LOGUEO GEOTÉCNICO DE TALADROS
Por: Ing. Edith Milagros Burga Llaxa
INTRODUCCIÓN El Logueo Geotécnico de un testigo de roca es fundamental para obtener información útil para desarrollar el marco geológico de la zona del proyecto, y proporcionar las bases para las actividades de diseño ingenieril. La perforación de testigos o núcleos es frecuentemente un gasto impor mporta tant ntee en la expl explor oraación ción o en el prog progrrama ama de inve invest stig igac aciión geotécnica; todas los esfuerzos deben concentrarse en: • Obtener Obtener el Testigo en condiciones condiciones in Situ, • Loguear el testigo testigo de una manera directa y consistente consistente • Asegur Asegurar ar la máxima máxima cant cantida idadd de infor informaci mación ón que que se pued puedaa obtene obtenerr del testigo. • Asegura Asegurarr la calida calidadd de la data data obtenid obtenida. a.
OBJETIVO
Definir las condiciones del del macizo rocoso a partir del logueo, muestreo y ensayo de cores de perforación geotécnica
LOGUEO GEOTECNICO El logueo geotécnico es el registro del conjunto de características pro propia pias del maci macizo zo roco rocoso so tale taless como como:: lito litolo logí gíaa y/o alte lteraci ración ón,, resistencia intacta de la roca, RQD, espaciamiento de juntas, condición de juntas y condición de agua subterránea. Esta caracterización del macizo rocoso resulta en una valoración geomecánica usando como herramienta de evaluación las clasificaciones geomecánicas RMR76 (Rock Mass Rating).
LOGUEO GEOTECNICO Sistemas de Clasificación
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RMR = 9 log Q + 44
LOGUEO GEOTECNICO EL EQUIPO NECESARIO PARA LA EJECUCIÓN DE LOGUEO GEOTÉCNICO -El formato de logueo impreso (para rocas). .Lupa mineralógica mineralógica de 10, 16 ó 20 aumentos. .Picota de Geólogo. .Navaja. .Lápiz rayador rayado r. .Flexometro de 3m. .Quenómetro. .Plumón indeleble. -
Botella Botella rociadora rociadora de agua. Cámara Cámara fotográf fotográfica ica digital. digital. Datos del taladro taladro (coordenadas (coordenadas y cota del collar, collar, Azimut e inclinación del taladro). Plano Plano con con la la ubicaci ubicación ón del taladro. taladro.
1.Recuperación 1.Recuperación de la Roca 2.Re 2.Resi sisstenc tencia ia a Comp ompresi resió ón Simp Simple le de la Ro Roca ca 3.Desi 3.Designa gnació ción n de la Cali Calidad dad de la la Roca Roca - RQD 4.Espaciado de las Discontinuidades Discontinuidades 5.Naturaleza de las Discontinuidades Discontinuidades 6.Presencia de Agua 7.Orientación de las Discontinuidades Discontinuidades
RMR76 Básico
Esta longitud debe medir el testigo de roca en su totalidad, evitando los espacios que pueden existir entre los trozos que no han podido ser unidos. Si la roca presenta fracturas que no pueden unirse, se recomienda medir los trozos y sumar sus distancias para así obtener el valor total de la longitud. 5 . 5 6 9
B
ROCK TIPO DE TYPE ROCA 1 1
ROCK TIPO DE TYPE ROCA 2 2
la recuperacion total (area amarilla) del interval B es aproximamente 2.4m (2.4 / 3.0 x 100 = 80%) mientras la corrida es 3.0m.
5 . 8 6 9
B Los
testigos tiene que estar reconstruidos
Para
las zonas fracturadas, junta fracturadas, junta el material para que se vea mas o menos como el volumen de un testigo entero.
El comportamiento mecánico de las rocas está definido por su resistencia y su defo deform rmab abililid idad ad.. La resi resist sten enci ciaa es el esfu esfuer erzo zo que que sopo soport rtaa una una roca roca para para determinadas deformaciones, su valor se emplea para la clasificación geotécnica de las rocas,
a) Estim timación en Campo Método de la navaja y/o utilizando tablas generales
Fig.N 1 °
b) Ensayo de laboratorio Ensayo de Carga Puntual Se utiliza para determinar la resistencia a la compresión simple de fragmentos irregulares de roca, a partir del índice de resistencia a la carga puntual no corregido (Is), de tal forma que el esfuerzo aplicado se convierte a valores aproximados de UCS, según el diámetro de la muestra.
Índice de Carga Puntual Corregido
UCS (Mpa) = Is(50) * 24
F: Factor de corrección por tipo de roca. Se estima entre ensayos de UCS y Carga Puntual.
