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NEOTECTÓNICA Y PATRONES DE CAVERNAMIENTO EN PUNTA GUANOS,

MATANZAS, CUBA (V). TIPIFICACIÓN INGENIERA Y ANÁLISIS

ESTRUCTURAL

15© G.E.V. ISSN 2340-1346 Depósito Legal: J 1405-2012

Gota a gota, nº 16 (2018): 15-26SECCIÓN GEOESPELEOLOGÍA

RESUMEN: Punta Guanos, en la costa Norte de Matanzas, a unos 90 km al Este de La Habana, Capital de Cuba, muestra un particular desarrollo de un karst en rocas carbonatadas del Mioceno Superior-Cuaternario. Este paisaje costero ha sido formado bajo el control conjunto de la actividad neotectónica de un sistema de fallas Cretácico-Paleógenas orientadas dominantemente 120º que se reactivó durante el Neógeno-Cuaternario y otras netamente más recientes, Plio-Cuaternarias o más jóvenes, y por las fluctuaciones del nivel del mar durante las glaciaciones del Cuaternario. Esos efectos combinados se reconocen en tres grupos de formas cársicas bien diferenciadas: a) Pasajes subterráneos freáticos abandonados sobre el nivel del mar actual; b) Cuevas marinas (abrasivas y de flanco marginal) elevadas y c) Manantiales submarinos. La neotectónica es aún activa y el efecto de ascenso actual del nivel del mar asociado al cambio climático introduce restricciones importantes en la gestión ambiental de un territorio cársico costero, en el que se combinan la exploración y explotación gasopetrolífera, el turismo de sol y playa y sectores con especies vegetales endémicas estrictas que están sometidas a necesidades especiales de protección.

PALABRAS CLAVE: zona costera, karst, gestión ambiental, neotectónica, área protegida.

ABSTRACT: Punta Guanos, at the Northern coast of Matanzas province, 90 km East from Havana, Capital of Cuba, shows a particular karst and cave development in carbonate Upper Miocene-Quaternary rocks. This coastal landscape has been controlled by the combined effects of the neotectonic activity of a Cretaceous-Paleogene fault system dominantly oriented 120º that became active again during Quaternary times and others more recent clearly of Plio-Quaternary age as well as by the sea level fluctuations during glacial times. Three main features are the product of these combined effects: a) Abandoned phreatic passages above present sea level; b) Elevated abrasive (marine) caves and c) Submarine springs. Neotectonics is still active. The effect of the present rise of sea level due to Climate Change introduces important restrictions to the environmental management of an ecotone and vulnerable coastal zone that has to combine oil and gas exploration & production, beach and sun tourism, water supply to small communities and the preservation of a protected area with strict floral endemic species.

KEY WORDS: coastal zone, karst, environmental management, neotectonics, protected área.

Leslie F. Molerio-León

Consultor en Ingeniería Ambiental y Gestión de Recursos HídricosEx Vicepresidente Primero de la Sociedad Espeleológica de CubaApartado 6246, CP 10600, Habana 6, La Habana, Cuba. E-mail: [email protected]; [email protected]

arco de bóveda inestable y susceptible al hundimiento.PROPIEDADES FÍSICO MECÁNICAS DE El RMR se obtiene a partir de la ecuación

LAS ROCAS siguiente:El aspecto más significativo de este macizo

cársico es la baja calidad de la roca, expresada en el parámetro RMR (Rock Mass Rating). El 55% de los valores de RQD caen en la designación de mala a muy

Donde, A: Resistencia a la compresión de la mala. Tres valores, el 27%, son regulares y solamente

roca intacta; B: RQD, Rock Quality Designation; C: dos muestras someras, colectadas entre 1 y 3 metros de

Espaciamiento de las grietas; D: Condición de las profundidad presentan una designación RQD buena. La

grietas; E: Aguas subterráneas; F: Ajuste para la capacidad de resistencia del macizo disminuye con la

orientación adversa de las grietas.profundidad debido, precisamente, al cavernamiento

