Año del Buen Servicio al Ciudadano”: U N M D S M

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Universidad Nacional Mayor De San Mayor

Grupo De Estudio De Mecánica De Rocas

“Año del Buen Servicio al Ciudadano”

ESCUELA ACADEMICA DE MINAS

correo: [email protected]

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Jueves 9 de febrero

PROBLEMA El siguiente examen deberá ser desarrollado, en grupos de dos alumnos, la evaluación dependerá de los criterios e ingeniería aplicada al análisis, tendrán que usar las tablas pertinentes y actuales, señalando claramente, si es que asume supuestos o necesita otros parámetros. PARTE 1 Clasificar el siguiente macizo rocoso según RQD, RMR, Q de Barton y GSI: Un túnel será excavado a tr avés de un granito ligeramente meteorizado con una familia dominante de juntas con rumbo perpendicular al eje del túnel, y con buzamiento de 60 grados contra la dirección del avance de la excavación y dos familias más que controlan la estructuración. A partir de los “logs” de perforaciones diamantinas, ensayos de laboratorio y observaciones de campo, se obtienen los siguientes datos: 

Ensayo de Carga Puntual: 8 MPa (valor representativo).



Separación de juntas: 300 mm.







Discontinuidades: 1-3 m de longitud; 0.1-1.0 mm de abertura; ligeramente rugosas; sin relleno y ligeramente alteradas. Condiciones de excavación del túnel: se espera condición húmeda. Roca fracturada en bloques regulares, muy bien entrelazado, consistiendo en bloques formados por tr es familias de discontinuidades.



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Encontrar independientemente estos índices y además con las diferentes fórmulas empíricas relacionar sus resultados, entre sí. Este túnel terminará con una cámara de almacenamiento, que tendrá una luz de 15 metros, advertir con sus clasificaciones si necesitará sostenimiento o puede mantenerse estable sin sostenimiento. Si sobre el macizo se diseñará un talud con los siguientes factores de corrección, calcular el SMR:

Desarrollo del problema: 1.-Cálculo del RQD A) Índice RQD (Rock Quality Designation): El índice RQD (Rock Quality Designation) es una estimación de la calidad del macizo rocoso a partir de perforaciones diamantinas rotativas con extracción de testigos. Este índice representa el porcentaje de roca intacta de largo superior a 10 cm recuperadas por corrida.

La relación que permite de exprimir el índice RQD es la siguiente:

Este índice es un dato de las otras clasificaciones que vamos a ver:

(35+15+20+12+11)x100% = (35+8+4.5+7.5+15+10+6+20+12+4+11) = (93)x100% (133) = 69.92481203 % = 70%



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2.- Cálculo de RMR 89

12

13

10 4 4 3

6

5

7



5



-5

RQD = 59, lo cual lo hace una roca regular.

TOTAL: 12+13+10+7-5+22 = 64-5 = 59. Así, según la clasificación RMR 1989, este macizo rocoso es de clase III.



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3.- Cálculo de Q de Barton “

”

Índice Q de Barton 1974: A partir del análisis de más de 200 cavidades subterráneas (principalmente hidroeléctricas y túneles de carretera), Barton, Lien y Lunde del Instituto Noruego de Geotécnica (NGI), propuso un índice para determinar la calidad de una masa de roca en para la construcción de túneles. El valor de este coeficiente de Q está determinado por seis parámetros de la manera siguiente:

El índice Q puede variar desde 0001 hasta 1000. La Q se agrupa en nueve clases. Cada clase es una masa de roca de calidad.



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=9∗+44 59 = 9 ∗  +44 −

 =     = 5.2 9449005

Significa qu nuestro valor obtenido por medio del clasificacion del macizo rocoso de Q de Barton nos da una roca buena.

4.- Cálculo del GSI

 =   5,   > 23 =595, =54 INDICA que es una roca de regular – media llegando acercándose a roca buena.



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Sostenimientos a partir del índice Q Para la estimación de los sostenimientos a partir de Q, se definen los siguientes parámetros: A. Diámetro equivalente del túnel (De) Para relacionar el valor del índice Qa la estabilidad y requerimiento de sostenimiento de excavaciones subterráneas, Barton et al (1974) definió un parámetro adicional al que se denominó la Dimensión Equivalente “De” de la excavación. Esta dimensión se obtiene dividiendo el vano, diámetro o la altura de la pared de la excavación entre una cantidad llamada la Relación de Sostenimiento ESR. Entonces:

B. Relación de sostenimiento de excavación (ESR) La estación de chancado yace dentro de la categoría de excavaciones mineras permanentes (Tabla 1) y se le asigna una relación de sostenimiento de excavación ESR = 1.6. En consecuencia, para UNA ALTURA excavación de 15 m, la dimensión equivalente es: De = 15/1.6 = 9.4 La “De” es utilizada para definir una serie de categorías de sostenimiento mediante un gráfico publicado en texto original preparado por Barton et al (1974). Este gráfico ha sido actualizado por Grimstad y Barton (1993) para reflejar el uso progresivo del shotcrete reforzado con fibra de acero en el sostenimiento en el sostenimie17nto de excavaciones subterráneas



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ABACO PARA EL SOSTENIMIENTO EN Q DE BARTON DIMENSION EQUIVALENTE: 9.4 Q DE BARTON: 5.29449005

Clasificación Q CATEGORÍAS DE REFUERZO: 1) Sin sostenimiento. 2) Empernado puntual. 3) Empernado sistemático. 4) Empernado sistemático con 40-100 mm de shotcrete sin refuerzo. 5) Shotcrete reforzado empernado. con fibra, de 50-90 mm 6) Shotcrete reforzado empernado. y con fibra, de 90-120 mm 7) Shotcrete reforzado con fibra, de 120-150 mm, y empernado. 8) Shotcrete reforzado con fibras, >150 mm, con cerchas reforzadas de shotcrete y empernado. 9) Revestimiento de concreto moldeado.



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CALCULO DEL SMR PARA EL TALUD Si sobre el macizo se diseñará un talud con los siguientes factores de corrección, calcular el SMR:



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