marca la circulacin de agua.
Descripcin
Espaciado
Espaciado muy cerrado
< 6 cm
Espaciado cerrado
6-20 cm
Espaciado moderado
20-60 cm.
Espaciado abierto
60 cm 2 m Espaciado muy abierto
> 2 m
Espaciado o espaciamiento de las discontinuidades segn Brown (1981)
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
73
-
Medida del espaciado en afloramientos
S2 = d2sen a
a
cinta
d2
S1
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
74
-
S2 = d2sen a
a
cinta
d2
S1
Medida del espaciado
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
75
-
Dimensin (continuidad o persistencia)
Continuidad muy pequea
< 1 m.
Continuidad pequea
1-3 m.
Continuidad media
3-10 m.
Continuidad alta
10-20 m.
Continuidad muy alta
> 20 m.
Persistencia de las discontinuidades segn Brown (1981)
La dimensin se refiere a la extensin
en rea de las juntas. Para
cuantificarla es necesario observar las
longitudes de las superficies
estudiadas en los afloramientos. En
funcin del tamao medio observado
in-situ, las diferentes familias de
juntas se clasifican en:
continuas, subcontinuas
y discontinuas
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
76
-
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
77
-
Dimensin (continuidad o persistencia)
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
78
-
Resistencia a compresin simple de las paredes de la
discontinuidad (JCS = Joint Compressive Strenght)
La resistencia de las parede de las discontinuidades puede expresarse de la
siguiente forma:
a) En funcin del grado de meteorizacin del material rocoso y del macizo rocoso.
k =2,5 rocas duras y sanas
JCS = sc / k k = 5 rocas medias k = 10 rocas blandas y meteorizadas
b) Mediante ensayos manuales, tomando como material representativo el de las
paredes de las discontinuidades.
c) A partir del ensayo del martillo
de Schmidt, aplicado en posicin
perpendicular al labio o borde de
la junta o discontinuidad.
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
79
-
Obtencin de JCS :
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
80
-
Rugosidad
La rugosidad de una discontinuidad es la medida de la irregularidad o
separacin del plano de una discontinuidad real.
Es el factor determinante de la resistencia al corte.
A medida que aumenta la apertura esta importancia disminuye, as como al
aumentar el espesor de relleno o cualquier desplazamiento sufrido con
anterioridad.
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
81
-
Rugosidad
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
82
-
Rugosidad
Se caracteriza la rugosidad de una discontinudad por su ondulacin y
aspereza.
Las ondulaciones son rugosidades a gran escala mientras que la aspereza es
una rugosidad a pequea escala. La ondulacin puede definirse mediante el
ngulo i.
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
83
-
Rugosidad
JRC
(Joint roughness coefficient)
El JRC o Coeficiente de
rugosidad de la junta es la
propiedad ms utilizada hoy
en da para estimar la
rugosidad.
Se suele estimar con 10
perfiles normalizados y
relacionados con el JRC.
Este parmetro JRC puede
adems ser utilizado para
determinar la resistencia al
corte de la discontinuidad.
cm Escala
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
JRC
2 - 4
0 - 2
4 - 6
6 - 8
8 - 10
10 - 12
12 - 14
14 - 16
16 - 18
18 - 20
0 5 10
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
84
-
Rugosidad
JRC (Joint roughness coeficient)
Se puede estimar mediante el peine
de Barton y el grfico adjunto.
Borde plano
Amplitud de la aspereza - mm
Longitud del perfil-m
Amplitud
de la
aspereza
mm
Longitud del perfil-m
JRC
Coeficiente
rugosidad
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
85
-
Rugosidad
Existe una escala que representa nueve grados de rugosidad, y que se presenta
en la figura, en relacin con el JRC:
I - Rugosa (o irreg.), escal.
II - Lisa, escalonada
III - Pulida, escalonada
IV - Rugosa (o irreg.), ond.
V - Lisa, ondulada
VI - Pulida, ondulada
VII - Rugosa (o irreg.), pl.
VIII - Lisa, plana
IX - Pulida, plana
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
86
-
Conceptos:
Discontinuidad cerrada,
no hay nada ni material ni
hueco entre los labios de
la discontinuidad.
Discontinuidad abierta,
existe una distancia entre
ambos labios de la
discontinuidad, sin
ningn tipo de material.
Discontinuidad rellena,
existe un material de
relleno entre ambos
labios de la
discontinuidad.