El Índice Q de Barton se obtiene mediante la local. Desde el punto de vista estructural, todos los

expresión siguiente:modelos aplicados a la cueva muestran que se trata de un

RMR = A + B + C + D + E - F


El Ancho de Luz Máxima Sin Sostener (Amáx) en metros equivale a:

En la que, RQD, Rock Quality Designation; Jn, índice de diaclasado; Jr, índice de rugosidad de las La Presión de Sostenimiento del techo (en

2grietas (Tabla 1); Ja, índice de alteración de las grietas Kp/cm ) se estima a partir de:(Tabla 2); Jw, factor de reducción por la presencia de agua (Tabla 3); SRF, condiciones tensionales de la roca (Stress Reduction Factor, Tabla 4). El índice Q varía entre 0,001 y 1,00, y está asociado a la clasificación del macizo (Tabla 5) como resultado de la determinación de los parámetros base que describen el tamaño de los bloques, la resistencia al corte de los mismos y la Para carga de roca en hastiales las relaciones influencia del estado tensional. A partir del valor de Q se son las siguientes:determina el tipo de soporte o fortificación que even-tualmente pueda requerir la cavidad según el nomogra-ma de la Fig. 1, ingresando la relación de diámetro equivalente: Altura/ESR (Excavación Support Radio, Tabla 6) y el índice Q, encontrando un punto que pertenece a una región caracterizada por una calidad del Los valores de las propiedades físico-macizo que sugiere a la vez un tipo de soporte. El ESR mecánicas obtenidas a través de los ensayos de labora-depende del uso final de la excavación y se toma de la torio se resumen en las Tablas 8 y 9 Como se puede Tabla 7 y puede ser entendido como el factor de seguri- observar el valor promedio de la resistencia a la compre-dad según el tipo de obra subterránea. sión simple de esta roca es de 5.56 MPa y, por ello,

La Relación de Diámetro Equivalente (De) se clasifica como de resistencia baja de acuerdo con las obtiene a partir de: normativas cubanas (muy baja, de acuerdo con la

práctica internacional), ya que se encuentra dentro del rango de valores de 5 a 15 MPa. Con los valores de peso específico seco (ɤd) y peso específico del suelo (ɤs)

En la que, d,h, es el diámetro o la altura de la obtenidos en el laboratorio fue determinada la porosi-excavación y ESR, es la Relación de Sostenimiento dad de la roca [n = (ɤs - ɤd)/ ɤs]. La Tabla 10 resume el (Excavation Support Ratio). Los valores expresados estado estructura del macizo.para los parámetros Jr y Ja se aplican a las familias de diaclasas o discontinuidades que son menos favorables ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE LA CUEVA con relación a la estabilidad, tanto por la orientación de

DE LOS PESCADORES: CAMPO las mismas como por su resistencia al corte. Esta TEÓRICO DE ESFUERZOSresistencia puede expresarse mediante la siguiente

ecuación: A partir del concepto de esfuerzo efectivo, el criterio de Mohr-Coulomb para la ruptura de una roca equivale a:

donde (0) es el esfuerzo cortante crítico; S, la presión normal; p, la presión de poros; , el ángulo de fricción interna y (c) una constante empírica, la resistencia cohesiva. El campo de esfuerzos alrededor de una cavidad puede describirse a partir de la Función de Esfuerzos de Airy () que, para los esfuerzos radiales se define como:

en tanto los esfuerzos tangenciales y cortantes se describen mediante,

Para el diseño del bulonado o empernado se adopta la siguiente expresión, que define la Longitud -en metros- de los pernos (L) en función del ancho de la excavación (B) y el ESR:

donde r es el radio de la cavidad.

