tipos de sostenimiento, y como se determina el sostenimiento a utilizarDescripción completa
MECANICA DE ROCASDescripción completa
Levantamiento Geotecnico de Los MacizosDescripción completa
Descripción: Es una monografia universitaria respecto a resistencia y deformación de macizos rocosos
Descripción: ses 6
Descripción: Manual de Campo Para La Descripcion y Caracterizacion de Macizos Rocosos
Analisis geomecánicos, para determinar sostenimientosDescripción completa
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MECMDescripción completa
Estudio de Caracterizacion Sicay
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Caracterización de macizos rocosos (64.08) Mecánica de Suelos FIUBA
Índice s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• • • •
Mecánica de rocas y mecánica del continuo Roca intacta y macizo rocoso Sistemas de clasificación de macizos rocosos Uso de sistemas de clasificación para obras de tunelería • Modelización de macizos rocosos • Otros aspectos de la caracterización de macizos rocosos
Índice s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• • • •
Mecánica de rocas y mecánica del continuo Roca intacta y macizo rocoso Sistemas de clasificación de macizos rocosos Uso de sistemas de clasificación para obras de tunelería • Modelización de macizos rocosos • Otros aspectos de la caracterización de macizos rocosos
Los macizos rocosos NO son medios continuos s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• Los métodos convencionales de la ingeniería aplican herramientas de la mecánica del continuo • Los macizos rocosos no son medios continuos
Los macizos rocosos NO son medios continuos s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• Los métodos convencionales de la ingeniería aplican herramientas de la mecánica del continuo • Los macizos rocosos no son medios continuos • La mecánica del continuo puede aplicarse cuando – La escala del problema es grande respecto a la distancia entre discontinuidades – El comportamiento del macizo es “elástico”
• Los métodos analíticos (y el MEF) deben ser siempre complementados con análisis de comportamiento de discontinuidades
Los macizos rocosos NO son medios continuos s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Falla de taludes típicas en rocas y medio continuo a. b. c. d.
Roca intacta Falla plana Falla en cuña Vuelco
Índice s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• • • •
Mecánica de rocas y mecánica del continuo Roca intacta y macizo rocoso Sistemas de clasificación de macizos rocosos Uso de sistemas de clasificación para obras de tunelería • Modelización de macizos rocosos • Otros aspectos de la caracterización de macizos rocosos
Macizo rocoso vs roca intacta s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• Las propiedades mecánicas del macizo rocoso están controladas por – Roca intacta: el agregado mineral sin discontinuidades – Discontinuidades
• La medición precisa de las propiedades de la roca intacta es infrecuente, porque – Hay mucho error experimental – La dispersión es muy alta – Las discontinuidades controlan el comportamiento del macizo
Curva de resistencia intrínseca de rocas intactas s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Arenisca
(Bienawski, 1972)
Curva de resistencia intrínseca de rocas intactas s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• La CRI de las rocas intactas (y de los macizos) tiene una fuerte curvatura
Curva de resistencia intrínseca de rocas intactas s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• La CRI de las rocas intactas (y de los macizos) tiene una fuerte curvatura • La selección de parámetros de Mohr-Coulomb depende del problema que se estudia
s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Resistencia macizo vs roca intacta
(Hoek 2004)
Estos índices caracterizan al macizo
s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Rigidez macizo vs roca intacta
Estos índices caracterizan al macizo
Índice s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• • • •
Mecánica de rocas y mecánica del continuo Roca intacta y macizo rocoso Sistemas de clasificación de macizos rocosos Uso de sistemas de clasificación para obras de tunelería • Modelización de macizos rocosos • Otros aspectos de la caracterización de macizos rocosos
Sistemas de clasificación de macizos rocosos s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• • • • • •
RQD – Rock Quality Designation (Deere) Q-System (Barton) RMR – Rock Mass Rating (Bienawski) GSI – Geological Strength Index (Hoek) RME – Rock Mass Excavability (Bienawski) … Designation: D 5878 – 00
Standard Guide for
Using Rock-Mass Classification Systems for Engineering Purposes1
Recuperación porcentual y RQD s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