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
87
-
Apertura
Distancia perpendicular que separa las paredes adyacentes de roca de una
discontinuidad abierta. Distinto del espesor de relleno.
La apertura se debe a desplazamientos de tipo cortante en juntas rugosas, o
a tracciones, lavado o disolucin.
Las aperturas en profundidad son normalmente inferiores a 0.5 mm, y
menores que las visibles en afloramientos.
Se observan bien con pintura. Se pueden medir con lminas calibradas.
Conviene tomar varias medidas por discontinuidad.
a
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
88
-
Apertura
Las aperturas visibles (oxidacin, meteorizacin) corresponden a
discontinuidades alteradas, por lo que son probablemente
mayores que aquellas que existen en profundidad.
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
89
-
Relleno
El relleno es el material que se encuentra entre los labios de una junta. Su
anchura es el espesor de relleno.
Para analizarlo se deben considerar los siguientes factores:
1) Mineraloga del material de relleno.
2) Tamao de las partculas y granulometra.
3) Relacin de sobre-consolidacin.
4) Contenido en agua y permeabilidad.
5) Desplazamientos cortantes previos.
6) Rugosidad de las paredes.
7) Espesor.
8)Fracturacin o aplastamiento de las paredes.
e
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
90
-
Relleno
e1
e2
e3
Salto de falla
Se suele medir el mximo y el mnimo espesor. Si hay
variacin puede deberse a desplazamientos cortantes.
Conviene dar una idea de la meteorizacin de las paredes de
la junta y dibujar esquemas o adjuntar fotografas de lo que
se observa. As mismo se definir la mineraloga,
granulometra y en su caso tomar muestras.
A. C
AS
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O. L
. A
LE
JAN
O
91
-
Circulacin de agua
En los macizos rocosos la circulacin de agua se realiza principalmente a lo
largo de las discontinuidades (permeabilidad secundaria). Sin embargo, en
rocas sedimentarias se produce sobre todo por los poros de la roca
(permeabilidad primaria). Conviene describir la circulacin de aguas en
juntas y familias y adjuntar fecha de toma de datos y datos meteorolgicos.
Se suelen indicar las siguientes posibilidades: IMPERMEABLE, SECA,
HMEDA, GOTEO y FLUJO.
A. C
AS
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O. L
. A
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92
-
A. C
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O. L
. A
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JAN
O
93
-
A. C
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O. L
. A
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JAN
O
94
-
Circulacin de agua
Los siguientes aspectos son de importancia:
1) La permeabilidad primaria tiene relevancia en los macizos rocosos
sedimentarios, donde los planos de estratificacin y los propios estratos
ponen en contacto unas rocas con otras. En cambio, dicha permeabilidad
suele tener poca importancia en macizos formados por materiales de origen
gneo y metamrfico.
2) La conductividad hidrulica puede ser muy anisotrpica cuando las fallas
contengan brechas muy permeables, adyacentes a zonas arcillosas
impermeables.
3) Junto con la hidrogeologa local, es necesario conocer el % de agua que
circula por las juntas, que es proporcional al gradiente hidrulico y a la
permeabildad direccional mayor, dependiendo dicha proporcionalidad del
tipo de flujo.
4) Tambin es importante obtener informacin meteorolgica y estudiar la
posibilidad de formacin de hielo que podra bloquear los canales de drenaje
originando una elevacin en la presin de agua.
Existen tablas con escalas descriptivas para la evaluacin del grado de
filtracin de una discontinuidad sin relleno y con l.
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
95
-
Grado de filtracin discontinuidades sin relleno
Grado de
filtracin
Descripcin
I
La discontinuidad est muy cerrada y seca. El flujo de
agua a travs de la misma no parece posible.
II
La discontinuidad est seca, sin evidencia de flujo de
agua.
III
La discontinuidad est seca, pero muestra evidencia de
flujo de agua, p. ej., moho descolorido, etc.
IV
La discontinuidad est hmeda, pero no se observa
circulacin de agua.
V
La discontinuidad indica filtracin y gotas ocasionales,
pero no flujo continuo.
VI
La discontinuidad muestra un flujo continuo de agua.
(Hay que estimar el caudal en litro/min. y describir la
presin, p.ej.: baja, media o alta).
A. C
AS
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O. L
. A
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JAN
O
96
-
Grado de
filtracin
Descripcin
I
Los materiales de relleno estn muy consolidados y
secos, parece muy improbable la aparicin de un flujo
debido a la permeabilidad muy baja.
