Escuela Profesional de Ingeniería Geológica CARACTERIZACION GEOMECANICA DEL MACIZO ROCOSO DE CHOCCO
PRESENTACIÓN En esta oportunidad tenemos el agrado de dirigirnos a usted Ing. PIZARRO NINA PEDRO de la Escuela Profesional de Ingeniería Geológica. Para presentarle un informe de lo avanzado en la salida de campo N°02 en la comunidad de chocco, distrito de Santiago, el Domingo 8 de enero de 2017. En conformidad con el contenido de este trabajo del curso de “ GEOMECANICA DE ROCAS -PRACTICAS ” Desde nuestra condición como alumnos, debo decir que no se escatimaron esfuerzos para elaborar este informe. Se puso en práctica todos los conocimientos adquiridos en dicha salida. Esperando que sea de su completo agrado.
1 CAPITULO I 1.1. UBICACIÓN 1.1.1 UBICACION POLITICA DISTRITO
: SANTIAGO
PROVINCIA
: CUSCO
REGION
: CUSCO
ASPECTOS GENERALES
1.1.2 UBICACIÓN GEOGRAFICA LATITUD SUR
:
13° 33' 17.3" S
LONGITUD OESTE
:
71° 58' 44.1" W
ALTUTUD
:
3452 m.s.n.m.
1.1.3 EXTENCION DEL TRABAJO
1.2. ACCECIBILIDAD La zona de estudio se encuentra en la dirección SW de la ciudad del cusco, como vía de acceso tiene la carretera hacia Paruro, aproximadamente a unos 40 minutos, tomando como punto de partida, la plaza de armas de la ciudad del cusco, o también se pueden tomar las líneas de servicio urbano, Columbia, San Jeronimo, Expreso Inca. 1.3. OBJETIVOS 1.1.1 OBJETIVO GENERAL Caracterizar y calificar los afloramientos rocosos existentes de la zona de estudio, mediante los métodos de BARTON y BIENAWSKI. Hallar también la calidad de la roca mediante el RQD.
1.1.2 OBJETIVO ESPECIFICO Determinar el tipo de rocas Determinar las estructuras geológicas que se puedan encontrar Caracteriza r al macizo mediante ventanas estructurales
1.4. HIPOTESIS Se supone que la calidad de la roca esta siento influenciada por la Falla Chocco, lo que suponemos que hace que nuestro afloramiento rocoso sea de mala calidad. De acuerdo a estudios previos realizados y revisados en pre campo se asume que las formaciones presentes son las areniscas intercaladas de la formación K´ayra y la formación Soncco.
1.5. JUSTIFICACION El presente trabajo se realizó con el propósito de ampliar nuestros conocimientos de forma continua y veraz en el campo, Para caracterizar los macizos rocosos y facilitar en forma significativa el pronóstico sobre el comportamiento de dicho macizo lo que disminuirá la probabilidad de que se produzca daños que puedan afectar.
2 CAPITULO I MARCO TEORICO-MARCO CONCEPTUAL FUERZA Y ESFUERZO La fuerza es lo que tiende a poner en movimiento los objetos estacionarios o a modificar los movimientos de los cuerpos que se mueven. De la experiencia cotidiana sabemos que si una puerta está atascada (estacionaria), (estacionaria), aplicamos fuerza para abrirla (ponerla en movimiento). Para describir las fuerzas que deforman las rocas, los geólogos estructurales utilizan el término esfuerzo, que es la cantidad de fuerza aplicada sobre un área determinada. La magnitud del esfuerzo no es simplemente una función de la cantidad de fuerza aplicada, sino que también está relacionada con el área sobre la que la fuerza actúa. Por ejemplo, si una persona anda descalza sobre una superficie dura, la fuerza (peso) de su cuerpo se distribuye por todo el pie, de modo que el esfuerzo que actúa en cualquier punto de su pie es pequeño. Sin embargo, si esa persona pisa una pequeña roca puntiaguda, la concentración de esfuerzos en un punto de su pie será elevada. Por tanto, puede pensarse en el esfuerzo como una medida de cuán concentrada está la fuerza. Como vimos en el Capítulo 8, el esfuerzo puede aplicarse de manera uniforme en todas las direcciones (presión de confinamiento) o de manera no uniforme (esfuerzo diferencial). (1) ( 1)
Tipos de esfuerzo Cuando se aplica un esfuerzo en direcciones diferentes, se denomina esfuerzo diferencial. El esfuerzo diferencial que acorta un cuerpo rocoso se conoce como esfuerzo compresivo (con _ junto; primero _ presionar). Los esfuerzos compresivos asociados con las colisiones de las placas tienden a acortar y engrosar la corteza terrestre plegándose, fluyendo o fracturándose (1)
. (Figura 01) A. Estratos no deformados (cuerpo rocoso).
((Figura 02) B. El esfuerzo conpresional horizontal hace que las rocas se acorten horizontalmente y se engrosen verticalmente.
(Figura 03)
C. El esfuerzo tensional horizontal hace que las rocas se alarguen horizontalmente y se adelgacen verticalmente.
(Figura 04) D. D. El esfuerzo de cizalla provoca desplazamientos a lo largo de las zonas de falla o por el flujo dúctil DIRECCION Y BUZAMIENTO Los geólogos utilizan dos medidas denominadas dirección (rumbo) y buzamiento (inclinación) para ayudar a determinar la orientación de un estrato rocoso o de una superficie de falla. Conociendo la dirección y el buzamiento de las rocas en la superficie, los geólogos pueden predecir la naturaleza y la estructura de las unidades rocosas y las fallas que están ocultas debajo de la superficie fuera del alcance de nuestra vista.
La dirección es el ángulo entre el norte magnético y una línea obtenida mediante la intersección de un estrato inclinado, o falla, con un plano horizontal. La dirección, o rumbo, se suele expresar como el valor de un ángulo en relación con el norte. Por ejemplo, (N 10° E) significa que la línea de dirección se dirige 10° al este desde el norte. La dirección del estrato ilustrado en la Figura 2 es de aproximadamente norte 75° este (N 75° E).
