RESUMEN DE LAS TECNICAS DEL REGISTRO GEOMECANICO DE TESTIGOS DE PERFORACION La competencia del macizo rocoso se obtiene a partir de una evaluación de la roca expuesta en el tajo abierto o en testigos de perforacion. Varios sistemas están disponibles para clasificar un determinado macizo rocoso basado en propiedades geotécnicas especificas, relacionadas al esfuerzo del material, intensidad de fracturamiento y condiciones generales del material intacto y de las discontinuidades. Mayormente los sistemas estan basados en el registro especifico de propiedades geotécnicas de los testigos de roca las cuales pueden ser usadas para preparar una estimación de la calidad del macizo rocoso y del esfuerzo del macizo rocoso.
A continuación las propiedades geomecánicas m ayormente registradas durante una rutina de registro de núcleos de perforacion:
1.
Tipo de Roca y Dureza ( Esfuerzo)
2.
Recuperación del Testigo.
3.
RQD
4.
Frecuencia de fractura
5.
Condición de fractura
6.
Grado de Rotura o Fracturamiento
7.
Grado de intemperización /alteración.
A continuación se da una descripción de cada uno de los parámetros a registrar:
1. INFORMACION BASICA DEL SONDAJE La información básica del sondaje incluye, Número del pozo, Cliente/Proyecto, Ubicación y elevación del collar, Orientación del pozo, Registrador, Fecha del registro, Diámetro del testigo. El diámetro del testigo tiene un efecto directo en la calidad de la recuperación del testigo. Generalmente se reconoce que cuanto mayor es el diámetro de testigo mejor será la recuperación y mejor será la muestra de las estructuras geológicas. De acuerdo con esto, un registro del diámetro del testigo es guardado en conjunción con el estudio de la competencia del testigo para considerar estos aspectos.
2. PROFUNDIDAD DEL SONDAJE Y LONGITUD DE LA CORRIDA La profundidad final de cada corrida y la longitud de cada corrida se registran en las columnas apropiadas al lado izquierdo del formato. En cuanto sea posible se prefieren corridas uniformes ( p.e. 5pies, 10pies, 3.05m, etc) para los análisis estadísticos de los testigos. Sin embargo se aprecia que la longitud de las corridas de los testigos puede variar, particularmente en las zonas de falla o cuando es un macizo rocoso de mala calidad.
3. LITOLOGIA
5. INDICE DE CALIDAD DE ROCA (RQD) El RQD se define como un porcentaje del testigo en cada corrida en la cual el espaciamiento entre fracturas naturales sea más grande que 10 cm (4 pulg.). El RQD como la Recuperación se basan en la longitud total perforada dada en cada corrida. El núcleo con esfuerzo a la compresión sin confinar menor que 5MPa (p.e. Dureza < R2) no debe incluirse en cálculo de RQD (p.e., RQD=0). Las roturas por transporte deberán ser ignoradas en el calculo del RQD. La figura 1 proporciona una columna para registrar la longitud del testigo así como el RQD calculado, según mejor le convenga al registrador.
6. FRECUENCIA DE FRACTURAS El número de fisuras o fracturas en cada corrida se registra para calcular la frecuencia de fracturas. En rocas sedimentarias, el número de juntas de estratificación y el número de juntas que cruzan son registradas separadamente. La frecuencia en que la perforadora induce a roturas o fracturas no naturales, las cuales pueden ser registradas como un índice para fines de evaluación. Si el espaciamiento entre fracturas es igual o menor a 5 cm. poner "-" en la columna JN y un valor de 30 en FREC.
7. CONDICION DE FRACTURA La condición de fractura puede ser registrada usando diferentes técnicas. Para estimar la Valuación del Macizo Rocoso CSIR (RMR) para ingresarlo dentro de la evaluación del esfuerzo del macizo rocoso, la condición de fractura presentada por Bieniawski (1989) puede ser seleccionada como se resume en la Tabla I. Se examina la condición general de las fracturas y se escoge una valuación
A – Suelo Residual - La textur a original de la roca se encuentr a destruida. B – Completamente intemperizada/alterada – Se observa remanentes de la textura original y estructuras relicticas de la roca, pero la roca se descompone y es friable. C – Altamente intemperizada/alterada – La roca está descolorida y la resistencia se reduce significativamente debido al intemperismo. D – Moderadamente intemperizada/alterada - La roca se decolora pero la resistencia solo es afectada débilmente – discontinuidades intemperizadas. E – Debilmente intemperizada/alterada - La resistencia de la roca no cambia – el intemperismo solo afecta a las fracturas. F – Fresca e inalterada - La alteración puede resultar en un incremento en la competencia de la roca (ej. silicificación).