II
Los materiales de relleno estn hmedos, pero no hay
agua en circulacin.
III
Los materiales de relleno estn hmedos, con gotas
ocasionales de agua.
IV
Los materiales de relleno muestran signos de lavado,
con flujo de agua continuo. (Se estima el caudal en
litros/minuto).
V
Los materiales de relleno estn localmente lavados con
un considerable flujo de agua a lo largo de los canales
de erosin. (Estimacin del caudal y de la presin).
VI
Los materiales de relleno estn completamente
erosionados; existe presin de agua muy elevada
especialmente sobre el primer afloramiento.
(Estimacin del caudal en l/min. y de la presin).
Grado de filtracin discontinuidades con relleno
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
97
-
Otras caractersticas de las de discontinuidades
Conviene adjuntar esquemas o fotografas....
ESQUEMA DE DISCONTINUIDADES FOTOGRAFAS DISCONTINUIDADES
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
98
-
Nmero de familias de discontinuidades
El nmero de familias de discontinuidades existentes en un macizo rocoso
domina su comportamiento, comportamiento ya que determina el grado en
que puede deformarse sin que haya roturas en la roca, y su aspecto, porque
determina la forma en la que rompe.
Cuanto mayor sea el nmero de familias ms inestable ser el macizo. El n
de familias se determina contorneando los polos trazados en una red
equiarel mediante proyeccin estereogrfica.
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
99
-
a) b)
A. C
AS
TR
O. L
. A
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O
100
-
Nmero de familias de discontinuidades
A. C
AS
TR
O. L
. A
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JAN
O
101
-
Conviene indicar el tipo de discontinuidad si se conoce:
So estratificacin
S1 esquistosidad .....
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
102
-
Figura. Representacin de un plano
Nmero de familias de discontinuidades
La estimacin del nmero de familias se realizan mediante proyeccin
estereogrfica, contorneando polos en una red polar equiareal.
A. C
AS
TR
O. L
. A
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JAN
O
103
-
A. C
AS
TR
O. L
. A
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O
104
-
Obtencin del crculo mximo y del polo de un plano
(130/50)
(130/50)
(130/50)
(340/30)
crculo mximo
polo
A. C
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O. L
. A
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O
105
-
Tratamiento de datos de afloramientos
Nmero de familias de discontinuidades
A. C
AS
TR
O. L
. A
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O
106
-
Presentacin de datos de orientacin
Mediante proyeccin estereogrfica. Se ver en la parte de familias
A. C
AS
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O. L
. A
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107
-
Nmero de familias de discontinuidades
A. C
AS
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O. L
. A
LE
JAN
O
108
-
NS
EW
Poles
Equal Angle
Lower Hemisphere
478 Poles
478 Entries
Tratamiento de datos en afloramientos: Estudio de la fracturacin. Interpretacin DIPS.
Representacin polos. DIPS
Contorno polos. DIPS
Nmero de familias de discontinuidades
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
109
-
1m
1m
2m
2m
3m
3m
4m
4m
N
S
EW
Orientations
ID Dip / Direction
1 m 44 / 235
2 m 69 / 211
3 m 88 / 358
4 m 86 / 134
Equal Angle
Lower Hemisphere
478 Poles
478 Entries
Planos principales. DIPS
Contorno polos. DIPS
Nmero de familias de discontinuidades Tratamiento de datos de afloramientos. Interpretacin DIPS.
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
110
-
Tratamiento de datos de afloramientos : Estudio de la fracturacin.