El buzamiento es el ángulo de inclinación de un plano geológico, como por ejemplo una falla, medido desde un plano horizontal. El buzamiento incluye tanto el valor del ángulo de inclinación como la dirección hacia la cual la roca está inclinada. En la Figura 10.5, el ángulo de buzamiento del estrato rocoso es de 30°. Una buena manera de visualizar el buzamiento es imaginar que el agua descenderá siempre por la superficie rocosa según una línea paralela al buzamiento. La dirección de caída formará siempre un ángulo de 90° con la dirección.
En el campo, los geólogos miden la dirección (rumbo) y el buzamiento (inclinación) de las rocas sedimentarias en tantos afloramientos como sea conveniente. Esos Datos se representan luego en un mapa topográfico o en una fotografía aérea junto con una descripción codificada por colores de la roca. A partir de la orientación de los estratos, puede establecerse la orientación y la forma supuestas de la estructura, Utilizando esta información, el geólogo puede reconstruir las estructuras previas a la erosión y empezar a interpretar la historia geológica de la región. (2)
(Figura 05) Dirección y buzamiento de un estrato rocoso.
FALLAS
Las fallas son fracturas en la corteza a lo largo de las cuales ha tenido lugar un desplazamiento apreciable. A veces, pueden reconocerse pequeñas fallas en los taludes de las carreteras, observándose estratos sedimentarios desplazados unos pocos metros. Las fallas de esta escala normalmente aparecen como pequeñas rupturas aisladas. Por el contrario, las grandes fallas, como la de San Andrés en California, tienen
desplazamientos de centenares de kilómetros y consisten en muchas superficies falladas interconectadas. Estas zonas de falla pueden tener una anchura de varios kilómetros y a menudo son más fáciles de identificar a partir de fotografías aéreas que a nivel del suelo. Los movimientos súbitos a lo largo de las fallas son la causa de la mayoría de los terremotos. Sin embargo, la gran mayoría de las fallas son inactivas y, por tanto, restos de una deformación antigua. A lo largo de las fallas, las rocas suelen romperse y pulverizarse conforme los bloques de corteza situados en los lados opuestos de una falla se rozan unos con otros. El material arcilloso débilmente coherente que resulta de esta actividad se denomina salbanda de falla. En algunas superficies de falla, las rocas acaban muy pulidas y estriadas, o con surcos, a medida que los bloques de corteza se deslizan unos con respecto a otros. Estas superficies pulidas y estriadas, denominadas espejos de falla, proporcionan a los geólogos pruebas de la dirección del desplazamiento más reciente a lo largo de la falla. Los geólogos clasifican las fallas por sus movimientos relativos, que pueden ser predominantemente horizontales, verticales u oblicuos. (2)
(Figura 06) Fallas normales
Las fallas normales se producen en áreas donde las rocas se están separando (fuerza tractiva), de manera que la corteza rocosa de un área específica es capaz de ocupar más espacio. Las rocas de un lado de la falla normal se hunden con respecto a las rocas del otro lado de la falla. Las fallas normales no crean salientes rocosos. En una falla normal es posible que se pueda caminar sobre un área expuesta de la falla. (Figura 07)
Fallas inversas Las fallas inversas ocurren en áreas donde las rocas se comprimen unas contra otras (fuerzas de compresión), de manera que la corteza rocosa de un área ocupe menos espacio. La roca de un lado de la falla asciende con respecto a la roca del otro lado. En una falla inversa, el área expuesta de la falla es frecuentemente un saliente. De manera que no se puede caminar sobre ella. Fallas de empuje son un tipo especial de falla inversa. Ocurren cuando el ángulo de la falla es muy pequeño. (Figura 08)
Falla de transformación (de desgarre) (Figura 09) El movimiento a lo largo de la grieta de la falla es horizontal, el bloque de roca a un lado de la falla se mueve en una dirección mientras que el bloque de roca del lado opuesto de la falla se mueve en dirección opuesta.
Las fallas de desgarre no dan origen a precipicios o fallas escarpadas porque los bloques de roca no se mueven hacia arriba o abajo en relación al otro. (3)
Una falla geológica es una discontinuidad de la corteza terrestre que ocurre de formar natural por la propagación de una fractura en una estructura de roca de la corteza terrestre por la aplicación de una energía cinética en dicho cuerpo, generalmente proveniente del calor generado en el núcleo de la tierra o por el enfriamiento y calentamiento de la litosfera por su interacción con la energía proveniente del sol. En términos generales, a mayor calor el comportamiento de la litosfera será plástica, mientras que a mayor enfriamiento se favorece la formación de fracturas. (3)
DIACLASA Es una fractura en las rocas que no va acompañada de deslizamiento de los bloques que determina, no siendo el desplazamiento más que una mínima separación transversal. Se distinguen así de las fallas, fracturas en las que sí hay deslizamiento de los bloques. Son estructuras muy abundantes. Son deformaciones frágiles de las rocas. (2)
Entre las estructuras más comunes se cuentan diaclasas. A diferencia de las fallas, las diaclasas son fracturas a lo largo de las cuales no se ha producido desplazamiento apreciable. Aunque algunas diaclasas tienen una orientación aleatoria, la mayoría se produce en grupos aproximadamente paralelos. Ya hemos considerado dos tipos de diaclasas. Antes vimos que las diaclasas columnares se forman cuando las rocas ígneas se enfrían y se desarrollan fracturas de retracción que producen columnas alargadas en forma de pilares. También recordemos que el alejamiento produce un modelo de diaclasas suavemente curvadas que se desarrollan más o menos en paralelo a la superficie de los grandes cuerpos ígneos, como los batolitos. En estos casos, la formación de diaclasas es consecuencia de la expansión gradual que se produce cuando la erosión elimina la carga suprayacente. En contraste con las situaciones que acabamos de describir, la mayoría de las diaclasas se produce cuando se deforman las rocas de la corteza más externa. En estas zonas, los esfuerzos tensionales y de cizalla asociados con los movimientos de la corteza hacen que las rocas se rompan frágilmente. Por ejemplo, cuando se produce plegamiento, las rocas situadas
en los ejes de los pliegues se estiran y se separan creándose diaclasas tensionales. También pueden desarrollarse gran cantidad de diaclasas en respuesta a levantamientos y hundimientos regionales de la corteza relativamente sutiles y, a menudo, apenas perceptibles. En muchos casos, la causa de formación de diaclasas en una zona particular no es fácil de apreciar. Muchas rocas están rotas por dos o incluso tres tipos de diaclasas que se intersectan, lo que fragmenta las rocas en numerosos bloques de formas regulares. Estos conjuntos de diaclasas ejercen a menudo una fuerte influencia sobre otros procesos geológicos. Por ejemplo, la meteorización química tiende a concentrarse a lo largo de diaclasas y, en muchas áreas, el movimiento del agua subterránea y, por tanto, la disolución de las rocas solubles están controlados por el modelo de las diaclasas (Figura GEOEST-23). Además, un sistema de diaclasas puede influir en la dirección que siguen los cursos de las corrientes de agua. (4) A diferencia de las fallas, las diaclasas no muestran a ojo desnudo desplazamientos paralelos al plano de fractura. • Por ello, son fracturas sin estrías. • Pueden presentar, a ojo desnudo, evidencias de desplazamie ntos de apertura. • Son denominadas joint (unen partes de una masa rocosa). Se han traducido como
juntas. • Se incluyen en Geología Estructural si bien no todas son de origen tectónico, ni
estructuras secundarias. Y no sistemáticas. Las diaclasas (joint) pueden estar cerradas o abiertas. • Las diaclasas abiertas, en cuyo caso se denominan grietas o fisuras (cracks, fissures).