Cada parámetro puede ir mas allá de su categoría usando + y -, similar a la categoría de Grado de Fracturamiento. Se aprecia que el intemperismo/alteración es probablemente variable, dependiendo del lugar y las condiciones del terreno. Por lo tanto las aplicaciones de estos parámetros y su importancia deberá ser determinada para cada lugar y se debe desarrollar una categorización apropiada para correlacionar con otras propiedades geomecánicas, tales como dureza, RQD, Grado de Fracturamiento, etc.
10. DUREZA
REFERENCIAS Bieniawski, Z.T., 1976. “Rock Mass Classification inRock Engineering” Proceding of the Symposium on Exploration for Rock Engineering, Johannesburg, 1-5 November. Pp. 97-106.
TABLA I CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA CSIR DE MACIZOS DE ROCA FISURADA (Después de BIENIAWSKI, 19 89) A. Clasificación de los parámetros y su evaluación PARÁMETROS
1 2 3
Resistencia de la roca inalterada
Indice de carga puntual Resistencia a la compresión uniax.
>10 MPa
4-10 MPa
>250 MPa
100-250 MPa
2-4 MPa
50-100 MPa
1-2 MPa
25-50 MPa
Para estos rangos bajos es preferible usar prueba UCS 10-25 3-10 1-3 Mpa Mpa Mpa
Valuación
15
12
7
4
Calidad del testigo perforado RQD
90%-100%
75%-90%
50%-75%
25%-50%
<25%
Valuación
20
17
13
8
3
Espaciamiento de fracturas
>2 m
200 - 600 mm
60-200 mm
<60mm
Valuación
20
8
5
Condición de fracturas
Superficies muy rugosas. Sin continuidad. Sin separación. Paredes de roca dura.
Valuación
30
4
5
ESCALAS DE VALORES
Cantidad de infiltración, por 10m de long de tunel Ratio: presión del Agua agua en las fisuras / Subterranea Esfuerzo principal mayor Condiciones generales
Valuación
Ninguna 0
Seco 15
B. Ajuste de la valuación por orientación de fisuras.
0.6 - 2 m 15
10
2
1
0
Superficies algo Superficies algo Superficies pulidas. O Relleno blando >5mm O rugosas. rugosas. Relleno <5mm. O Fisuras abiertas > 5mm Separación < 1 mm. Separación < 1 mm. Fisuras abiertas 1-5mm. Fracturas continuas. Paredes de roca dura. Paredes de roca suave. Fracturas continuas.
25 <10
< 0.1
Húmedo 10
20 10 -25 lt/min
10
25-125 lt/min
0.0-0.2
0.2-0.5
Mojado
Goteo
7
4
0 >125 lt/min
>0.5 Flujo de agua
0
Rock Mass Rating System (After Bieniawski 1989). A. CLASSIFICATION PARAMETERS AND THEIR RATINGS
Parameter
Range of values
Strength of intact rock Uniaxial comp. material strength Rating
>10 MPa
4 - 10 MPa
2 - 4 MPa
1 - 2 MPa
>250 MPa
100 - 250 MPa
50 - 100 MPa
25 - 50 MPa
15
12
7
4
For this low range uniaxial compressive test is preferred 5 - 25 1 - 5 <1 MPa MPa MPa 2 1 0
Drill core Quality RQD
90% - 100%
75% - 90%
50% - 75%
25% - 50%
< 25%
Rating
20
17
13
8
3
Spacing of discontinuities
>2m
0.6 - 2 . m
200 - 600 mm
60 - 200 mm
< 60 mm
Rating
20
15
10
8
5
Point-load strength index
1
2
3
4
5
Rating
30
25
20
Slickensided surfaces or Gouge < 5 mm thick or Separation 1-5 mm Continuous 10
Inflow per 10 m tunnel length (l/m) Ground (Joint water press)/ water (Major principal σ) General conditions
None
< 10
10 - 25
25 - 125
> 125
0
< 0.1
0.1, - 0.2
0.2 - 0.5
> 0.5