R
=
∑ Li carrera
∑ RQD =
Li
L >10cm
carrera
100 cm
40 cm
< 10 cm
30 cm
< 10 cm
Recuperación porcentual y RQD - Ejercicio s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Índice de calidad Q (Barton) s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• Indice de calidad calculado a partir de: – RQD – J n (numero de sets de discontinuidades) – J r (rugosidad de las discontinuidades) – J a (alteración de las discontinuidades) – J w (factor que tiene en cuenta la presencia de agua) – SRF (Stress Reduction Factor)
Q
=
RQD J r J w J n
J a SRF
Índice de calidad Q (Barton) Q s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
=
RQD J r J n
×
J a
×
J w SRF
Índice de calidad Q: RQD s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Q
=
RQD J r J w J n J a SRF
100 cm
40 cm
< 10 cm
30 cm
< 10 cm
Índice de calidad Q: RQD s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Q
=
RQD J r J w J n J a SRF
Estimemos Q: RQD s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Índice de calidad Q: RQD s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Q
=
RQD J r J w J n J a SRF
Índice de calidad Q: J n s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Q
=
RQD J r J w J n J a SRF
Índice de calidad Q: J n s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Q
=
RQD RQD J r J w J n J a SRF SRF
Índice de calidad Q: J r s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Q
=
RQD RQD J r J w J n J a SRF SRF
Índice de calidad Q: J r s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Q
=
RQD RQD J r J w J n J a SRF SRF
Índice de calidad Q: J a s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Q
=
RQD J r J w J n J a SRF
Índice de calidad Q: J a s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Q
=
RQD J r J w J n J a SRF
Índice de calidad Q: J w s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Q
=
RQD J r J w J n J a SRF
Índice de calidad Q: J w s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Q
=
RQD J r J w J n J a SRF
Índice de calidad Q: SRF s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Q
=
RQD J r J w J n J a SRF
Índice de calidad Q: SRF s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Q
=
RQD J r J w J n J a SRF
Índice de calidad Q: rango s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Q
=
RQD J r J w J n
J a SRF
Índice de calidad Q: rango s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Q
=
RQD J r J w J n
J a SRF
RMR (Bienawski) s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• Indice de calidad calculado como suma del efecto de: – – – – –
Resistencia a la compresión simple (0 a 15) RQD (3 a 20) Espaciamiento de las estructuras (5 a 20) Condición de las estructuras (0 a 30) Presencia de agua (0 a 15)
• RMR (10 a 100) • Se corrige por orientación de las discontinuidades
Geological Strength Index (Hoek) s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• Muy similar a RMR • Existe un código (RocLab) que simplifica (demasiado) su aplicación
Geological Strength Index s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Rock Mass Excavability UCS OF INTACT ROCK (0–25 points) σc
s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
(MPa)....................
Average rating ..........
<5
5–30
30–90
90–180
>180
4
14
25
14
0
DRILLABILITY (0–15 points) Drilling Rate Index ....
>80
80–65
65–50
50–40
<40
Average rating ..........
15
10
7
3
0
DISCONTINUITIES AT TUNNEL FACE (0–30 points) Homogeneity
Avg. rating
Number of joints per meter
Orientation with respect to tunnel axis
Homogeneous
Mixed
0–4
4–8
8–15
15–30
>30
Perpendicular
Oblique
Parallel
10
0
2
7
15
10
0
5
3
0
STANDUP TIME (0–25 points) Hours ........................
Rock Mass Excavability s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Para calcular DRI se requiere • Fragilidad: mide tenacidad (resistencia a astillamiento) • Perforabilidad: mide dureza superficial (abrasión)
Rock Mass Excavability s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• El criterio RME correlaciona bastante bien con la velocidad de avance media de túneles TBM de escudo simple y doble (no para cuerpo abierto)
s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
(AFTES 2003)
Índice s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• • • •
Mecánica de rocas y mecánica del continuo Roca intacta y macizo rocoso Sistemas de clasificación de macizos rocosos Uso de sistemas de clasificación para obras de tunelería • Modelización de macizos rocosos • Otros aspectos de la caracterización de macizos rocosos
Índice Q: Aplicación a tunelería s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• Es imposible predecir las condiciones geotécnicas a lo largo del trazado de un túnel • Se determinan diferentes sistemas de soporte en función de un índice de calidad del macizo • Se elige el sistema de sostenimiento de acuerdo al material encontrado