Fig.N 2 °
El RQD RQD es un índi índice ce cuan cuantitita tatitivo vo de la calidad de roca, basado en un procedimiento de recuperación de muestras, en la cual la recuperación de la muestra se determina por incorporar solo piezas de materia dura y de buen buenaa cond condic ició ión. n. El RQD RQD se dete determi rmina na mediante la siguiente expresión:
Fig.N 3 °
Ejemplo Ejempl o de muestr muestras as de core que SI se deben considerar para el RQD a. Cuando el grado de oquedades que presentan las muestras es bajo y cada muestra es mayor de 10cm
El RQD se mide sin sin considerar considerar las discontinuidades naturales
la s fracturas naturales: Superficies que son redondeadas, meteo meteori riza zada das, s, con con rell rellen enoo “infi “infillllin ing” g” o revestimiento, o las que que no se pue pueden den unir con facilidad,
RQD sin sin considerar considerar discontinuidades naturales
Ejemplo Ejemp lo de muestr muestras as de core core que SI se deben considerar para el RQD b. Cuando se tiene un tramo geotécnico con fracturas mecánicas, éstas si si se se consideran para el porcentaje del RQD. la s fracturas mecánicas: superficies frescas y limpias, se pueden unir con solo una separación separación mínima, mínima, típicament típicamentee son hechas con la perforadora.
RQD no esta afectado por esta fractura, ya que es paralela al eje del testigo.
A veces es difícil distinguir las fracturas naturales de las producidas por el manipuleo de la muestra. Si no se sabe el origen de una fractura, tiene que considerarse como una fractura natural para asegurar valores conservadores de RQD.
Ejemplo Ejempl o de muestr muestras as de core que NO se deben considerar para el RQD a. Cuando el craquelamiento de las muestras es de moderado a fuerte. Para considerar en el porcentaje de RQD las muestras no deben presentar discontinuidades, discontinuidades, debe ser una roca intacta.
Ejemplo Ejemp lo de muestr muestras as de core que NO se deben considerar para el RQD b. Cuando el grado de oquedades que presenta las muestras es de moderado a fuerte.
El RQD solo se valida para muestras de rocas que no sean de muy baja calidad y no se debe utilizar en materiales deleznables.
Se mide la frecuencia frecuencia o el número número de fracturas fracturas por metro, en este computo se deben descontar las fracturas producidas por un manejo poco cuidadoso del testigo o en el proceso de perf perfooraci racióón, pero ero sol solame amente nte cua cuando ndo dicha chas fracturas se puedan distinguir claramente. Fig.N 4 °
Apertura
1. Apertura de las caras de las discontinuidades
Persistencia Forma y rugosidad
Plano Liso
Ondulado liso a poco rugoso
Escalonado rugoso
Alteración de las paredes SW
MW
HW
CW
Condición de la discontinuidad:
Es la va valo lora raci ción ón re resu sultltan ante te de la sumatoria de los distintos valores asignados a los parámetros de la discontinuidad . JCR 76 CONDICIÓN DE FRACTURAS FRACTURAS Descripción Pri Princi ncipalm palmen ente te mat materia eriall tritur iturad adoo blan blando do o arci arcilllas las > 5 mm de espe espeso sorr Suav Suave, e, algo algo de mate materrial ial tri tritur turado ado blan blando do o arci arcillllas as > 5 mm de espe espeso sorr Suave Suave,, espej espejoo de falla falla,, mater materia iall trit tritur urado ado o con arci arcillllas as 1 - 5 mm de espeso espesorr Suave Suave,, rell relleno eno de arci arcillllas as < 1mm de espeso espesorr, o parede paredess alta altamen mente te alte altera rada dass Lige Ligera rame mennte rugos ugoso, o, par paredes edes con con pres presen enci ciaa de arci arcilllas las por por alte alterraci ación Rugoso, paredes ligeramente alteradas Muy rugoso, paredes frescas, sin arcillas de alteración
Valor 0 3 6 12 16 20 25
Condic Condición ión de la discon discontin tinuid uidadad-ej ejemp emplos los
Alteración Altera ción de Discontinudad (Ja por sistema Q de Barton)
Alteración Altera ción de Discontinudad (Ja por sistema Q de Barton) 4 8 12
P Soft Clay >5mm R Thick Clay/gouge Clay/gouge
15 20
Jueg Ju egos os de Di Disc scon onti tinu nuid idad ad (J (Jn n po porr Si Sist stem emaa Q de Ba Bart rton on))
Familia de juntas N 1 °
Familia de juntas N 2 °
Agua en Discontinuidad (Jw por Sistema Q de Barton) Para una excav cavación seca o poca infiltra tración o sea < 5lit/min localmente, el Jw = 1,0
Como las condiciones del agua no pueden evaluarse en muestras de núcleos, sido asumidas condiciones secas y una calificación de 10 se ha asignado Condición Condición del Agua
El Logueo geotécnico de taladros orientados o rientados permite calcular la orientación geológica verdadera a partir de la medición de varios ángulos críticos en el testigo que son procesados o usando un software o proyecciones estereográficas. Cuando la orientación del núcleo ha sido determinada (obtenida desde el Reflex ACT), una línea de referencia puede ser pintada a lo largo de todo el núcleo. La orientación verdadera de todas las fracturas, vetillas, y otras discontinuidades pueden, desde aquí, ser determinadas por sus relaciones angulares con ésta línea de referencia. Se orienta el testigo de tal manera que la línea referencial de orientación (eje del core) se mantenga hasta concluir el taladro, como se muestra en la fig. 07.
