UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PANAMA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

MAESTRIA EN INGENIERIA GEOTECNICA

MECNICA DE ROCAS

TAREA #3

PROFESOR

CARLOS SANTAMARA

PRESENTADO POR

SERRANO RICARDO 8-819-1382

AO

2015

Considere un talud de 20 m de altura, para el cual se requiere evaluar su estabilidad. Se llev

a cabo una perforacin y se hall que la mayor parte de los estratos que conforman el talud

corresponden a roca

A partir de los datos del registro de perforacin adjunto, estime para las unidades litolgicas

que usted considere uniformes lo siguiente:

El valor del Geological Strenght Index GSI

Desarrole la ecuacin de resistencia a partir dl criterio Hoek-Brown generalizado.

Compresin uniaxial del macizo rocoso.

Resistencia a la tensin bi-axial.

Grafique el criterio Hoek-Brown y el Mohr Coulomb equivalente para el rango de

esfuerzos que aplica para el problema.

Parmetros de resistencia de Mohr-Coulomb.

Mdulo de deformacin.

Estime el factor de seguridad de los dos crculos de falla mostrados. Utilice cualquier

mtodo manual o automatizado que usted considere conveniente.

**Sugerencia: Divida los estratos por tipo de roca y por rangos de RQD.

Asuma que la perforacin inicia desde la parte superior del talud.

Consideraciones tomadas para el desarrollo del problema

Se asume que la perforacin (sondeo) inicia en la parte superior del talud.

Se asumi que todos los estratos eran roca desde el inicio del sondeo. Esta divisin de estratos

se encuentra en el perfil que se adjunta a continuacin.

Para los clculos del qu (Kg/cm2) se realiz un ponderado, utilizando los valores de qu y las

profundidades del estrato, los valores de qu se sealan en el cuadro siguiente y se observa en

el perfil adjunto.

Se asumi distintos valores de peso especfico de suelos y se le asign a cada estrato. Se

utiliz como referencia el REP-04.

Suelos Profundidad (m) RQD (kN/m3)

Ignimbrita 0.00-7.00 16 24

Ignimbrita 7.00-11.50 29 24.8

Ignimbrita 11.50-15.85 1 25

Ignimbrita 15.85-21.30 63 26

El valor de Geological Strenght Index GSI

Para determinar el valor GSI se utiliz el mtodo grfico, utilizando el grfico siguiente:

Suelos Profundidad (m) RQD Descripcin Cualitativa

Estructura GSI-Grfico (kN/m3)

Ignimbrita 0.00-7.00 16 Muy Pobre FI 10 24

Ignimbrita 7.00-11.50 29 Pobre FI 25 24.8

Ignimbrita 11.50-15.85 1 Muy Pobre FI 10 25

Ignimbrita 15.85-21.30 63 Regular BI 45 26

Desarrolle la ecuacin de resistencia a partir del criterio Hoek-Brown generalizado

Para el clculo de las ecuaciones se utilizaron las tablas siguientes:

Se consider que era un Macizo in situ inalterados D=0

Se tom un mi = 14

Resultados

Suelos Profundidad (m) RQD qu (kg/cm2) qu (MPa) Descripcin Cualitativa

Estructura GSI-Grfico a s mb

Ignimbrita 0.00-7.00 16 1695.1 166.238 Muy Pobre FI 10 0.58535741 4.53999E-05 0.56257637

Ignimbrita 7.00-11.50 29 576 56.488 Pobre FI 25 0.53126716 0.000240369 0.9612564

Ignimbrita 11.50-15.85 1 0 0.0000001 Muy Pobre FI 10 0.58535741 4.53999E-05 0.56257637

Ignimbrita 15.85-21.30 63 448 43.935 Regular BI 45 0.50808574 0.002218085 1.96358447

Ecuaciones

Estrato 1

1 = 3 + 166.24 (0.56253

166.24+ 4.5405)

0.585

Estrato 2

1 = 3 + 56.48 (0.96123

56.48+ 0.000240)

0.531

Estrato 3

1 = 3 + 17 (0.5623

17+ 4.545)

0.585

Estrato 4

1 = 3 + 43.94 (1.9643

43.94+ 0.00221)

0.508

Compresin uniaxial del macizo rocoso

Se utiliz la siguiente frmula

Los resultados estn tabulados a continuacin:

Suelos Profundidad (m) qu (MPa) a s c Mpa

Ignimbrita 0.00-7.00 166.238 0.58535741 4.53999E-05 0.47704061

Ignimbrita 7.00-11.50 56.488 0.53126716 0.000240369 0.67489502

Ignimbrita 11.50-15.85 1E-09 0.58535741 4.53999E-05 2.8696E-12

Ignimbrita 15.85-21.30 43.935 0.50808574 0.002218085 1.96942744

Resistencia a la tensin bi-axial

Los resultados estn tabulados a continuacin:

Suelos Profundidad (m) qu (MPa) s mb t Mpa

Ignimbrita 0.00-7.00 166.238 4.53999E-05 0.56257637 -0.01341541

Ignimbrita 7.00-11.50 56.488 0.000240369 0.9612564 -0.01412525

Ignimbrita 11.50-15.85 0.0000001 4.53999E-05 0.56257637 -8.07E-12

Ignimbrita 15.85-21.30 43.935 0.002218085 1.96358447 -0.04962942

Parmetros de resistencia de Mohr-Coulomb

Para el clculo de los parmetros de resistencia de Mohr-Coulomb se utilizaron las siguientes frmulas:

A continuacin se presenta la tabla con los resultados:

H 20 m

0.024 MN/m3

0.0248 MN/m3

0.025 MN/m3

0.026 MN/m3

Suelos Profundidad (m) c Mpa

qu (MPa) a s mb cm MPa 3max

MPa 3n MPa Numerador Denominador ' Numerador Denominador c' Mpa

Ignimbrita 0.00-7.00 0.47704061 166.238 0.58535741 4.54E-05 0.56257637 10.68582864 0.45693535 0.00274868 28.5743566 36.77178769 50.993341 1.77838673 11.57227846 0.15367646

Ignimbrita 7.00-11.50 0.67489502 56.488 0.53126716 0.00024037 0.9612564 6.43064748 0.44974231 0.00796173 29.6427686 37.39486117 52.438205 2.231322183 11.39826644 0.19575978

Ignimbrita 11.50-15.85 2.8696E-12 0.0000001 0.58535741 4.54E-05 0.56257637 6.42803E-09 0.07016527 701652.717 0.00944687 8.206877962 0.06595273 7.82549E-05 4.103436262 1.9071E-05

Ignimbrita 15.85-21.30 1.96942744 43.935 0.50808574 0.00221808 1.96358447 8.090288775 0.47930538 0.01090942 37.7717392 45.33655584 56.4227499 4.161111015 12.53693559 0.33190814

Mdulo de deformacin

Se utiliz la siguiente ecuacin para estimar los resultados:

Los resultados se presentan a continuacin:

Suelos Profundidad (m) GSI-Grfico qu (MPa) Em GPa

Ignimbrita 0.00-7.00 10 166.238 1

Ignimbrita 7.00-11.50 25 56.488 1.78228889

Ignimbrita 11.50-15.85 10 1E-09 3.1623E-06

Ignimbrita 15.85-21.30 45 43.935 4.97055994