Éstas pueden ser vacías o rellenas. (Figura 10) • Las fisuras abiertas pueden almacenar agua y ser un factor de control en la circula ción
Subterránea de ese fluido.
• Las aguas circulantes pueden estar enriquecidas con minerales disueltosy ser
químicamente activas.(3)
HORST Un bloque elevado limitado por dos fallas normales de buzamiento contrario es un horst o meseta tectónica. (0)
GRABEN Un bloque hundido limitado por dos fallas normales buzando la una hacia la otra es un graben. (0)
ORIENTACIÓN La orientación espacial de una discontinuidad se describe por el rumbo y el buzamiento de la misma. Por lo general los macizos rocosos presentan familias de discontinuidad o sistemas de discontinuidad. El primer término se refiere a un conjunto de diaclasas paralelas, el segundo tiene que ver con agrupaciones típicas de diaclasas cada una de las cuales por lo general presenta la misma historia de esfuerzos. Esta característica controla la posibilidad de que se presente condiciones favorables o desfavorables de estabilidad, según la manera como influya la redistribución de esfuerzos en los planos de discontinuidad. (0)
ESPACIAMIENTO Este término se refiere a la separación media entre discontinuidades adyacentes y controla el tamaño de bloques individuales de material rocoso. Cuando el espaciamiento es muy denso tiende a presentarse condiciones de baja cohesión de masa, mientras que si es amplio la condición de entrabamiento de bloques es por lo general favorable. (0) Figura se ilustran 3 juegos de diaclasas y el espaciamiento, sobre la forma, tamaño y posición espacial de las discontinuidades
Persistencia Este factor de muy difícil medición, está relacionado con el grado de continuidad de las diaclasas; en promedio determina la extensión para la cual el material rocoso y la diaclasa afectan separadamente las propiedades mecánicas de la masa. La resistencia al corte en este caso depende de la combinación de la resistencia inherente al corte de los puentes de roca intacta y aquella que se pueda desplazar a lo largo de la discontinuidad. Para la medida de continuidad se recomienda medir la longitud de la discontinuidad, hasta su interrupción en el caso que sea visible, tanto a lo largo del buzamiento como a lo largo de la dirección de capa (0) Figura Esquemas y bloques que permiten visualizar la persistencia relativa de varias familias de diaclasas
Aberturas, Rellenos Las diaclasas pueden estar completamente cerradas o presentar diferentes grados de abertura y en los espacios abiertos generalmente se aloja material extraño que afecta de manera variable la resistencia al corte a lo largo de una discontinuidad. (0) Figura Ilustración de diaclasas cerradas o abiertas, con o sin relleno Roca Agregado natural de partículas de uno o más minerales, con fuerte unión cohesiva permanente, que constituyen masas geológicamente independientes y cartografiables. (5)
Suelo Agregado natural de partículas minerales granulares y cohesivas, separables por medios mecánicos de baja energía o por agitación en agua. (5) Macizo rocoso Conjunto de matriz rocosa y discontinuidades. Presenta carácter heterogéneo, comportamiento discontinuo y normalmente anisótropo, consecuencia de la naturaleza, frecuencia y orientación de los planos de discontinuidad, que condicionan su comportamiento geomecánico e hidráulico. (5) Matriz rocosa = Roca matriz = Roca intacta Material rocoso sin discontinuidades, o bloques de roca entre discontinuidades. (Se caracteriza por su densidad, deformabilidad y resistencia; por su localización geográfica; y por su litología, ya sea ésta única o variada). (5) Discontinuidad Cualquier plano de origen mecánico o sedimentario en un macizo rocoso, con una resistencia a la tracción nula o muy baja. (Genera comportamiento no continuo de la matriz rocosa, y normalmente anisótropo) (5)
CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA RMR Desarrollado por Bieniawski, (1989) constituye un sistema de clasificación de macizos rocosos que permite a su vez relacionar índices de calidad con parámetros de diseño y de sostenimiento de túneles. El parámetro que define la clasificación es el denominado índice RMR ( ROCK MASS RATING ), que indica la calidad del macizo rocoso en cada dominio estructural a partir de los siguientes parámetros:
1.-Resistencia a la compresión simple de la matriz rocosa. 2.-R.Q.D. Grado de fracturación del macizo rocoso. 3.-Espaciado de las discontinuidades. 4.-Condiciones de las discontinuidades, el cual consiste en considerar los siguientes parámetros: - Abertura de las caras de la discontinuidad. - Continuidad o persistencia de la discontinuidad. - Rugosidad. - Alteración de la discontinuidad.
