CARACTERIZACION GEOMECANICA MACIZO ROCOSO CALIZAS SECTOR LAS CALIZAS-NOBSA
Por: NELSON SOTO CELY HAROLD IVAN URRUTIA BONILLA WILLIAM DAVID CHAPARO RIVERA
Presentado a: INGENIERO INGENI ERO GEOLOGO RAFAEL RAFAEL PEREZ Esp. GEOTECNIA VIAL
En la materia: MECANICA DE ROCAS
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA ESCUELA DE INGENIERIA GEOLOGICA SECCIONAL SOGAMOSO NOVIEMBRE 2012
RESUMEN Con el presente proyecto se pretende dar a conocer las carateristicas geomecanicas de la mina de caliza las caleras, del yacimiento que actualmente se encuentra en explotación, así como también resaltar los aspectos geológicos que intervienen en el proceso de formación rocoso de las calizas, y dar a conocer cuantitativamente su resistencia, la estratigrafía del terreno, y la geología entre otros.
INTRODUCCIÓN El siguiente estudio se realizo con el fin de mostrar los aspectos mas relevantes a la hora de evaluar y caracterizar un macizo rocoso, en este caso el ubicado en el municipio de Nobsa. La parte correspondiente a laboratorios, expone la descripción física y mecánica del macizo rocoso, siendo estos los principales alcances que se desean resaltar en cada uno de los
informes realizados
durante el semestre, mediante una metodología la cual propone visitas a campo con análisis in situ de la
TOMA DE DATOS EN CAMPO
3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Estudiar, analizar y describir los diferentes aspectos que se requieren a la hora de realizar la caracterización de
un macizo rocoso dando a conocer su comportamiento geomecanico mediante resultados obtenidos por medio de ensayos de laborato laboratorio rio y modelacion con software especializado.
4. FORMULACION DEL PROBLEMA
¿Cómo se realiza la caracterización geomecanica de un macizo rocoso(caliza)? •Cimentaciones de edificios. •Estabilidad de taludes. •Construcción de muros y anclajes. •Excavaciones a cielo abierto o superficiales. •Excavaciones subterráneas y tuneles
5. OBJETIVOS 5.1. OBJETIVO GENERAL Evaluar, caracterizar y clasificar el macizo rocoso mediante los diferentes parámetros mecánicos que presentan las “rocas calizas” localizadas en la vía Nobsa sector las Caleras, departamento de Boyacá, mediante ensayos de laboratorio. 5.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS 5.2.1. Describir las características generales del afloramiento. 5.2.2 Obtener parámetros de resistencia de las discontinuidades, matriz y macizo rocoso 5.2.3 Definir las características y propiedades a describir en campo para la caracterización del macizo rocoso. 5.2.4 Definir la caracterización global y clasificación geomecánicaa del macizo rocoso. geomecánic
6. LOCALIZACIÓN GEOGRAFICA NOBSA FORMACION TIBASOSA
Fuente: http/google.com /images/boyaca
6.1 LOCALIZACION LOCAL. En el municipio de Nobsa se localiza la industria pesada y mediana más importante del departamento de Boyacá. Su estructura territorial se conforma longitudinalmente a través de la cadena montañosa de alto relieve y parte del valle que conforma el Río Chicamocha y la prolongación de la carretera central del Norte en una dirección oriente a occidente. El area de estudio se encuentra enmarcada dentro de las coordenadas:
PASO1
Recopilación de la Información
Resultados de los laboratorios
Muestreo
Reconocimiento en campo Levantamiento geológico local
PASO 3
PASO2
Análisis de Laboratorio
Análisis de Laboratorio suelos y rocas
Caracterización del Macizo
Resistencia a la compresión Carga por punta Angulo de reposo Desgaste Otros
• •
Levantamiento de diaclasas Identificación de estructuras
ANALISIS DEL MACIZO
7.METODOLOGIA
8. CARACTERISTICAS DEL AREA DE ESTUDIO. Características deL deposito: Es
una serie netamente calcarea , compuesta por una alternancia de bancos de calizas , margas , arcillolitas calcáreas y areniscas. Los principales bancos son 9 con espesores de 5 y 29 mts. El banco mas importante es el B en cuanto a la industria cementera local. Por analisis petrografico la caliza de studio es biomicrita ya que esta compuesta en promedio por un 54% de calcita micro cristalina, un 43% de elementos aloquímicos (fragmentos de fósiles) y un 3% de material terrígeno.
