Manual Geotecnico

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COLLECIÓN COLLE CIÓN DE DATOS DATOS GEOTÉCNICO MANUAL DEL CAMPO

PITEAU ASSOCIATES ENGINEERING LTD.

COLLECIÓN COLLE CIÓN DE DATOS DATOS DEL MAPEO MAPE O GEOLÓGIO-ESTRUCTURAL


1 RESUMEN DE LOS PROCEDIMIENTOS DEL MAPEO GEOLOGICO ESTRUCTURAL

La interpretación de los datos geológicos estructurales del mapeo superficial o subterráneo es usado como base para definir dominancias estructurales, identificar características de estructuras mayores y determinar posibles modos de deslizamientos cinemáticos. Los datos requeridos se pueden obtener a partir del método de mapeo de línea de detalle, mapeo de conjunto de fracturas, mapeo de afloramiento o de mapeo por ventanas.

El objetivo principal del programa de la toma de datos geológicos es registrar todos los datos relevantes de un modo organizado y lógico, luego almacenarlos de modo que sean fácilmente recuperados.

Esta documentación esboza los métodos usados para reunir los datos del mapeo superficial detallado. Un formato de mapeo geológico-estructural ha sido diseñado para registrar los datos estructurales superficial y subterráneo (Fig. 1). El propósito principal de este formato es registrar la orientación de las características estructurales como son: fallas, junturas, planos de estratificación, etc. para usarlos en el análisis geológicos estructurales y cinemáticos. Sin embargo también es usado para registrar propiedades físicas del relleno y la superficie de discontinuidad (tipo y espesor del relleno, presencia de agua, forma, rugosidad), propiedades del grupo de discontinuidades estructurales (espaciamiento, numero de estructuras, continuidad y condición final). Estas propiedades son a menudo útiles en la evaluación general de las características del macizo rocoso.

Cada grupo de medidas se describe en la parte superior del formato de mapeo dando al grupo un nombre único y especificando las coordenadas y elevación de las observaciones. Si los métodos de mapeo de fracturas, afloramientos o ventana son usados, estas coordenadas se aplicarán a todas las observaciones hechas. Si el método traverse es usado, estas coordenadas se aplicarán para el punto inicial del traverse. El Trend, el Plunge y la longitud del traverse deben luego ser registrados de tal manera que las ubicaciones de las discontinuidades mapeados a lo largo del traverse puedan ser determinadas, con relación al punto inicial del traverse. Otra información importante (Cliente/Proyecto, # del proyecto, mapeadores, fecha), es también registrada en la parte superior del formato.

Con cada grupo de mediciones, cada discontinuidad es descrita de acuerdo a su posición, tipo de roca, dureza de la roca, tipo de estructura, orientación, propiedades físicas del relleno y superficie de discontinuidad y las propiedades del grupo de discontinuidades estructurales. Cada una de estas observaciones, es descrita en detalle abajo. Por conveniencia, si el sistema traverse es usado, el traverse avanza de izquierda a derecha a través de la superficie que se mapea. (Sentido horario alrededor del tajo abierto a lo largo del afloramiento).

El sistema de traverse es el más adecuado para el mapeo de tajo, donde una simple orientación de traverse puede ser asignada para una considerable longitud del banco del tajo. Se deberá iniciar un nuevo traverse cuando la orientación de la cara del banco cambie significativamente. En cambio este sistema puede no ser adecuado para mapeo de afloramientos donde las características estructurales pueden ocurrir err áticamente, fuera del afloramiento. En este caso, dependiendo de su tamaño, el afloramiento puede estar asignando a una cierta ubicación (norte, este, elevación) sin especificar orientación. A cada característica estructural podría luego asignarle una distancia cero, asumiendo que todas las características ocurran en un punto del afloramiento. Lo grandes afloramientos pueden ser divididos en 2 o más traverse o estaciones (ubicaciones) para mayor exactitud.

Finalmente, las condiciones variaran de proyecto a proyecto y se deberá escoger a discreción un sistema para ubicar los traverse.