Fig. 1. Categorías de sostenimiento o refuerzo a partir del índice Q de Barton

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La Solución de Kastner permite obtener la condición límite para la deformación plástica, de manera tal que,

y los esfuerzos plásticos equivalen a:

La principal restricción de cualquiera de estos modelos es que las referencias no están sustentadas en ; donde σ es la resistencia a la compresión de la ny

estudios del karst y las cuevas, sino referidos a otros roca; r, la distancia desde el centro de la galería; a, el complejos litológicos. Incluso, cuando se trata de radio de la galería y,calizas no son calizas carsificadas, por lo general. La zona de debilidad de la cueva en particular y del sistema en general fue definida, en el primer caso, por los resultados de la modelación matemática (Molerio, Los esfuerzos elásticos se describen mediante,1990) y la clasificación de Waltham (2002), Klimchouk (2002) y Waltham y Fokes (2003). La Fig. 3 muestra la posición de la cueva de Los Pescadores en el Nomograma de Waltham y Fokes (2003). Para las correcciones pertinentes se han aplicado diferentes aproximaciones. Desde los modelos de vigas de White y White (1969), los algoritmos múltiples de Molerio, siendo r , el radio del círculo límite de la zona plástica, a

1990 y los más recientes de Waltham y sus colaborado-donde los esfuerzos elásticos y plásticos se equilibran:res y las aproximaciones de Shi-juan Gao y sus colabo-radores (2014).

El análisis muestra que la zona es especialmen-te inestable y, en particular, la Cueva de Los Pescadores es un sitio de peligro geológico activo del que pueden La relación entre los esfuerzos verticales y esperarse subsidencia y hundimientos de terreno en horizontales, Г, determina la extensión de la zona condiciones naturales. Más aún, tratándose de una zona plástica en un grado considerable. Así, la presión sismogénica activa, fenómenos de este tipo pueden estar vertical p, presión geostática, equivale a: pv = _H asociados a la actividad neotectónica actual. , siendo H, el espesor de roca sobre la bóveda de la

cavidad y, , la densidad de la roca. Las presiones horizontales, entonces, se describen mediante:

donde µ, es la relación de Poisson. Para la condición de esfuerzo hidrostático, donde , entonces,

La Fig. 2 muestra los límites de la deformación elastoplástica de la Cueva de Los Pescadores, que puede considerarse nulo a partir de los 100 metros del centro de la galería tomada como elemento circular.

p = 0

pv = γH

γ

ph=pv

Fig. 2. Límites de la zona de deformaciones elastoplásticas de la Cueva de Los Pescadores (Solución de Kastner a la Función de

Esfuerzos de Airy)

Fig. 3. Posición de la Cueva de Los Pescadores en el nomograma de estabilidad de Waltham y Fookes (2003). Nótese que la cavidad se encuentra en zona de inestabilidad. En A, condiciones estrictas

en B, ampliado al límite de la zona de deformaciones elastoplásticas

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tes sobre las cimentaciones de los pads y la distribución NOTA FINALde las cargas inducidas en las zonas de desarrollo.Punta Guanos es una zona tectónicamente

activa con un desarrollo importante del karst local. Esta RECONOCIMIENTOSactividad neotectónica truncó, por levantamiento, una

de las superficies de erosión más extensas del norte de Por su contribución en los trabajos de campo y Cuba, la llamada Terraza de Seboruco, elevando el gabinete el autor desea expresar su agradecimiento a las bloque entre 45 y 60 metros. Los límites del Bloque siguientes personas: E.J. Balado Piedra y C. Aldana Punta Guanos son, por ende, tectónicos. La Zona de Vilas, de INVERSIONES GAMMA, S.A.; M.G. Guerra Falla Bacunayaga al oeste y la Zona de Falla Yumurí- Oliva, del Instituto de Geofísica y Astronomía; J. Bufadero al este. Cobiella-Reguera y C. Díaz Guanche, de la Universidad

El karst se ha desarrollado de manera bien de Pinar del Río; H. Farfán González, del Centro de diferenciada por razones geológicas (litológicas y Estudios Ambientales, ECOVIDA, de Pinar del Río; a tectónicas) e hidrológicas. Se reconocen niveles de mis ex-diplomantes de la carrera de Ingeniería cavernamiento definidos por cavidades emisivas Geofísica de la Universidad Técnica de la Habana L. abandonadas a diferente altura, donde el mejor ejemplo Núñez Haugh, M.B Téllez Abella y D. de la Paz es la Cueva de Los Pescadores, con un excelente grado Marrero. A los directivos y especialistas de Sherritt de conservación, algunas bastante desmanteladas, pero International Oil & Gas (Cuba): B. Zimmerman, M. al menos un nivel activo en la zona intermareal (Manan- Emmett, K. Lundt, J. Hernández, M. Gala y P. Turner. tial La Calera). La forma en que la actividad neotectóni- También a nuestros compañeros espeleólogos M.R. ca ha afectado la distribución de los niveles de caverna- Gutiérrez Domech, del Instituto de Geología y miento está pendiente aún de aclarar. Paleontología (Servicio Geológico de Cuba) y a E.