VISTA FAMI VIST FAMILIA LIA DE DIACLASAS.
Municipio de nobsa
Fuente: Autores
Zona1
Zona2
Zona3
Zona4
Rumbo
S9W
S 25W
N 85 W
N9 W
Buzamiento
30 NW
15 NW
14 NE
15 NE
Espaciado: La distancia promedio entre
las discontinuidades es de 1 m Persistencia: En promedio de 1 a 3 Rugosidad: los planos de discontinuidad se presentan ligeramente rugosos. Relleno: calcita aunque otras diaclasas no presentaban relleno. Apertura: la apertura promedio variaba entre 1 y 3 cm.
10. COBERTURA Y USO DEL SUELO. El área correspondiente al estudio se presentan las siguientes coberturas: vegetal, conformada por bosques, arbustos, pastizales, cultivos y sus asociaciones. Cobertura degrada o erial conformada por tierras erosionadas, material rocoso en superficie, y explotaciones mineras; cobertura hídrica: quebradas, canales, humedales; y cobertura construida: conformada por organizaciones. En cuanto a los usos de la tierra se presentan: conservación, extracción de materiales para construcción, pastoreo, agricultura tradicional de sustancia a pequeña escala.
11. GEOLOGIA Regionalmente afloran rocas sedimentarias cuyas edades oscilan entre los periodos geológicos cretáceo, terciario y cuaternario. La región oriental del departamento de Boyacá se encuentra sobre el flanco oriental de la cordillera oriental. Geológicamente se presentan dos provincias tectónicas separadas por la falla de soapaga, la cual pasa con dirección NE-SW por el costado oeste del municipio de Sogamoso. La primera provincia se encuentra ubicada al occidente denominada “macizo de floresta” y
corresponde a una zona compleja levantada, la segunda ubicada al oriente, corresponde a la cobertura plegada, constituye el flanco
El área de estudio se encuentra en el límite occidental del flanco del chicamocha presenta una dirección NE-SW, NE-SW, controlando la orientación de las estructuras presentes. En esta zona la serie sedimentaria presenta varias deformaciones debido a la intensa actividad tectónica y a la baja dureza de las rocas, reflejadas en una serie de pliegues y fallas de carácter regional y local lo cual hace de esta zona un área de producción a canteras estable.
12. ESTRATIGRAFÍA Las rocas aflorantes en esta zona comprenden edades que abarcan desde el jurásico hasta el terciario y diversos tipos de depósitos cuaternarios. A continuación se describirán describirán las características más importantes de la formación Tibasosa Tibasosa que se encuentra en la zona de estudio.
12.1 FORMACIÓN TIBASOSA (Kit): En la zona estudiada la formación se divide claramente en tres miembros característicos. El inferior inferior,, predominante arenoso, presenta un conglomerado de base, seguido por intercalaciones de Limolitas moradas, azulosas y verdosas con areniscas friables de grano grueso, cuyos elementos son esencialmente de cuarzo, feldespato y fragmentos de rocas metamórficas y sedimentarias, en una secuencia muy característica. Las Limolitas verdosas marcan el paso de una serie de bancos de arenisca compacta, de color pardo claro de grano fino, que se torna calcárea y friable hacia la parte superior. superior. El miembro intermedio presenta una alteración de Limolitas verdosas con bancos de tres metros de caliza, en parte arenosa, con
COLOR
FRESCO
RESISTENCIA
ESTRUCTURA
Gris claro a gris
Alta
Bioturbación
POROSIDAD
REACCIÓN
VISIBLE
CON HCL
Baja
REACCIONA
medio
METEORIZADO :