β IS MEASURED CLOCKWISE TO THE BOTTOM OF THE ELIPSE. ELIPSE. IN THIS CASE IT IS ~232º
ORINTATION LINE
ORIENTATION LINE
DOWN-HOLE DIRECTION
BOTTOM OF ELLIPSE TO WHICH WE MEASURE THE β ANGLE
0 0 0 0 0 0 6 5 4 3 2 1
0 5 3
ORIENTATION STRIP SPECIFIC TO THE CORE SIZE
α Α IS THE MAXIMUM DIP OF THE JOINT/FEATURE, RELATIVE TO THE CORE AXIS
El Logueo geotécni écnico co de taladr taladros os orient orientados ados permit permitee calcular la orientación geológ geológica ica verdad verdadera era a partir partir de la medic dición de varios ángulos críticos en el testigo que son procesados o usando un soft softwa ware re o proy proyec ecci cion ones es estereográficas. Cuan Cuando do la orie orient ntac aciión del del núcleo núcleo ha sido sido determ determina inada da (obt (obten enid idaa desd desdee el Refl Reflex ex ACT), una línea línea de referencia referencia puede ser pintada a lo largo de todo el núcleo. La ori orient entaci ación ver verdad dadera era de todas las fracturas, vetillas, y otras discontinuidades pueden, desd esde aquí, uí, ser determinadas por sus relaciones angulares con ésta línea de referencia.
El ángulo alfa es el conformado por la estructura y el eje referencial de orientación(eje del core y se mide en un plano vertical. Sus valores van de 0 -90 °
°
Para obtener el ángulo beta se marca el punto mas bajo de la estructura y se toma el ángulo en sentido horario a partir del eje del core. El ángulo beta se mide en un plano horizontal y sus valores van de 0-360.
El ángulo beta Con la ayuda del protactor para medición de los ángulos, se procede a registrar los ángulos alfa y beta tomando como referencia el eje del core.
El ángulo alfa Con la ayuda del protactor para medición de los ángulos, se procede a registrar los ángulos alfa y beta tomando como referencia el eje del core.
Verificar la dirección de la perforación
Para medir los ángulos se utiliza el quenómetro
Con la ayuda del protactor para medición de l os ángulos, ángulos, se procede procede a regist registrar rar los ángulo ánguloss alfa alfa y beta beta toma tomand ndoo como referencia el eje del core.
El ángulo beta Uso del quenómetro
El ángulo alfa
Datos de Orientacion Drillhole N°
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Discontinuity
BHID
Depth
Roughness
Alpha Beta Type SHAPE Angle Angle Code Macro
ROUGH micro
Infilling Rating Q
Description
HOJA DE LOGUEO GEOTÉCNICO
Inte Interv rval alos os de Valor alores es del del RMR RMR
SOFTWARE UTILIZADO_Geomodel Preparación y Validación de Datos
Vista en Planta_Tajo Tapado Oeste
Se observa zonas de debilidad en la pared N.
SECC_A
Alteración
Taladros Geotécnicos alteración
según
su
SECC_A
¨
Taladros Geotécnicos según el RMR RMR
El grado de fracturamiento de la roca disminuye la situación de estabilidad de un macizo rocoso.
SECC_B
Alteración
Taladros Geotécnicos alteración
según
su
SECC_B
¨
RMR
Taladros Geotécnicos según el RMR
SECC_C
Alteración
Taladros Geotécnicos alteración
según
su
SECC_C
¨
Taladros Geotécnicos según el RMR RMR
Rangos de Resistencia de la roca (UCS) Se tiene como referencia el valor de UCS en cada cada alteración. alteración. UCS(MPa)
Alteración From
To
SM
42
149
SA
26
51
PC
34
70
SC1
26
50
SV
30
107
SG2
18
48
Las muestras con alteración : SC2,SC3,SG3 SC2,SC3,SG3 no no son ensayadas ya que la resistencia de las mismas es muy baja y se considera como suelo. Los rangos de resistencia varían dependiendo del proyecto.
Comparación de RMR y Resistencia de la Roca
Los valores de RMR es uno de los factores que se utilizan para evaluar ángulos de talud.
Basado en la resistencia de la roca(UCS) se puede obtener una voladura optima
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