El control geológico sobre ese desarrollo Grau, de la Sociedad Espeleológica de Cuba y la diferenciado de la carsificación y el cavernamiento se Fundación de la Naturaleza y el Hombre “Antonio pone de manifiesto inicialmente en las distinciones de Núñez Jiménez”. Ana, mi compañera, participó en los tipos de karst eogenéticos y telogenéticos que se muchas de las campañas de campo y su apoyo siempre reconocen en el área. El rápido ascenso neotectónico del ha sido fundamental e insustituible en todas estas bloque Punta Guanos, con una mayor elevación hacia empresas.Bacunayagua, hacia Bufadero, provocó que la Terraza de Seboruco se interrumpiese totalmente a la altura de Punta Guanos como consecuencia de un levantamiento que tuvo lugar en época muy reciente dada la edad de los depósitos de Fm Jaimanitas. La ausencia de estos sedimentos en Punta Guanos indica que el levantamien-to del bloque comenzó, cuando menos, en el estadio MIS 5e, 110-120 Ka atrás. Tal levantamiento no ha sido uniforme en la zona ni en todo el territorio de la Franja Norte de Crudos Pesados. Hacia el oeste de la Bahía de Matanzas donde se desarrolla el sistema cavernario de Santa Catalina, fechados recientes de espeleotemas controladas por la posición del nivel de base (De Waele et al., 2017) indican un movimiento ascendente mucho más lento y menos intenso que en la zona que se estudia en esta contribución. De igual modo, es notable la ausencia de cuevas de margen costero, generalmente de patrón porosidad y asociadas al karst eogenético privilegiando –por el contrario- los conductos casi rectilíneos de patrón agrietamiento tanto activo como abandonados también en karsts eogénicos pero con otro grado de compactación y cimentación y, en consecuen-cia, con una estrcutura diferentes de los campos de ad primaria.

Estas características de la evolución geológica reciente del territorio son una restricción para el desa-rrollo y construcción de infraestructura de exploración-explotación gasopetrolífera en el área. La capacidad portante de las rocas que constituyen las fases madura y evolucionada del karst telogenético local es muy baja y ello está directamente relacionado con los procesos de diagénesis y modelamiento tectónico del territorio. Aunque no serán comentadas aquí, por supuesto que en su momento se emitieron las recomendaciones pertinen-

REFERENCIASDe Waele, Jo., Ilenia M. D'Angeli1, Nicola Tisato, Paola

Tuccimei4, Michele Soligo, Joaquín Ginés, Angel Ginés, Joan J. Fornós, Igor M. Villa, Esteban R. Grau González, Stefano M. Bernasconi, Tomaso R.R. Bontognali (2017): Coastal uplift rate at Matanzas (Cuba) inferred from MIS5e phreatic overgrowths on speleot-hems. Terra Nova 29(2):98-105.

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White E.L. & White W. B. (1969): Processes of cavern breakdown. Natl. Speleol. Bull.

Clase Índice de rugosidad Valor de Jr A Diaclasas discontinuas 4 B Diaclasas onduladas rugosas o irregulares 3 C Diaclasas onduladas lisas 2 D Diaclasas onduladas perfectamente lisas 1,5 E Diaclasas planas, rugosas o irregulares 1,5 F Diaclasas planas, lisas 1 G Diaclasas planas, perfectamente lisas 0,5 H Zona que contiene minerales arcillosos con un

espesor suficiente para impedir el contacto de las caras de la discontinuidad

1

J Zona arenosa o triturada con un espesor suficiente para impedir el contacto entre las dos caras de la discontinuidad