Como mencionamos arriba, la parte superior del formato de mapeo geológico estructural, contiene datos relevantes al grupo de observaciones. El resumen de datos se relacionarán a todos los subsecuentes datos ingresados en las hojas. Cada ingreso es descrito en detalle abajo:

TRAVERSE/ESTACION: El traverse o nombre de la estación, puede ser mayor de 10 caracteres (alfa y/o numéricos).

NORTE, ESTE, ELEVACION: Estas coordenadas pertenecen a la ubicación del inicio del traverse o la ubicación de la estación y puede ser ingresada en el sistema de coordenadas mas conveniente (UTM, coordenadas de malla de mina, etc) usando las mismas unidades como distancia; una exactitud de 0.1 m ó 0.1 pie es suficiente.

3 TREND:

Orientación referida a la dirección de azimuth del Traverse (si es aplicable) desde el inicio hasta el final, y es ingresado como azimut de 3 dígitos desde 000 a 360 °

°

(ejemplo Norte es 000 , este es 090 , etc.); la orientación puede ser medida en el °

°

campo usando una brújula, o calculado a partir de la ubicación conocida del punto de inicio y punto final del traverse.

PLUNGE:

El plunge (angulo de inmersión) se refiere a la pendiente del traverse (si es aplicable) y es ingresado como un número de 2 dígitos desde +90 (verticalmente °

hacia abajo) a -90 (verticalmente hacia arriba). El plunge puede ser ingresado en °

el campo usando una brujula o clinómetro o calculado a partir de la ubicación conocida del punto de inicio y punto final del traverse.

LONGITUD: Longitud total del traverse (si es aplicable), usando las mismas unidades de las coordenadas del traverse.

SISTEMA DE MAPEO: Este se refiere al sistema de mapeo que se usará y se ingresa como 1, 2, 3 o 4, tal como se describe a continuación.

Cuatro sistemas de mapeo están disponibles, los cuáles están basados en los métodos usados para obtener la orientación de las discontinuidades geológicas.

Sistema de Mapeo 1.-El buzamiento es registrado en la columna del buzamiento BUZ con un número de 2 dígitos desde 01 a 90 (vertical). La dirección del buzamiento es registrada en la °

°

columna DIR-B como una azimut de 3 dígitos desde 000 a 360 . La columna del RUMBO °

°

queda en blanco.

Sistema de Mapeo 2.- El rumbo es registrado en la columna del RUMBO como un número de 3 dígitos desde 000 a 360 ; esto debe ser registrado de manera que cuando miramos en la °

°

dirección del rumbo, la discontinuidad este buzando a la derecha (la regla de la mano derecha). El buzamiento es registrado en la columna BUZ con un número de dos dígitos desde 01 a 90 °

°

(vertical). La columna de la dirección del buzamiento DIR-B se dejará en blanco.

Sistema de Mapeo 3.- El rumbo es registrado en la columna de RUMBO con un número de 3 dígitos desde 000 a 180 . El buzamiento es registrado en la columna de BUZ con un número °

°

de 2 dígitos desde 01 a 90 (vertical). La dirección del buzamiento es registrada en la columna °

°

de DIR-B como N, S,E,O, NE, NO, SE or SO para indicar la dirección o cuadrante hacia el cual buza la discontinuidad.

Sistema de Mapeo 4.- Este sistema está diseñado para ubicaciones donde una brujula convencional no es práctica debido a interferencia magnética. En este caso una regla angular de carpintero (clinómetro) es usado para mapear. El rumbo es registrado en la columna de RUMBO como ángulo horario (000 a 180 ), entre la dirección de la orientación de traverse °

°

(mirando a lo largo del traverse desde el inicio al final) y la línea de rumbo de la discontinuidad.


5 El buzamiento es registrado en la columna del DIR-B como positiva (+) si los buzamiento de la discontinuidades avanzan en dirección positiva o hacia la dirección del traverse y como negativa (-) si los buzamientos de las discontinuidades avanzan en dirección negativa o en dirección contraria al traverse.

Un ejemplo del uso de los cuatro sistemas es dado en la Fig. 2.