Completely dry
Damp
Wet
Dripping
Flowing
15
10
7
4
0
Fair
Unfavourable
Very Unfavourable
Condition of discontinuities (See E)
Very rough surfaces Not continuous No separation Unweathered wall rock
Rating
Slightly rough surfaces Separation < 1 mm Slightly weathered walls
B. RA TING ADJUSTMENT FOR DISCONTINUITY ORIENTATIONS
Strike and dip orientations
Ratings
Very favourable
Slightly rough surfaces Separation < 1 mm Highly weathered walls
Soft gouge >5 mm thick or Separation > 5 mm Continuous 0
(See F)
Favourable
Tunnels & mines
0
-2
-5
-10
-12
Foundations
0
-2
-7
-15
-25
Slopes
0
-5
-25
-50
C. ROCK MASS CLASSES DETERMINED FROM TOTAL RATINGS
Rating Class number Description D. MEANING OF ROCK CLASSES
40
← 21
< 21
100 ← 81
80 ← 61
60 ← 41
I
II
III
IV
V
Very good rock
Good rock
Fair rock
Poor rock
Very poor rock
TABLA II CLASIFICACION DEL GRADO DE FRACTURAMIENTO
ESPACIAMIENTO CATEGORIA
EQUIVALENT E NUMERICO
MEDIO DE LAS FRACTURAS O
DESCRIPCION DE LA CALIDAD
DIAMETRO DE LOS FRAGMENTOS
AA A+
1 2 3
BB B+
4 5 6
CC C+
7 8 9
DD D+
10 11 12
<1 cm
Mayormente panizo de falla con/sin pocos fragmentos de roca. Panizo y roca molida. Roca molida con/sin poco panizo.
1 a 5 cm
Roca molida - sin panizo Roca molida - diametro de los fragmentos <5 cm. Roca fracturada - espaciamiento de fracturas <5 cm.
5 a 10 cm
Espaciamiento medio de roturas 5 a 7.5 cm. Espaciamiento medio de roturas 7.5 cm. Espaciamiento medio de roturas 7.5 a 10 cm.
10 a 20 cm
Espaciamiento medio de roturas 10 a 15 cm. Espaciamiento medio de roturas 15 cm. Espaciamiento medio de roturas 15 a 20 cm.
TABLA III 1 CLASIFICACION DE LA DUREZA EN EL CAMPO
2
GRADO
DESCRIPCION
IDENTIFICACION EN EL CAMPO
S1
Arcilla muy suave El puño penetra varias pulgadas facilmente
S2
Arcilla suave
S3
RANGO APROX. DEL ESFUERZO COMPRESIVO UNIAXIAL (MPa) (p.s.i) <0.025
<3.5
El pulgar penetra varias pulgadas facilmente
0.025 - 0.05
3.5 - 7
Arcilla firme
El pulgar puede penetrar varias pulgadas con esfuerzo moderado
0.05 - 0.10
7 - 14
S4
Arcilla sólida
Se indenta facilmente con el pulgar, pero penetra solamente con gran esfuerzo
0.10 - 0.25
14 - 35
S5
Arcilla muy sólida Se indenta sin esfuerzo con la uña
0.25 - 0.50
35 - 70
S6
Arcilla dura
>0.50
>70
R0
Roca extremada- Se indenta con la uña mente débil
0.25 - 1.0
70 - 145
R1
Roca muy débil
Se desmorona bajo un simple golpe de la punta de la picota, puede pelarse con una navaja
1.0 - 5.0
145 - 725
R2
Roca débil
Puede pelarse con dificultad con un a navaja, se indenta superficialmente con la punta de la picota
5.0 - 25
725 - 3600
Se indenta con dificultad con la uña
REGISTRO GEOMECÁNICO DE PERFORACIONES PROYECTO
:
PERFORACIÓN: C O R R # I D A
ORIENTACIÓN DEL COLLAR PROFUNDIDAD (m)
LONGITUD DE AVANCE (m)
LITOLOGÍA
REGISTRADO POR :
FECHA
ESTE
ELEVACIÓN (m)
:
RUMBO
RECUPERACIÓN LONG.(m)
PROYECTO N° : NORTE
(%)
:
BUZAMIENTO : Nº DE FRACTURAS
RQD LONG.(m)
:
(%)
JN
FREC.
COND. GRADO DE ALTER./ DISCONT. FRACT. METEOR.
: :
DIAMETRO DEL TESTIGO : DUREZA
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