- Relleno de las discontinuidades. 5.-Presencia del Agua, en un macizo rocoso, el agua tiene gran influencia sobre su comportamiento, la descripción utilizada para este criterio son: completamente seco, húmedo, agua a presión moderada y agua a presión fuerte. 6.-Orientación de las discontinuidades. Para obtener el Índice RMR de Bieniawski se realiza lo siguiente: 1. Se suma los 5 variables o parámetros calculados, eso da como resultado un valor índice (RMR básico). 2.-El parámetro 6 que se refiere a la orientación de las discontinuidades respecto a la excavación. El valor del RMR varía entre 0 a 100
1ER PARÁMETRO: RESISTENCIA DE LA ROCA SANA ENSAYO DE
RESISTENCIA A CARGA DESCRIPCIÓN
VALORACIÓN
COMPRESIÓN PUNTUAL SIMPLE ( Mpa) (MPa)
Extremadam
>250
> 10
15
Muy dura
100 – 250
4 – 10
12
Dura
50 – 100
2 – 4
7
Moderadame
25 – 50
1 – 2
4
ente dura
nte dura Blanda
5 -25
Muy blanda
1 – 5 <1
Resistencia de algunas rocas sanas en (MPa)
2
<1
1 0
Tipo de roca
Resistencia a la compresión simple (MPa) Mínimo
Máximo
Medio
Creta
1
2
1.5
Sal
15
29
22
Carbón
13
41
31
Limonita
25
38
32
Esquisto
31
70
43
Pizarra
33
150
70
Arcillita
36
172
95
Arenisca
40
179
95
Marga
52
152
99
Mármol
60
140
112
Caliza
69
180
121
Dolomía
83
165
127
Andesita
127
138
128
Granito
153
233
188
Gneis
159
256
195
Basalto
168
359
252
Cuarcita
200
304
252
Dolerita
227
319
280
Gabro
290
326
298
Taconita
425
475
450
Sílice
587
683
635
2DO PARÁMETRO: CÁLCULO DEL R.Q.D La calidad de roca R.Q.D se puede determinar:
- Trozos de rocas testigos mayores de 10cm recuperados en sondeos. - Número total de discontinuidades que interceptan una unidad de volumen (1m3) del macizo rocoso, definido mediante el parámetro
Jv.
- Teóricamente a partir de la densidad de las discontinuidades o frecuencia de las discontinuidades ( ) por Hudson, 1989. El valor obtenido en las formulas A, B o C son comparados con la siguiente tabla: Índice de Calidad Calidad
Valoración
0 -25
Muy mala
3
25 – 50
Mala
8
50 – 75
Regular
13
75 – 90
Buena
17
90 - 100
Excelente
20
R.Q.D. (%)
3er PARÁMETRO: SEPARACIÓN DE LAS DISCONTINUIDADES. La separación o el espaciamiento de las discontinuidades esta clasificada según la tabla que a continuación se observa: Tipo de Espaciado de Descripción
macizo
Valoración
las Juntas rocoso.
Muy separadas
>2m
Sólido
20
Separadas
0,6 – 2 m.
Masivo
15
Moderadamente 200 – 600 mm.
En bloques
10
Juntas
60 – 200 mm.
Fracturado
8
Muy juntas
< 60 mm.
Machacado
5
juntas
4to PARÁMETRO: CONDICIONES DE LAS DISCONTINUIDADES.
Aberturas de las discontinuidades.
Separación Grado
1
Descripción
Abierta
de las caras
Valoración
> 5mm
0
1 – 5 mm
1
Moderadamente 2
abierta 3
Cerrada
0,1 – 1 mm
4
4
Muy cerrada
< 0,1 mm
5
5
Ninguna
0
6
Continuidad o persistencia de las discontinuidades. Grado
Descripción
Continuidad
Valoración
1
Muy baja
<1m
6
2
baja
1 – 3 m
4
3
Media
3 – 10 m
2
4
Alta
10 – 20 m
1
5
Muy alta
> 20 m
0
Rugosidad de las discontinuidades. Grado
Descripción
Valoración
1
Muy rugosa
6
2
Rugosa
5
3
Ligeramente rugosa
3
4
Lisa
1
5
Plana (espejo de falla)
0
Relleno de las discontinuidades.
Grado
Descripción
Valoración
1
Blando > 5 mm
0
2
Blando < 5mm
2
3
Duro > 5mm.
2
4
Duro < 5 mm
4
5
Ninguno
6
Alteración
De las discontinuidades.
Grado
Descripción
Valoración
1
Descompuesta
0
2
Muy alterada
1
3
Moderadamente alterada
3
4
Ligeramente alterada
5
5
No alterada
6
5to PARÁMETRO: LA PRESENCIA DEL AGUA. Para calcular la valoración según la presencia del agua se toma como referencia la tabla que a continuación se especifica.
6to PARÁMETRO: ORIENTACIÓN DE LAS DISCONTINUIDADES. Para la valoración de este parámetro se debe clasificar la roca de acuerdo al rumbo y buzamiento con respecto a la obra civil que se va a ejecutar, esta clasificación se especifica a continuación: Dirección Perpendicular al Eje de la obra
Dirección Paralelo
Excav. Con
buzamiento.
al
Buzamiento
Eje de la obra.
0 -20°
Excav. Contra
buzamiento Cualquier dirección.
Buz Buz
Buz
Buz
Buz
Buz
20° - 45°
45° - 90°
20° – 45°
45° - 90° 20° - 45° 45° - 90°
Muy
Muy
favorable Favorable Medio Desfavorable desfavorable Medio
Desfavorable
CLASIFICACION MEDIANTE BARTON Barton (1974) En esta clasificación se catalogan los macizos rocosos según el denominado índice de calidad Q, basado en los seis parámetros siguientes:
R.Q.D. Rock Quality Designation (RQD)
Número de familias de juntas (Jn)
Rugosidad de las juntas (Jr)
Meteorización de las juntas (Ja)
Presencia de agua (Jw)
S.R.F. Stress Reduction Factor (SRF)
Mediante los 6 parámetros indicados, se define la calidad del macizo rocoso mediante la formula
2do Parámetro: (Índice de diaclasado Jn) y (Jr Índice de rugosidad
3ro Parámetro: Índice de alteración de las discontinuidades Ja y Coeficiente reductor por la presencia de agua Jw.