La parte principal de la hoja de mapeo es para registrar datos relacionados a observaciones individuales de discontinuidades estructurales a lo largo del traverse. Se debe tener cuidado al momento de discriminar entre las características geológicas estructurales relevantes e irrelevantes respecto a la naturaleza del proyecto. Cada línea en la hoja de mapeo es para registrar observaciones de una discontinuidad. Antes de empezar el programa de recopilación, es necesario estandarizar códigos para diversos parámetros. La siguiente descripción es proporcionada para aclarar la toma de datos (referido al formato de mapeo geológico estructural - Fig. 1)

DISTANCIA: Distancia que se toma a lo largo del traverse desde una discontinuidad estructural a otra; las unidades deben concordar con la de las coordenadas del traverse de la parte superior del formato; la distancia es generalmente registrada lo más cerca a 0.1m ó 0.1 pie.

LIT.:

Litología de la pared de la roca, un código de 3 letras; lugar específico.

DUR.:

Dureza de la pared de la roca, así como indica la tabla de durezas ISRM esquematizada en Tabla I, una precisión de + 0.5 es suficiente.

ESTR.:

Tipo de estructura, un código de 2 letras; los siguientes códigos son sugeridos:

Plano Axial (AP).- La superficie uniendo las líneas de máxima curvatura en capas sucesivas de un pliegue.

Estratificación (BG).- Capas regulares en rocas sedimentarias, paralelas a la superficie de depositación.


TABLA I 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

El pulgar penetra varias pulgadas facilmente

S3

Arcilla firme

S4

Arcilla sólida

S5

Arcilla muy sólida Se indenta sin esfuerzo con la uña

S6

Arcilla dura

R0

RANGO APROX. DEL ESFUERZO COMPRESIVO UNIAXIAL (MPa) (p.s.i) <0.025

<3.5

0.025 - 0.05

3.5 - 7

El pulgar puede penetrar varias pulgadas con esfuerzo moderado

0.05 - 0.10

7 - 14

Se indenta facilmente con el pulgar, pero penetra solamente con gran esfuerzo

0.10 - 0.25

14 - 35

0.25 - 0.50

35 - 70

>0.50

>70

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 rasgarse con una navaja

1.0 - 5.0

145 - 725

R2

Roca débil

Puede rasgarse con dificultad con una navaja, se indenta superficialmente con la punta de la picota

5.0 - 25

725 - 3600

R3

Roca medianamente fuerte

No puede ser rasgado o pelado con una navaja, el especimen se puede fracturar con un simple golpe de picota

25 - 50

3600 - 7250

R4

Roca fuerte

El especimen requiere mas de un golpe de picota para ser fracturada

50 - 100

7250 - 14,500

R5

Roca muy fuerte

El especimen requiere muchos golpes de picota para ser fracturado

100 - 250

14,500 - 36,000

R6

Roca estremada- El especimen sólo es rasgado por la mente fuerte picota

>250

>36,000

Se indenta con dificultad con la uña

NOTAS: 1. Basado en la publicación de la Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas: Brown, E.T. ed. "Monitoreo y pruebas de la caracterización de las Rocas". Pergamon, 1981. 211pp. 2. Los grados de S1 a S6 se aplica para suelos cohesivos, por ejemplo arcillas, arcillas limosas, y combinaciones de limos y arenas, generalmente de drenaje lento. El esfuerzo de las discontinuidades de las paredes generalmente se caracterizará por los grados R0 - R6 (para roca)mientras que S1 - S6 (para arcilla) se aplicará para relleno de discontinuidades (ver relleno).

Contacto (CN).- una superficie entre dos tipos de roca.

Dique (DK).- un cuerpo de roca ignea que corta a través de la estructura de una roca adyacente antigua.

Falla (FL).- Una fractura en un macizo rocoso a lo largo del cuál habido un desplazamiento obvio.

Foliación (FN).- Superficie paralela a las capas que componen las rocas metamórficas.

Gneisstosidad (GS).- Superficie paralela a las capas litologicas en rocas metamórficas.