Pardo amarillento
GRADO DE METEORIZACIÓN
Roca fresca
13. ENSAYOS DE LABORATORIO
13.1. Ensayo de prpiedades fisicas.
RESULTADOS OBTENIDOS W(%)= 0.329
S(%) = 38.99
n(%) = 2.15
e = 0,053
y(KN/m3) = 393.94
yd(KN/m3) = 392.19
Fuente: Autores y sat (KN/m3) = 395.488 Procedimiento ensayo de propiedades fisicas. Laboratorio de Suelos y Rocas UPTC Sogamoso 2012
13.2. Ensayo de Resistencia a la Compresión Simple o Till Test.
Fuente: Autores Procedimiento ensayo de Resistencia a la Compresión Simple Laboratorio de Suelos y Rocas UPTC Sogamoso 2012 201 2
RESISTENCIA (KN) EN FUNCION DE DE DESPLAZAMIENTO DESPLAZAMIENT O VERTICAL 120.00
100.00
80.00 ) N K ( A I C N E T S I S E R
Series1
60.00
Series2 Series3 40.00
20.00
0.00 0
20
40
60
80
100
120
DESPLAZMIENTO VERTICAL(0,01 mm)
140
160
180
13.2.1 Resultados Ensayo de Resistencia a la Compresión Simple
Fuente: Autores Resultados Ensayo de Resistencia a la Compresión Simple Laboratorio de Suelos y Rocas UPTC Sogamoso
15. CARACTERIZACION DEL MACIZO ROCOSO
La descripción y caracterización de macizos rocosos se llevó a cabo mediante la descripción general de las condiciones del banco de caliza, identificando y clasificando los materiales que componen al macizo. Para la descripción general del material que constituye el banco aflorante en el área de estudio, se tendrá en cuenta los resultados obtenidos en la etapa de reconocimiento en campo y los parámetros obtenidos en el levantamiento de diaclasas, los resultados obtenidos en los ensayos de laboratorio de suelos y rocas, y de esta manera clasificar
parámetros de clasificación clasificación resistencia de la matriz rocosa RQD separación entre diaclasas longitud de la discontinuidad abertura rugosidad relleno alteracion agua freatica direccion y buzamiento
valor puntaje 103 12 80 17 1 15 1a3 4 1a3 0 ligeramente rugosa 3 duro >5mm 2 moderadamente alterada 3 ligeramente húmedo 10 favorable -5 61 puntaje total clase II Buena calidad
CLASIFICACIÓN DE FAMILIAS POR MEDIO DEL SOFTWARE DIPS DIAGRAMA DE CONCENTRACION DE DISCONTINUIDADES
Diagrama de polos
Diagrama de orientación
CONCLUSIONES De acuerdo a los datos tomados en campo y mediante la utilización del software Dips se determinaron tres familias de discontinuidades en el macizo, las cuales se pueden observar en los diagramas de polos y frecuencias. El espaciado característico para la familia numero 1 son: muy junto (20 y 60 mm) y junto (60 a 200). El espaciado que predomina en la familia número 2 es moderadamente junto (MJ). Las rugosidades que predominan en el macizo son escalonada rugosa (EI) y escalonada lisa (EII). Las aberturas que predominan en la familia número 1 son: Abierta y Parcialmente abierta (P (PA). A). La abertura que predomina en la familia número 2 es: parcialmente abierta (PA). (PA). Según el índice de calidad de la roca RQD, las propiedades geo
ANALISIS DE RESULTADOS Se emplea como relleno para realizar obras ingenieriles geotécnicamente estables. Según los resultados obtenidos en laboratorio se obtuvo que la caliza es una roca de moderada resistencia. Por lo tanto que dicho material es apto para la fabricación del Clinker (materia prima del cemento) y es también como grava y arena (fragmentada) en la elaboración de concreto. La caliza también se puede utilizar como base y sub base granular que hacen parte de la estructura de un pavimento.
Diseñar un adecuado sistema de explotación. Llevar acabo un plan de manejo ambiental.
BIBLIOGRAFIA EVERT HOEK, Course notes, Rock Engineering. VALLEJO, Luís I, Ingeniería geológica. Propiedades Geofísicas de los Suelos, Joseph Bowles – McGraw – Hill Álvaro de la Cruz Correa Arroyabe, Arroyabe, Caracterización de rocas ensayos de laboratorio, Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ingeniería; Sociedad Colombiana de Geotecnia, Santa Fe de