4 to Parámetro: Condiciones tensionales S.R.F
3 CAPITULO III
MATERIALES
3.1.1) MATERIALES DE GABINETE
Información bibliográfica
Planos
Hojas
Cuaderno de campo
Lápiz
Plumones
Colores
Escalimetro
Protactor
3.1.2) MATERIALES DE CAMPO
Mapas topográficas
Imagen satelital
Mapa geológico
Protactor
Colores
Tablero
Escalimetro
Tiza de colores
Papel milimetrado A-1
Flechas de 1cm x 2cm
Tabla de descripción de abertura
Tabla de rugosidad
Tabla tipos de relleno
Tabla equivalencia de persistencia
Tabla de espaciamiento
3.1.3) EQUIPOS DE GABINETE
Computadora
Impresora
Ploter
laptop
3.1.4) EQUIPOS DE CAMPO
GPS
Brújula
Wincha
Flexometro
Picota
Escalimetro
Poncho de agua
Casco
Chaleco
Libreta de campo
Cámara
CAPITULO IV: DESARROLLO GEOMORFOLOGIA REGIONAL. Cordillera Oriental: La Cordillera Oriental ocupa la parte noreste del cuadrángulo de Cusco y principalmente el cuadrante I. Presenta relieves relativamente ondulados con alturas que varían entre 4000 y 4500 msnm, donde las laderas que forman el flanco norte del río Vilcanota son accidentadas ya que esta última se halla entre 3300 y 3150 m de altitud. En esta ladera destaca la presencia de quebradas transversales de dirección NE-SO con relieves igualmente accidentados. Las alturas de los relieves son muy variables, así, en el límite con el Altiplano son relativamente bajas y pueden alcanzar en promedio 3200 msnm, en cambio cuando limita con la zona intermedia Altiplano-Cordillera Oriental, el relieve es muy empinado. Las partes más elevadas alcanzan 4500 msnm, destacando los cerros de Quimsa Cruz (4238 msnm) al norte y de Acopia Grande (4491 msnm) al sur. Sin embargo, en el cuadrángulo vecino de Ocongate (28-t) se encuentra el nevado Ausangate que alcanza 6372 msnm.
La Cordillera Oriental expone esencialmente una litología de pizarras de la Formación Ananea (Siluro-Devónico) y escasamente de cuarcitas y diamictitas de la Formación Ccatca (Devónico terminal) cuyos espesores superan los 2000 m. Igualmente aparecen
algunos cuerpos intrusivos que señalan sistemas de fallas importantes. La tectónica se manifiesta por fallas inversas y cabalgamientos NO-SE con vergencia SO, asociados a pliegues que hacen repetir las formaciones del Siluro-Devónico. La Cordillera Oriental está bordeada al sur por fallas NO-SE que la separan del Altiplano. Estas fallas son de Pitucancha y principalmente de Urcos, que se muestran actualmente como inversas con vergencia SO. Al norte se encuentra el sistema de fallas Churo. Estos sistemas, junto con el sistema Ccatca- Ocongate, son los controles estructurales de la Cordillera Oriental. Así en el cuadrante I, en el paisaje ondulado en la parte central de la cordillera, destaca la cuenca pliocuaternaria de Ccatca (Cabrera, 1988). Se trata de una depresión estrecha de dirección NO-SE, paralela a la cordillera, de 15 km de largo, ubicada a una altitud entre 3800 y 3600 msnm. Esta cuenca está limitada por dos fallas que forman un sigmoide dentro del sistema activo de las fallas Ccatca-Ocongate y que han controlado su evolución. Su relleno ha sido principalmente fluvial, a nivel local con intercalaciones de abanicos aluviales cuyos espesores son mayores de 70 m (Formación Chinchero) y una sedimentación fluvio-lacustre (70 m) de la Formación San Sebastián (Cabrera, 1988). (7) Montañas de Pachatusan: Zona prominente que domina el paisaje. Tiene elevaciones que alcanzan los 4800 msnm, con relieves abruptos donde la pendiente varía entre 40 y más de 50 %, domina la presencia de rocas al afloramiento, sin embargo en algunos sectores se observan pastizales y vegetación rala. Las rocas volcánicas son buenos acuíferos del tipo fisurado y es una zona de captación natural de las aguas subterráneas que discurren más abajo. No tiene vías de acceso y su ventaja climática es muy mala. Es un área de representación paisajística ya que desde sus montañas se puede dominar, no solamente el valle de Huatanay, sino también se considera como un espacio de concentración mágica y energética. MONTAÑAS DE VILCACONGA Ubicadas hacia el S-SW de la cuenca del río Huatanay, las altitudes promedio de sus elevaciones son de 4000-m.s.n.m. destacan los picos de: (Huanacauré 4089 m.s.n.m. Pacaccasa 4196 m.s.n.m. Chaquicocha 4365 m.s.n.m.); Constituyen una gran hilera de elevaciones con rocas plegadas del grupo San Jerónimo (Terciarias) son cortadas por los ríos y quebradas (Huancaro, Chocco, Huamancharpa, Kayra) que confluyen en la cuenca
del Huatanay. Es de origen aluvial, con presencia de algunas cárcavas en zonas arcillosas como la rinconada. Su relieve es suave porque afloran rocas blandas. MICROCUENCA HUANCARO- CHOCCO: La microcuenca Huancaro Chocco se ubica al Sur Oeste de la Ciudad del Cusco y está conformada por numerosas quebradas siendo las más importantes desde el punto de vista de peligros geodinámicos las quebradas de Huancaro y Chocco., QUEBRADA HUANCARO Zonificación de los fenómenos de Remoción en masa Se ha zonificado los riesgos Geodinámicos de la Microcuenca del Río Kcachona – Huancaro fenómenos que ocurre y afecta en la zona de estudio que se manifiesta en diferentes grados de intensidad y se agrupa en función de un riachuelo o Quebrada se ha podido diferenciara cuatro zonas de riesgo y/o peligro. (Ver plano de Deslizamientos Huamancharpa, P-6-B) ESTRUCTURALES Las rocas se encuentran plegadas y fracturadas por el tectonismo. El buzamiento de los estratos esta a favor de la pendiente. La presencia de la falla Huancaro (NE-SW) que atraviesa la quebrada. HIDROLÓGICOS Por acción del agua de escorrentía superficial que perfora a través de las grietas que aumenta la fuerza de empuje disminuyendo la fuerza de cohesión. En cárcavas: produciendo laderas como producto de escorrentía superficial y subterránea se ha abierto una cárcava profunda en el cuerpo del deslizamiento de Huamancharpa , con un ancho de 2-3 m y con una profundidad de 30m Fenómenos Antropicos Utilización de técnicas inadecuadas de cultivo y deforestación. GEOMORFOLOGIA LOCAL QUEBRADA CHOCCO. Se observa que en su desembocadura existe un estrecho de rocas areniscas, Lutitas y se puede observar a lo largo del valle emplazamiento de viviendas , que son playas del río