TABLA FINAL:
1m
1m
2m
2m
3m
3m
4m
4m
N
S
EW
Orientations
ID Dip / Direction
1 m 44 / 235
2 m 69 / 211
3 m 88 / 358
4 m 86 / 134
Equal Angle
Lower Hemisphere
478 Poles
478 Entries
Presentacin de resultados
A. C
AS
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O. L
. A
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JAN
O
111
-
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
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O
112
-
ORIENTACION DE
LAS
DISCONTINUIDADES
Y RELACIN CON
ESTABILIDAD DE
TALUDES (Hoek, Bray)
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
113
-
INFLUENCIA DE LA
ORIENTACION DE
LAS
DISCONTINUIDADES
SOBRE LAS
EXCAVACIONES
SUBTERRANEAS Y
EL ASPECTO DEL
MACIZO
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
114
-
Presentacin de resultados
Conviene aadir histogramas de las propiedades medidas
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
115
-
> 2
m
0,6
-2 m
0,2
-0,6
m
0,0
6-0
,2 m
< 0
,06
J1
J2
J3
J4
Otras
0
25
50
75
100
%
ES P ACI ADO
FAM I LI A
HISTOGRAMA ESPACIADO DE JUNTASJ1
J2
J3
J4
Otras
Conviene aadir histogramas de las propiedades por familias
Presentacin de resultados
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
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116
-
51
2
3
4
6
J2
J1
J1
J3
J3
7 J2 J4
Orientacin de los taludesy posibles roturas
T-1 080/ 60 - Posible vuelco J2T-2 050/ 60 - Posible vuelco J1
T-3 000/ 60 - Nada
T-4 290/ 60 - Cua J1-J3 (improb.)T-5 260/ 60 - Rotura Plana J3
T-6 180/ 60 - Cua J2-J4 (improb.)
T-7 150/ 60 - Cua J1-J4 (mnima)
55
1
2
3
4
6
J2
J1
J1
J3
J1
J3
J3
7 J2 J4
Orientacin de los taludesy posibles roturas
T-1 080/ 60 - Posible vuelco J2T-2 050/ 60 - Posible vuelco J1
T-3 000/ 60 - Nada
T-4 290/ 60 - Cua J1-J3 (improb.)T-5 260/ 60 - Rotura Plana J3
T-6 180/ 60 - Cua J2-J4 (improb.)
T-7 150/ 60 - Cua J1-J4 (mnima)
Por qu es tan
Importante tomar
datos de
discontinuidades
en suficiente
cantidad y calidad?
Esquema de Hoek y Bray de
cantera y tipos de rotura.
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
117
-
Tamao de los bloques
El tamao de los bloques es un indicador muy importante de la calidad del
macizo rocoso, y viene determinado por el espaciado de las
discontinuidades, el nmero de las familias y el tamao de las
discontinuidades que delimitan los bloques potenciales.
La combinacin de la resistencia la corte de las discontinuidades que
delimitan los bloques y el tamao de los mismos determina el
comportamiento mecnico del macizo rocoso bajo unas condiciones de
tensin dadas.
El tamao de los bloques se puede expresar de las formas que se presentan
a continuacin:
1) ndice del tamao de bloque (Ib):
2) ndice volumtrico de juntas (Jv):
3) Rock Quality Designation R.Q.D.
4) Aspecto del macizo rocoso.
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
118
-
1) ndice del tamao de bloque (Ib): Puede estimarse seleccionando, a simple
vista, una serie de bloques de tamao medio. En rocas sedimentarias aparecen
bloques ms regulares. Dos familias de juntas perpendiculares entre s, ms
estratificacin, constituyen una forma muy comn de bloque cbicos o
prismticos. Entonces, Ib se define con precisin:
Ib = (S1 + S2 + S3) / 3 S1, S2, S3: espaciado medio de las tres familias de discontinuidades
lb puede alcanzar un margen de error del 10%.
A. C
AS
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O. L
. A
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119
-
A. C
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TR
O. L
. A
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120
-
ndice volumtrico de juntas (Jv): Es el nmero de juntas que intersecta 1
m3 de macizo rocoso.
Los trminos descriptivos de la tabla dan una idea del tamao del bloque en funcin de Jv.
Tamao de bloque
Jv (Disc/m3)
Bloque muy grandes
< 1.0
Bloques grandes
1-3
Bloques medios
3-10
Bloques pequeos
10 30
Bloques muy pequeos
> 30
1 m
Jv = 3 + 3 + 3 + 1 = 10
A. C
AS
TR
O. L
. A
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O
121
-
2) ndice volumtrico de juntas (Jv): Se puede calcular a partir de todos y
cada uno de los espaciados medios (S) de cada una de las familias que
intersecten el macizo rocoso:
n
Jv = (1 / Sn) i=1
S2 = d2sen
a
a
cinta
d2
Jv = 1/0.2 + 1/0.25 +1/0.33 = 12
S1 = 0.2, S2 = 0.25 y S3 = 0.33
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
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-
ndice volumtrico de juntas (Jv): Es el nmero de juntas que intersecta 1
m3 de macizo rocoso.