Juntura (JN).- Una fractura en una masa rocosa a lo largo de la cuál no ha habido desplazamiento identificable; el tipo genético de las junturas puede ser registrado si se conoce (ejemplo, juntura tectónica (TJ), juntura estratificación (BJ), juntura cruzada (XJ) etc.).

Grupo de Junturas (JS).- Un grupo reconocido de junturas las cuáles tienen aptitud y longitud común; el espaciamiento y la frecuencia de estas junturas se registrará; el nombre del grupo de junturas (J1, J2, etc.) puede también ser registrado, si se conoce.

Esquitosidad (SC).- Superficie de debilidad en rocas metamórficas definida por la orientación preferencial de minerales metamórficos.

Cizalla (SR).- Superficie de cizalla sin desplazamiento reconocido; ésta puede ser reconocido por las estrias,

Sill (SL).-Un cuerpo tabular de roca ignea inyectado entre la estratificación de rocas sedimentarias o a lo largo de planos de foliación de rocas metamórficas.

Tensión Crack (TC).- Una rasgo tensional el cuál esta en forma abierta y plana.


7

Inconformidad (UC).- Una superficie erosionada cubierta por rocas sedimentarias o volcánicas.

Vena (VN).- Una fractura en una masa r ocosa con un relleno aparentemente inyectado al mismo tiempo que se formó la fractura.

RUMBO:

Rumbo, el azimut de una línea horizontal en el plano de discontinuidad; el rumbo es registrado dependiendo del sistema de mapeo que se está usando, una guía es dada a continuación:

Sistema 1.- en blanco.

Sistema 2.- rumbo de la discontinuidad, obedece a la regla de la mano derecha, un azimuth entre 000 y 360 . °

°

Sistema 3.- Rumbo de la discontinuidad, un azimuth entre 000 y 180 . °

°

Sistema 4.- Rumbo de la discontinuidad, medido en sistema horario relacionado a la orientación del traverse; un azimuth entre 000 y 180 . °

BUZ:

°

Buzamiento, el máximo ángulo entre la discontinuidad y la horizontal; el buzamiento es el mismo para todo sistema de mapeo.

DIR-B:

Dirección de Buzamiento, la dirección en la cuál la discontinuidad está buzando; la dirección es registrada dependiendo del sistema de mapeo usado.

Sistema 1.- Dirección de buzamiento de la discontinuidad; un azimuth entre 000 y °

360 . °

Sistema 2.- en blanco.

Sistema 3.- Una clasificación (N,S, E, O, NE, NO, SE, o SO), para indicar la dirección o cuadrante hacia el cuál la discontinuidad estaría buzando.


Sistema 4.- Una clasificación (+/-) para indicar la dirección, relacionada a la orientación del traverse hacia la cuál la discontinuidad estaría buzando.

Nota: Cualquiera de los cuatro sistemas descritos arriba puede ser usado, dependiendo de la situación o preferencia del personal implicado. En la parte superior del formato de debe colocar un número correspondiente al sistema 1, 2, 3 o 4.

RELL:

Tipo de relleno, un código de una letra; el relleno será ingresado en órden, primero será el más abundante, el tercero será el menos abundante; los siguientes códigos son sugeridos:

Aire (A).- un vacío entre las paredes. Suelo - Arcilla (C), Tierra (S) Calcita (Z).- suave, a veces blanca, soluble en ácido. Clorita (K).- mineral de arcilla, frecuentemente verde. Detritus (D).- pequeños fragmentos dentro de una fractura abierta. Evaporitas (E).- yeso, halita, anhidrita. Feldespato (F).- duro, frecuentemente rosado, insoluble, buen clivaje, fácil de alterarse. Gauge (G).- La pared de la roca esta frecuentemente se empieza a mover a lo largo de una falla. El gauge es el resultado de la alteración acelerada de los materiales de grano fino. Brecha (B).- fragmentos de roca angulares consolidados mas grandes que las partículas de arena, resultado de un fallamiento. Mineral (O).- Sulfuros, etc. Cuarzo (Q).- Duro, blanco, insoluble.