, indicando gran vulnerabilidad , se puede notar también en el sector de Caychuiri depósitos lacustres cuyo basamento rocoso son Lutitas y areniscas el que podría ser una buena zona de reubicación del poblado de Chocco Agrietamiento de Suelos. Por la reactivación de un antiguo deslizamiento sector Ancco cuyo basamento rocoso son areniscas con delgadas capas de Lutitas con buzamiento a favor de la pendiente siendo este sector de peligro presenta un ancho de grietas de 20 a 30 cm en una longitud aproximada de 350 m que amenazan con deslizarse hacia la quebrada de Chocco ; encontrándose en la actualidad activo , con asentamiento de suelos hasta de 40 y 50 cm .Dirigiéndose hacia la quebrada de Chocco se puede apreciar también presencia de aguas subterráneas y agrietamientos en el sector , se calcula con un volumen de material por deslizarse de 1600 m3 que podrían embalsar dicho río , se recomienda hacer el control de dicha zona (reptación del suelo) La velocidad de los fenómenos en esta zona se considera lento a extremadamente lento según la clasificación Norte Americana de velocidad de deslizamientos. Los fenómenos de inestabilidad en la zona de estudio son mayormente deslizamientos derrumbes, y flujos detríticos. También se ha registrado zonas con posibles inundaciones, represamiento, truncamiento de cause laderas con erosión fuerte afloramientos de manantes como zonas de alta humedad y pantanos que nos indican un punto en superficie del nivel freatico. Los deslizamientos, derrumbes y flujos detríticos –lodo se dan en suelos coluvial , aluvial , lacustre de la formación San Sebastián y rocas fuertemente meteorizadas ( a la altura de la trocha carrozable de la comunidad de Chocco ) ; se tiene también áreas con erosión y socavación por parte del río Chocco en el cimiento del puente de la comunidad de Chocco y su talud natural .También existe zonas con posible ruptura de la roca que produzcan caídas de bloques , por un movimiento sísmico , en la entrada a la comunidad de Kuykiro ( Chocco). Falla Chocco Es una falla no importante pero que esta asociada en cierto modo a la falla de Huancaro y tiene una dirección NW – SE
ESTRATIGRAFIA. En la zona se observan lutitas y areniscas feldespáticas este conjunto se desarrolló en un medio fluvial entrelazado y llanura de inundación. La parte media superior es más gruesa y está compuesta por areniscas y microconglomerados con clastos volcánicos y cuarciticos de un medio fluvial altamente entrelazado pertenecientes al Grupo San Jerónimo, exactamente a la formación Kayra, como también encontramos. Más arriba encontramos la formación Sonco específicamente el miembro II está compuesto por areniscas con clastos blandos y conglomerados de un sistema fluvial altamente entrelazado de procedencia S y SO.
Luego tenemos la formación San Sebastián que es la más joven de todas compuesta por secuencias de areniscas fluviales de canales entrelazados deltaicos, y lutitas lacustres o palustres, como también se observa todo el material cuaternario como arcilla y li mos.
Formación Huancane La formación Huancane (Neocomiano), aflora ampliamente en la región de Sicuani y de Cusco .Reposa en discordancia erosional sobre la formación Huambutio, y el espesor es variable varía entre 30 y 150 m . Litológicamente está compuesta de areniscas cuarzosas blancas correspondientes a medios fluviales de canales entrelazados con algunas intercalaciones de lutitas negras las cuales pueden contener microflora que presenta las formas del genero Callalasporitres.
4 CAPITULO IV
METODOLOGIA
Ubicación de nuestras ventanas
Consiste en ubicar un espacio adecuado para el reconocimiento de nuestras diaclasas donde podamos tomarlo como referencia de todo nuestro segmento de perfil.
Descripción de nuestras ventanas
Consiste en reconocer las familias, medir su espaciamiento, medir su apertura, medir persistencia, determinar su rugosidad medir sus rumbos y buzamientos.
Toma de datos de nuestro perfil Consiste en determinar la ubicación de nuestras fallas, tipo de falla sus rumbos y buzamientos y la identificación de litologías
Regla de la mano derecha
Este método es aplicable para saber dónde es la dirección y el buzamiento colocamos un tablero pegado a nuestro plano donde la palma debe ir al piso y nuestros cuadro dedos nos dirige donde debe ir la pínula para medir el azimut, el dedo pulgar nos dirige el buzamiento donde está dirigido.
Pasada de datos en el campo
Consiste en graficar los datos tomados en el campo de nuestro segmento de corte A-A´; en el papel milimetrado A 1 usando el escalímetro, protactor, lápiz, laptop, etc.
5 CAPITULO V
CARACTERIZACION GEOMECANICA DEL MACIZO ROCOSO
Ubicación de nuestras ventanas Consiste en ubicar un espacio adecuado para el reconocimiento de nuestras diaclasas donde podamos tomarlo como referencia de todo nuestro segmento de perfil. Foto 3
Foto 3 Buscando un lugar adecuado para nuestras ventanas
I.
control estructural de las ventanas (1m x 1m) Ventana 1
Reconocimiento y medición de la primera ventana para control estructural (tamaño de la ventana 1metro x 1 metro)
FAMILIA S₁
ABERTURA
Reconocimiento y marcado de la primera familia de fracturas de color verde, con una inclinación de 45° a 50° respecto a la ventana. Reconocimiento y medición de la abertura de la familia S₁ (color verde).
TIPO DE RELLENO Reconocimiento y toma de datos del tipo de relleno en la abertura (limo).
ESPACIAMIENTO
Reconocimiento y medición del espaciamiento de la familia S1
FAMILIA DE FRACTURAS S2 (COLOR ROSADO)
Reconocimiento y marcado de la familia S2 (color rosado)
ABERTURA
Toma de datos de abertura de familia S2 (color rosado)
TIPO DE RELLENO
Relleno de limo de la familia S2.