Índice Q: Aplicación a tunelería s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Sostenimiento en función de Q s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
El túnel del ejercicio s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Índice s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• • • •
Mecánica de rocas y mecánica del continuo Roca intacta y macizo rocoso Sistemas de clasificación de macizos rocosos Uso de sistemas de clasificación para obras de tunelería • Modelización de macizos rocosos • Otros aspectos de la caracterización de macizos rocosos
Modelización de macizos rocosos s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• Modeloteca mínima – – – – –
Elasticidad anisotrópica Mohr-Coulomb Modelo de juntas difusas Hoek y Brown Elementos para discontinuidades
• La información disponible usalmente permite únicamente la calibración de – Elasticidad lineal: – Mohr – Coulomb:
E ν ,
c,
φ
Elasticidad anisotrópica s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
E n , E s , ν ss , ν ns , Gns E E s ≤ 1 n
Gss
=
E s
2 (1 + ν ss )
−1 ≤ ν ss ≤ 1
E n E s
2
(1 − ν ) − 2ν ss
2
ns
≥
0 n
El criterio de Hoek-Brown Hoek (1968) s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
σ 1
≥ −3σ 3 →
(σ 1 − σ 3 )
2
σ 1 + σ 3
σ 1 ≤ −3σ 3 → σ 3
=
−
1
8 Hoek-Brown (1980)
= σ c
σ c
0.5
⎛ σ 3 ⎞ σ 1 = σ 3 + σ ⎜⎝ ⋅ σ + ⎟ ⎠ c
m
s
c
Hoek-Brown (2002)
⎛ σ 3 ⎞ = + σ 1 σ 3 σ ⎜⎝ ⋅ σ + ⎟ ⎠
a
c
m
s
c
Modelización de macizos rocosos s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
•
E ν c ,
,
,
φ dependen
de la escala del problema • Los modelos 2D pueden no ser paralelos a las discontinuidades • Puede ser necesario cambiar los parámetros durante el análisis
GSI~70: c = 6.9 MPa; ø = 44.3°
GSI~40: c = 4.5 MPa; ø = 35.4°
Los parámetros deben escalarse para el tamaño del problema PROPS
s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
γ
A T C E A ν T N I c A C φ O R σc
σt
KN/m
3
GPa
ANDESITA
ANDESITA
DACITA
DACITA
DIORITA
DIORITA
PRIMARIA
SECUND.
PRIMARIA
SECUND.
PRIMARIA
SECUND.
min
min
min
min
min
min
27
27
27
26.2
max 26.2
26.2
max 26.2
27
max 27.5
27
max 27.5
55
60
45
55
32
35
27
30
45
60
37
50
0.22
0.15
0.14
0.16
0.18
0.18
0.2
0.15
0.25
0.2
0.3
MPa
22
28
15
25
18
20
14
16
23
30
15
20
°
38
42
38
42
47
48
41
44
34
38
33
36
MPa
104
132
80
110
105
112
90
100
125
148
95
107
MPa
11
13
7
10
5
7
5
6
10
21
4
6
55
70
45
55
60
70
45
50
65
70
50
60
min
σt
27
max
0.13
-
GSI
O γ S O E C O ν R O c Z I φ C A ψ M
max
KN/m GPa
3
27.0
max 27.0
13.60 36.33
min 27.0
max 27.0
min 26.2
max 26.2
min 26.2
max 26.2
min 27.0
max 27.5
min 27.0
max 27.5
6.71 13.99 18.22 33.47
7.11 10.00 26.51 38.47
9.75 18.39
-
0.22
0.28
0.26
0.23
0.24
0.24
0.29
0.30
0.22
0.31
0.30
0.38
MPa
2.00
2.50
0.45
0.60
1.40
1.70
0.40
0.60
1.70
2.00
0.50
0.70
°
43.0
47.0
40.0
45.0
46.0
49.0
43.0
46.0
50.0
52.0
44.0
46.0
°
6.4
9.6
4.0
8.0
8.8
11.2
6.4
8.8
12.0
13.6
7.2
8.8
1.10
1.30
0.70
1.00
0.50
0.70
0.50
0.60
1.00
2.10
0.40
0.60
MPa
s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Modelos de juntas: caracterización de discontinuidades s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
(Hoek 2006)
Los parámetros deben escalarse para el tamaño del problema s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
(Alejano 2005)
Modelo de Barton-Bandis s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Advertencia: Los macizos rocosos NO son medios continuos s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Advertencia: Los macizos rocosos NO son medios continuos s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Índice s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• • • •
Mecánica de rocas y mecánica del continuo Roca intacta y macizo rocoso Sistemas de clasificación de macizos rocosos Uso de sistemas de clasificación para obras de tunelería • Modelización de macizos rocosos • Otros aspectos de la caracterización de macizos rocosos
El túnel Río Blanco s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
• • • •
Túnel acueducto Teniente Dia: 4.65 m Long: 11 km Tunelera cuerpo abierto Perno y mallas
Construcción • 285 metros/mes promedio • Largos tramos sin sostenimiento
El túnel Río Blanco s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Construcción • 285 metros/mes promedio • Largos tramos sin sostenimiento
Luego de construcción • Minerales arcillosos tomaron agua • Colapso de paredes y techo
Ejemplo de estudio forénsico s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Ejemplo de estudio forénsico s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C
Ejemplo de estudio forénsico s o s o c o r s o z i c a m e d n ó i c a z i r e t c a r a C