1

Notas Si el espacio de la principal familia de discontinuidades es superior a 3 m, se debe aumentar el índice Jr en una unidad En el caso de diaclasas perfectamente lisas que presentan filtraciones y que dichas lineaciones están orientas según la dirección de mínima resistencia, se puede utilizar el valor de Jr=0,5

Tabla 1. Índice de rugosidad de las discontinuidades (Jr)

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a. Contacto entre dos planos de la discontinuidad (sin minerales de relleno intermedio) Clase Descripción j Ja A Discontinuidad cerrada, dura, sin reblandecimiento

impermeable, cuarzo 0,8

B Planos de discontinuidad inalterados, superficies ligeramente manchadas

25-35 1

C Planos de discontinuidad que presentan minerales no reblandecidos, partículas arenosas, roca desintegrada libre de arcillas

25-30 2

D Recubrimiento de arcillas limosas o arenosas. <fracción pequeña de arcilla no blanda

20-25 3

E Recubrimiento de arcillas blandas o de baja fricción (caolinita, mica, clorita, talco, yeso, grafito, etc. Y pequeñas cantidades de arcillas expansivas)

8-16 4

b. Contacto entre dos planos de discontinuidad ante un desplazamiento cortante inferior a 10 cm (minerales de relleno en pequeños espesores) Clase Descripción j Ja F Partículas arenosas, roca desintegrada libre de arcillas 25-30 4 G Fuertemente sobreconsolidadas con rellenos de minerales

arcillosas no blandos (continuos, pero de espesores inferiores a 5 mm)

16-24 5

H Sobreconsolidación media a baja con reblandecimiento, rellenos de minerales arcillosos (continuos, pero de espesores inferiores a 5 mm)

12-16 8

J Rellenos de arcillas expansivas (montmorillonita) continuos, pero con espesores inferiores a a 5 mm). El valor de Jn depende del porcentaje de partículas con tamaños similares a los de las arcillas expansivas

6-12 8-12

c. No se produce contacto entre los planos de laa discontinuidad ante un desplazamiento cortante (rellenos de minerales de gran espesor) Clase Descripción j Ja K L M

Zonas o bandas de roca desintegrada o triturada y arcillas (ver clases G, H y J para la descripción de las condiciones de la arcilla

6-24 6-8 ó 8-12

N Zonas o bandas de arcillas limosas o arenosas con pequeñas fracciones de arcillas no reblandecidas

- 5

O P R

Zonas o bandas continuas de arcilla de espesor grueso (ver clases G, H y J para la descripción de las condiciones de arcilla)

6-24 10-13 ó 13-20

Tabla 2. Índice de alteración de las discontinuidades (Ja)

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Clase Factor de reducción por la presencia de agua Presión (Kg/cm2)

Jw

A Excavaciones secas o pequeñas afluencias de agua inferiores a 5 l/min de forma localizada

< 1 1

B Afluencia o presiones medias con lavado ocasional de los rellenos de las discontinuidades

1-1,5 0,7

C Afluencia importante o presión alta en rocas competentes con discontinuidades sin rellenos

2,5-10 0,5

D Afluencia importante o presión alta, produciéndose un lavado considerable de los rellenos de las diaclasas

2,5-10 0,33

E Afluencia excepcionalmente alta o presión elevada en el momento de realizar voladuras, decreciendo con el tiempo

>10 0,2-0,1

F Afluencia excepcionalmente alta o presión elevada en el de carácter persistente, sin disminución apreciable con el tiempo

>10 0,1-0,05

Notas Los valores de las clases C, D, E y F, son meramente estimativos. Si se acometen medidas de drenaje, puede incrementarse el valor de Jw No se han considerado los problemas especiales derivados de la formación de hielo

Tabla 3. Factor de reducción por la presencia de agua (Jw)

Rango de valores de Q Clasificación de las rocas del macizo 0,001 - 0,01 excepcionalmente mala