ESPACIAMIENTO
Medición del espaciamiento
VENTANA ESTRUCTURAL TERMINADA
VENTANA ESTRUCTURAL TERMINADA CON TODA LAS FAMILIAS (S1, S2, S3, S4)
Ventana 2 CONTROL ESTRUCTURAL DE LA SEGUNDA VENTANA (1mx1m)
Foto v2-1 Escogiendo el lugar de nuestras ventanas
Foto v2-2 Midiendo nuestras ventanas de un metro por un metro
Foto v2-3 Iniciando el trazado de nuestras ventanas de un metro por un metro con tiza de color amarilla
Foto v2-4 Culminando la delimitación de nuestra ventana 2
Foto v2-5 Resultado del trazado de la ventana 2
Foto v2-6 Reconocimiento de la familia S1 en nuestra ventana 2
Foto v2-6.1 Acercamiento del reconocimiento de la familia 1
Foto v2-7 Reconocimiento de la familia S2 en nuestra ventana 2
Foto v2-7.1 Acercamiento del reconocimiento de la familia 2
Foto v2-8 Reconocimiento de la familia S3 en nuestra ventana 2
Foto v2-9 Reconocimiento de la familia S4 en nuestra ventana 2
Foto v2-9.1 Acercamiento del reconocimiento de la familia 4
Foto v2-10 Nuestra ventana 2 con todas las familias con sus respectivos planos de inclinación
Foto v2-10.1 Acercamiento de nuestra ventana 2 con todas las familias con sus respectivos planos de inclinación
Foto v2-11 Medición del espaciamiento de nuestra familia 1 con wincha y flechas
Foto v2-12 Medición del espaciamiento de nuestra familia 2 con wincha y flechas
Foto v2-13 Medición del espaciamiento de nuestra familia 3 con wincha y flechas
Foto v2-13 Medición del espaciamiento de nuestra familia 4 con wincha y flechas
Foto v2-14 Medición de la abertura de nuestra familia 1 con escalimetro y flechas
Foto v2-15 Medición de la abertura de nuestra familia 2 con escalimetro y flechas
Foto v2-16 Medición de la abertura de nuestra familia 3 con escalimetro y flechas
Foto v2-17 Reconocimiento de los espejos de falla en nuestra ventana
Foto v2-20
Colocamos un tablero pegado a nuestro plano de diaclasa miento
Foto v2-21
Nuestro dedo pulgar nos dirige el buzamiento a donde se dirigido
Foto v2-20
Nuestros cuadro dedos nos dirige donde debe ir la pínula para medir el azimut
Ventana 3 DESCRIPCION DE LAS FOTOGRAFIAS TIPO DE ROCA: Arenisca cuarzosa Se encontraron cuatro familias de diaclasas
° S1
FAMILIA Nº1
FAMILIA Nº2
FAMILIA Nº3
FAMILIA Nº4 S4
1.- Primera familia:
Azimut: 52.6N Buzamiento: 63NW Numero de diaclasas en un m2 : 14 Relleno: material triturado, arcillo y limo Espaciamiento: 14cm – 1.5cm Abertura: 10mm – 0.2mm Rugosidad: media a alta
°
2.- Segunda familia:
VENTANA N°03
Azimut: 242.3N Buzamiento: 65SE Numero de diaclasas en un m2 : 13 Relleno: material triturado, arcillo Y limo Espaciamiento: 49cm – 1cm Abertura: 8mm – 0mm Rugosidad: media a alta
VENTANA N°03 3.- Tercera familia:
Azimut: 212N Buzamiento: 79.3SE Numero de diaclasas en un m2 : 10 Relleno: material triturado, arcillo y limo Espaciamiento: 28cm – 1cm Abertura: 8mm – 0mm Rugosidad: media a baja
4.- Cuarta familia:
Azimut: 83N Buzamiento: 37.7NW Numero de diaclasas en un m2 : 3 Relleno: material triturado, arcillo y limo Espaciamiento: 14cm – 5cm Abertura: 3mm – 1mm Rugosidad: media a alta
VENTANA
PROCEDIMIENTO. VENTANA N°1 RQD RQD=N° de fragmentos >10/ Long. Total *100 Ventana Estructural N°1 18 13 12 27 12 19 14 20 Sumatoria=135
RQD
Longitud total= 220cm
CALIDAD INDICE DE CALIDA 0-25 MUY MALA 25-50 MALA 50-75 REGULAR
%
75-90 90-100
61.3%
BUENA MUY NUENA
VENTANA N°2 RQD RQD=N° de fragmentos >10/ Long. Total *100 Ventana estructural N°1 24 21 20 23 14 20 20 38 Sumatoria=180
RQD
Longitud total= 235cm
CALIDAD INDICE DE CALIDA 0-25 MUY MALA 25-50 MALA 50-75 REGULAR
%
75-90 90-100
76 %
BUENA MUY NUENA
ESPACIAMIENTO: Según la tabla de espaciamiento es considerado como MODERRADO ESPACIAMIENTO DE FAMILIA S1 20 19 108 75
FAMILIA (S2)
FAMILIA (S3)
30 73
37 13 54 34.6
51.5
ESPACIAMIENTO: Según la tabla de espaciamiento es considerado como MODERRADO Según la tabla de espaciamiento es considerado como ESPACIADO
FAMILIA S1 44 14 45 95
PERSISTENCIA DE VENTANA 1: 53.7 ESPSCIAMINETO DE VENTANA 2 Según la tabla de FAMILIA (S2) FAMILIA (S3) FAMILIA (S4) persistencia es 10 36 20 considerado como 19 38 45 BAJA PERSISTENCIA 6 50 46 10 34 60
198
FAMILIA (S1)
45
158
171
118 PERSISTENCIA FAMILIA (S2) FAMILIA (S3)
175
166 142.6
87
PERSISTENCIA DE VENTANA 2: FAMILIA (S1)
PERSISTENCIA FAMILIA (S2) FAMILIA (S3)
280
148
140
FAMILIA (S4) 154
180.5
Según la tabla de persistencia es considerado como BAJA
PERSISTENCIA
APERTURA DE VENTANA 1: FAMILIA (S1) 1 2 5 2.8
ABERTURA FAMILIA (S2) FAMILIA (S3) 1 0.5 1 0.5 3 1.5 1.6 0.8 1.74
APERTURA DE VENTANA 2: ABERTURA FAMILIA (S2) FAMILIA (S3) FAMILIA 1 3 2 1.75
Según la tabla de abertura es considerada como MODERADAMENTE ABIERTA APERTURA:
FAMILIA (S4) 1
RUGOSIDAD:
Según nuestra tabla de rugosidad lo consideramos como RUGOSA IREGULAR ONDULADA TIPO IV PARA LAS 2 VENTANAS.