Jv = 3 + 3 + 3 + 1 = 10
1 m
S1 = 0.2, S2 = 0.25 y S3 = 0.33
S2 = d2sen a
a
cinta
d2
Jv = 1/0.2 + 1/0.25 +1/0.33 = 12
Jv = (1 / Sn) n
i=1
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
JAN
O
123
-
3 ) R.Q.D. El Rock Quality Designation o RQD, se aplica a testigos
de sondeos recuperados (sondeos con corona de diamante).
Es el porcentaje de trozos de testigos recuperados mayores a 10
cm, de la longitud total del perforada. Se recomienda clculo cada
1,5m y dimetro mnimo NX= 54 mm.
Longitud total perforada = 200 cm
Longitud de testigos > 10 cm RQD = x 100
Longitud total perforada
38 + 17 + 20 +35
RQD = x 100 = 55 %
200
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
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R.Q.D.
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
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R.Q.D. DIFERENTE DE 10 cm
Para referencia 10 cm de Deere.
RQD=100 e -0.1 (0.1+1)
= Frecuencia=1/espaciado medio
RQD=100 e -t (t+1)
t= valor establecido en lugar de 10 cm de Deere.
Priest & Hudson, 1976
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
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Rock
Quality
Designation
RQD.
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
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(Palmstrom, 1974):
RQD = 115 - 3,3 Jv
RQD = 100 para Jv < 4,5
Esta relacin permite estimar el orden de magnitud del RQD cuando no
se dispone de sondeos o estimar el Jv a partir de datos de profundidad.
Relaciones entre el RQD y el Jv
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
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O
128
-
4) Aspecto del macizo rocoso: Los macizos rocosos se describen segn la
siguiente terminologa para dar una impresin del tamao y forma de los
bloques: polidricos, tabulares, cbicos, rombodricos o columnares.
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
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A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
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130
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A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
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131
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A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
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Conviene adjuntar esquemas de fracturacin para estimar tamao de bloques
4) Aspecto del macizo rocoso:
-
4) Aspecto del macizo rocoso:
Tamao de bloque
Valor de Jv Bloque muy grandes
< 1.0
Bloques grandes
1-3
Bloques medios
3-10
Bloques pequeos
10 30 Bloques muy pequeos
> 30
Roca masiva
Roca intensamente fracturada
Roca muy fracturada
Roca triturada
A. C
AS
TR
O. L
. A
LE
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TIPO A. ROCA
MASIVA
Se puede representar como un medio continuo con las
propiedades de la roca sana
TIPO B. ROCA
FRACTURADA
Se debe representar como un medio con las
propiedades de la roca sana atravesada por juntas con
propiedades conocidas (aunque su localizacin slo ser
conocida estadsticamente) que aparecen como condiciones
de contorno en la formulacin de la Mecnica de los Medios
Continuos.
TIPO C. ROCA MUY
FRACTURADA
Slo se puede abordar como un medio continuo con unas
propiedades medias obtenidas a partir de las propiedades
de la roca sana y de una medida de las propiedades de las
discontinuidades (a travs de ndices de calidad).
Se debe tomar un medio continuo equivalente tal que los
promedios de desplazamientos y tensiones del medio muy
fracturado coincidan con los desplazamientos y tensiones
del medio sin fracturas con las propiedades mecnicas
deterioradas. Existen varias alternativas para lograr esta
representacin.
Alejano
A. C
AS
TR
O. L
. A
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A. C
AS
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O. L
. A
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MICROESCALA
MACROESCALA
MEGAESCALA
A. C
AS
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A. C
AS
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. A
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Muro Inca vs. Macizo rocoso
A. C
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. A
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A. C
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. A
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BIBLIOGRAFIA
Ramirez P., Alejano L. Mecnica de Rocas, fundamentos e ingeniera de taludes.
Ferrer M., Gonzales de V. L. Manual de campo para la descripcin y caracterizacin de los macizos rocosos en afloramientos.
Suggested Methods for the Quantitative Description of Discontinuities in Rock Masses. International Society For Rock Mechanics Commission On Standardization Of Laboratory And Field Tests- International Journal of Rock Mechanics. Vol 15. Pergamon Press 1978.
A. C
AS
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. A
LE
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141
-
GONZALEZ DE VALLEJO. INGENIERA GEOLGICA. PRENTICE HALL 2002.
INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGA Y MINERA, INGEOMINAS.TOMA DE DATOS EN LA LIBRETA DE CAMPO,2003.
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