0,01 - 0,1 extremadamente mala 0,1 - 1 muy mala 1 - 4 mala

4 - 10 media 10 - 40 buena

40 - 100 muy buena 100 - 400 extremadamente buena

400 - 1,000 excepcionalmente buena Tabla 5. Índice Q de Barton

Clase Tipo de excavación ESR ESR de referencia

A Labores mineras de carácter temporal 2-5 3-5 B Galerías mineras permanentes, túneles de centrales

hidroeléctricas (excluyendo las galerías de alta presión. Túneles piloto, galerías de avance de grandes excavaciones, cámaras de compensación hidroeléctrica

1,6-2 1,6

C Cavernas de almacenamiento, plantas de tratamiento de aguas túneles de carreteras secundarias y de ferrocarril, túneles de acceso

1,2-1,3 1,3

D Centrales eléctricas subterráneas, túneles de carreteras primarias y de ferrocarril, refugios subterráneos para defensa civil, emboquilles e intersecciones de túneles

0,9-1,1 1,0

E Centrales nucleares subterráneas, estaciones de ferrocarril, instalaciones públicas y deportivas, fábricas, túneles para tuberías principales de gas.

0,5-0,8 0,8

Tabla 6. Valores del índice ESR (Excavación Support Radio) de la clasificación Q de Barton


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Clase Condiciones tensionales de la roca Valor SRF

a. Las zonas débiles intersectan la excavación pudiendo producirse desprendimientos de roca a medida que la excavación del túnel va avanzando

A Múltiples zonas débiles conteniendo arcilla o roca desintegrada químicamente, roca muy suelta a cualquier profundidad

10

B Zonas débiles aisladas, conteniendo arcilla o roca desintegrada químicamente (profundidad de la excavación £ 50 m)

5

C Zonas débiles aisladas conteniendo arcilla o roca desintegrada químicamente(profundidad de la excavación > 50 m)

2,5

D Múltiples zonas de fracturas en roca competente (libre de arcillas), roca de contorno suelta (a cualquier profundidad)

7,5

E Zonas de fracturas aisladas en roca competente (libre de arcillas) (profundidad de la excavación £ 50 m)

5

F Zonas de fracturas aisladas en roca competente (libre de arcillas) (profundidad de la excavación £ 50 m)

2,5

G Terreno suelto, diaclasas abiertas, fuertemente fracturado en terrones, etc. (a cualquier profundidad)

5

Notas Los valores de las clases C, D, E y F son meramente estimativos. Si se acometen medidas de drenaje puede incrementarse el valor de Jw

No se han considerado los problemas especiales derivados de la formación de hielo

b. Rocas competentes problemas tensionales en las rocas (σc y σt son las resistencias a lacompresión y tracción respectivamente de la roca, σ1, es el esfuerzo principal máximo que actúa en la roca)

sc/s1 st/s1 SRF

H Tensiones pequeñas cerca de la superficie, diaclasas abiertas

> 200 >0,01 2,5

J Tensiones medias,condiciones tensionales favorables

200-10 0,01-0,3

1

Tabla 4. Condiciones tensionales de la roca (Stress Reduction Factor, SRF)


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K Tensiones derivadas, estructura muycompacta. Normalmente muy favorable para la estabilidad, puede ser desfavorable para la estabilidad de los hastíales

10-5 0,3-0,4 0,5-2

L Lajamiento moderado de la roca después de 1 hora en rocas masivas

5-3 0,6-1 50-200

M Lajamiento y estallido de la roca después de algunos minutos en rocas masivas

3-2 0,6-1 50-200

N Estallidos violentos de la oca (deformación explosiva) ydeformaciones dinámicas inmediatas en rocas masivas

<2 <1 200-400

Notas

Si se conoce la existencia de campos tensionales fuertemente anisotrópicos cuando 5£ σ1/ σ3 £10, reducir el σc y σt a 0.8σc y 0.8σt (algunos autores sugieren un coeficiente de 0,75), donde sc es la resistencia a compresión simple; s1 y s3 son las tensiones principales mayor y menor, respetivamente y st, la tensión tangencial máxima (estimada a partir de la Teoría de la Elasticidad)

En los casos que la profundidad de la clave del túnel sea inferior a la altura del mismo se sugiere aumentar el SRF de 2.5 a 5.

Reducir los valores del SRF en un 25 a 50% si las zonas de rotura solo influyen pero no interceptan a la excavación.