RELLENO: según nuestra tabla de relleno es considerado como RELLENO HUMEDO PERO SIN AGUA LIBRE CLASE II PARA LA VENTANA 1, PARA LA VENTANA 2 ES RELLENO HUMEDO PERO SIN AGUA DE CLASE III.
ALTERACION: Clasificación Sana o fresca
Alteración No se o serva n ng n s gno e a terac n en e mater a rocoso, quizás ligera decoloración sobre superficies La eco orac n n ca a terac n e mater a rocoso y Ligera superficie de las discontinuidades. El material rocoso descolorido extremadamente es más débil que en su Menos e a m ta e mater a rocoso esta escompuesto Moderada y/o desintegrado a un suelo. Aun se encuentran restos de roca fresca y ■o decolorada, formando un M s e a m ta e mater a rocoso est escompuesto yo Muy alterada desintegrado a suelo. Aún se encuentran algunos núcleos de roca fresca y o decolorada, formando un es ueLeto discontinuo. a rocoso est escompuesto y o es ntegra o Completamente To o e amater suelo. La estructura original del macizo es aún en ran ane reconocible. SEGÚN EL CUADRO ES LIGERA PARA LA VENTANA 1 Y 2. VEN TANA N°1
RMR= 7+13+5+8+1+3+2+5+15=59 CALIDAD DE ROCA MEDIANA CLASE III COHESION: 2-3 Kp/cm2 ANGULO DE ROZAMIENTO: 25°-35° VENTANA N°2
RMR= 7+17+5+15+1+3+2+5+10=65 CALIDAD DE ROCA BUENA CLASE II COHESION: 3-4 Kp/cm2 ANGULO DE ROZAMIENTO: 35°-45°
CLASIFICACION SMR
TIPO DE ROTURA PARA LA VENTANA 1 ES PLANAR
FAMILIA Y TALUD S1 S2 S3 TALUD
RUMBO Y BUZAMINETO N122=S58E 74NW N209=S29W 76NW N173=S7E 47 SW N 346 66 NE
PROMEDIO
N 168=S12E N 65 W
N 346=S14W 66 NE
F1=1 MUY DESFAVORABLE F2=1 MUY DESFAVORABLE F3= -6 FAVORABLE F4= 10 PRECORTE SMR=RMR+(F1XF2XF3)+F4 SMR= 59+(1X1X-6)+10=63 SMR=63 ENTONCES: LA MEDIDA DE SOSTENIMIENTO SERA: 75 > SMR > 30: refuerzo (bulones; anclajes).
TIPO DE ROTURA PARA LA VENTANA 2 ES PLANAR
FAMILIA Y TALUD S1 S2 S3 S4 TALUD
RUMBO Y BUZAMINETO N35 33SE N103 73SW N164 16SE N346 42SE N 53 256NW
PROMEDIO N162=S18E 41SE
N53E 66 NE
F1=0.15 MUY FAVORABLE F2=0.85 DESFAVORABLE F3= 0 MUY FAVORABLE F4= 10 PRECORTE SMR=RMR+(F1XF2XF3)+F4 SMR= 65+(0.15X0.85X0)+10=75 SMR=75 ENTONCES LA MEDIDA DE SOSTENIMIENTO SERA: SMR > 65: sin sostenimiento (saneo).
CONCLUSIONES:
6 CAPITULO VI
CONCLUSIONES
NUESTRA ZONA DE TRABAJO GEOMECANICAMENTE ES UNA ZONA ESTABLE DEL CUAL SU TRATAMIENTO ES OCACIONAL PERO SIN EMBARGO PARA LA ZONA DE LA VENTANA 1 SU MEDIDA DE SOSTENIMIENTO SERA REFUERZO DE BULONES Y ANCLAJES PERO PARA LA ZONA DE LA VENTANA 2 SERA SOLAMENTE DE SANEO.
7 CAPITULO VII
RECOMENDACIONES
Es recomendable conocer la parte conceptual del lugar de trabajo para tener un conocimiento previo y al llegar a la zona de estudio desenvolvernos de mejor manera.
En las salidas de campo es indispensable que llevemos un plano regional de geología, no olvidarnos de nuestros materiales y equipos de campo para trabajar de una forma más ordenada y alcanzar los objetivos trazados.
Para poder obtener buenos datos, hacerse un cuadro en una hoja y tomar los apuntes con mucha calma.
Tener buena visión e imaginación al momento de dar una respuesta a algo.
Tener mucha paciencia al momento de hacer las medidas.
Tener bien en claro las definiciones de fallas para poderle dar un nombre a una falla encontrada.
Saber medir rumbo y buzamiento.
BIBLIOGRAFIA 1. http://www.zostrichespanol.com/macizo%20rocoso.htm (1) 2. http://www.windows2universe.org/earth/geology/fault.html&lang=sp (2) 3. http://www.rutageologica.cl/index.php?option=com_content&view=article&id =385&Itemid=487&limitstart=11 (3) 4. https://www.codelcoeduca.cl/procesos_productivos/tecnicos_exploracion_rec onocimiento_estructuras.asp (4) 5. https://es.wikipedia.org/wiki/Talud_(geolog%C3%ADa) (5) 6. https://en.wikipedia.org/wiki/Rake_(geology) (6) 7. https://es.wikipedia.org/wiki/Diaclasa (7) 8. https://prezi.com/aahjao6eklge/regla-de-la-mano-derecha/ (8) 9. https://espanol.answers.yahoo.com/question/index?qid=20100921183251AAd lQIE (9)