Roca expansiva, actividad expansiva química dependiendo de la presencia del agua. Rocas deformables: flujo plástico de la roca incompetente sometido a altas presiones litostáticas

sc/s1

SRF

O Presión Expansiva suave 1-5 5-10 P Presión expansiva intensa >5 10-15 Tabla 4. Condiciones tensionales de la roca (Stress Reduction Factor, SRF)

Continuación


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Nota Los fenómenos de deformación o fluencia de las rocas suelen ocurrir a profundidades H>350-Q. La resistencia a la compresión del macizo rocoso puede

estimarse mediante la expresión: 31

7 Qgs = ,

estando s en MPa, g, la densidad del material en g/cm3)

Rocas expansivas: actividad expansiva química dependiendo de la presencia de agua

R Presión de expansión suave 5-10 S Presión de expansión intensa 10-15 Tabla 4. Condiciones tensionales de la roca (Stress Reduction Factor, SRF)

Continuación

Altura/ESR Indicaciones de sostenimiento/fortificación/reforzamiento 1 Sin sostenimiento 2 Bulonado puntual, sb. 3 Bulonado sistemático, B 4 Bulonado sistemático con hormigón proyectado, 40-100 mm, B+S 5 Hormigón proyectado con fibras, 50-90 mm y bulonado S(fr) + B 6 Hormigón proyectado con fibras, 90-120 mm y bulonado S(fr) + B 7 Hormigón proyectado con fibras, 120-150 mm y bulonado S(fr) + B

8 Hormigón proyectado con fibras, >150 mm con bulonado y arcos armados reforzados con hormigón proyectado S(fr) + RRS +B

9 Revestimiento de hormigón CCA Tabla 7. Categorías de refuerzo

Cala Muestra Prof. (m)

gd gs. n %Porosidad

Clasificación

J40 M-1 2.0-3.0 15.92 2.65 40 Alta porosidad J40 M-2 8.0-9.0 16.64 2.66 37.4 Alta porosidad L40 M-1 0.0-1.0 15.98 2.68 40.4 Alta porosidad L40 M-2 4.0-5.0 13.06 2.67 51.08 Alta porosidad K40 M-1 1.0-2.0 14.26 2.68 46.8 Alta porosidad K40 M-2 8.0-9.0 14.74 2.66 44.6 Alta porosidad K45 M-1 2.0-3.0 12.93 2.67 51.6 Alta porosidad K45 M-2 7.0-8.0 19.63 2.66 26.2 Alta porosidad K35 M-1 1.0-2.0 16.89 2.66 36.5 Alta porosidad K35 M-2 4.0-5.0 13.19 2.68 50.8 Alta porosidad J70 M-1 2.0-3.0 15.37 2.67 42.4 Alta porosidad J70 M-2 10 - 11 16.80 2.70 37.8 Alta porosidad L70 M-1 2.0-3.0 15.32 2.68 42.8 Alta porosidad L70 M-2 9.0- 10 19.60 2.64 25.8 Alta porosidad K70 M-1 1.0-2.0 22.35 2.68 16.6 Porosidad Media K70 M-2 9.0- 10 12.29 2.67 54 Alta porosidad

Tabla 8. Porosidad de las rocas muestreadas en el área de trabajo.


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Cala Muestr

a

Prof. (m)

W

(%)

Densidad KN/m3

Absorción Abs (%)

Pe g/cm3

Resistencia sc

(Mpa)

gf gd gsat.

J40 M-1

2.0-3.0 2.5 16.32 15.92 16.91 6.2 2.65 2.9

J40 M-2

8.0-9.0 2.7 17.09 16.64 17.61 5.8 2.66 3.6

L40 M-1

0.0-1.0 3.9 16.60 15.98 18.08 13.1 2.68 6.1

L40 M-2

4.0-5.0 5.8 13.82 13.06 14.95 14.5 2.67 2.3

K40 M-1

1.0-2.0 1.8 14.52 14.26 15.29 7.3 2.68 10.4

K40 M-2

8.0-9.0 1.9 15.01 14.74 16.27 10.3 2.66 36.6 *

K45 M-1

2.0-3.0 1.6 13.13 12.93 13.85 7.2 2.67 5.8

K45 M-2

7.0-8.0 2.8 20.18 19.63 21.63 10.2 2.66 2.3

K35 M-1

1.0-2.0 1.2 17.09 16.89 18.14 7.5 2.66 9.7

K35 M-2

4.0-5.0 7.5 14.18 13.19 15.67 18.8 2.68 1.8

J70 M-1

2.0-3.0 2.4 15.73 15.37 16.08 4.6 2.67 3.5

J70 M-2

10 - 11 6.4 17.50 16.80 17.87 4.2 2.70 3.8

L70 M-1

2.0-3.0 1.2 15.50 15.32 16.14 5.3 2.68 4.1

L70 M-2

9.0- 10 1.7 19.94 19.60 20.50 4.6 2.64 36.3 *

K70 M-1

1.0-2.0 0.8 22.52 22.35 23.21 3.8 2.68 9.8

K70 M-2

9.0- 10 2.9 12.61 12.29 13.39 9.3 2.67 2.2

K75 M-1

1.0-2.0 2.5 18.39 17.94 18.81 4.8 2.70 8.2

K75 M-2

7.0-8.0 1.9 18.61 18.25 19.47 6.6 2.69 36.3 *

K65 M-1

2.0-3.0 1.1 15.79 15.62 16.29 4.3 2.63 5.3

K65 M-2

9.0- 10 1.8 19.72 19.38 20.18 4.1 2.67 12.7

Promedio 2.72 16.71 16.3 17.52 7.6 2.67 5.56

Tabla 9. Propiedades físico-mecánicas fundamentales de muestras seleccionadas.

* Valores no tomados en cuenta para la determinación del promedio de la resistencia de la roca


Gota a gota, nº 16 (2018): 15-26

Profundidad de colecta en las calas de exploración

(en metros)

RQD (Promedio) Evaluación

1-2 80,8 Buena 2-3 79,2 Buena 3-4 18,9 Muy Mala 4-5 19,6 Muy Mala 5-6 17,3 Muy Mala 6-7 15,6 Muy Mala 7-8 46,8 Mala 8-9 53,7 Regular

9-10 60,1 Regular 10-11 50,6 Regular 11-12 25,0 Mala

Indicador Componente Cualificación Tipo litológico Carbonatado Patrón de la carsificación mixto

Porosidad Alta <20% Estratificación Gruesa Densidad delagrietamiento

Alta

Relación con los sedimentos de cobertura

Karst denudado

Tipo de acuífero Libre Abierto Grado evolutivo Hidrológicamente activo Permanente Espesor de la zona no saturada

Medio 25 m

Tipo y posición de la descarga de las aguas subterráneas

Difusa Múltiple Bajo el nivel de la base local de erosión

Submarina

Resistencia de la roca intacta

Baja (Parámetro A) 5,56 MPa

Rock Quality Designation (RQD)

Clase III (promedio) Débil 8

RMR Clase IV (Pobre) 34 Q (Barton) Muy mala 0,8 Nivel de base Regional Epikarst Paragenético con

circulación difusa Cavernamiento Directa (Cueva de Los

Pescadores) De caudal autóctono, emisiva

Indirecta Abrasiva

Tabla 10. Índice de Calidad de la Roca de Deere (RQD) promedio (Clase III: Débil)

Tabla 11. Tipificación ingeniero geológica del karst local (basada en la tipología de Molerio, 2013)


Este trabajo ha sido publicado on-line con fecha 25/05/2018

Se citará como: MOLERIO-LEÓN, L.F., 2018. Neotectónica y patrones de cavernamiento en Punta Guanos, Matanzas, Cuba (V). Tipificación ingeniera y análisis estructural. Gota a gota, nº 16: 15-26. Grupo de Espeleología de Villacarrillo, G.E.V. (ed.)

Gota a gota, nº 16 (2018): 15-26

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https://www.researchgate.net/publication/325389367

neotectÓnica y patrones de cavernamiento en punta … · el campo de esfuerzos alrededor de una...

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