A:

Agua, código numérico, indica la presencia o ausencia de agua en materiales en el relleno de junturas o en el plano de discontinuidad en general; las siguientes categorías son sugeridas:

0 - La discontinuidad está sellada; no es posible flujo de agua.


9 1 - La discontinuidad es estrecha; no parece posible flujo de agua. 2 - La discontinuidad está seca con evidencia de flujo de agua. 3 - La discontinuidad es húmeda; no presenta agua libre. 4 - La discontinuidad muestra filtraciones u ocasionales gotas de agua; no hay flujo continuo. 5 - La discontinuidad muestra un flujo continuo de agua.

F:

Forma de la discontinuidad estructural , código de una letra; los siguientes códigos son sugeridos:

Plana (P) Curva (C) Ondulada (U) Escalera (S) Irregular (I)

R:

Rugosidad de la superficie de discontinuidad ,

código numérico; las siguientes

características son sugeridas:

1 - estriada o pulida 2 - liza 3 - surcos definidos 4 - pequeños escalones 5 - muy rugoso 6 - sellada

ESP:

Espesor del relleno de la discontinuidad ; la siguiente escala de categorías es sugerida:

A - 0 mm. (Cerrada) B - 0 a 5 mm. C - 5 a 10 mm. D - 1 a 2 cm. E - 2 a 5 cm.


F - 5 a 10 cm.

El espesor más grande de 10 cm deberá ser registrado al 0.1m. (Ej. 01, 02, etc.); si el espesor de relleno es mayor que 9.9m, se deberá registrar por separado los tipo de roca; se deberá establecer una escala similar para unidades Imperiales.

ESPC:

Espaciamiento de discontinuidades en un grupo; esto será registrado donde se identifiquen varias discontinuidades de características similares de orientación, longitud y superficiales.

NOTA: Las unidades para espaciamiento y la continuidad (descrita abajo), deberán ser consistente y deberán ser del mismo sistema como la distancia (ej. métrico o imperial). Por ejemplo se sugiere que la distancia y la continuidad sean registradas en metros o pies y el espaciamiento será registrado en centímetros, o décimas de pies.

N/E:

Número de estructuras en un grupo de discontinuidades; éste es registrado donde se identifiquen varias discontinuidades de similares características de orientación, longitud y superficiales; para especificar el número de estructuras, la orientación y otros parámetros se necesita registrar solo una vez.

NOTA: El número de estructuras (N/E) en exceso de cuatro o cinco (o 2% del total de la población de discontinuidades, cualquiera que sea el menor) no deberá ser registrado, porque una alta duplicidad tiende a un sesgo y distorsión en las proyecciones estereográfica; si existe un gran número de estructuras con similar orientación se debe tomar mas que una observación para representar el grupo.

C:

Continuidad , la traza visible de longitud de la discontinuidad en el afloramiento o banco del tajo (véase nota arriba con respecto a las unidades), la continuidad es generalmente registrada lo más cerca a metros o pies.

CF:

Condición final , el número de grados de incertidumbre de la longitud de traza de la discontinuidad, si un final de la estructura esta continuando fuera de la cara de la roca que se mapea; hay un grado de incertidumbre y E es registrado como 1; si


11 ambos finales están continuando fuera de la cara, hay dos grados de incertidumbre y E es registrado como 2; si ambos finales pueden verse, no hay incertidumbre con respecto a la longitud de la estructura y E es registrada como 0 o se deja en blanco.

SECTOR TALUD: Sector del Talud , un número de 2 dígitos (entre 1 y 99, inclusive); usado en excavaciones de taludes (taludes de tajo, corte de carretera, etc.) para definir áreas con una orientación general del talud, usada en conjunto con la dominancia estructural (descrita abajo) para definir

diseño de sectores;

puede ser usado para

organizar base de datos pero no es obligatorio que éste sea registrado.

DOM-STRUCT: Dominancia Estructural , un código de 3 letras, usado para dividir el masivo rocoso dentro del área con similares características en ingeniería geológica, geología estructural, esfuerzo, y agua subterránea, éste es el principal medio de organizar usado por dBASE, pero nuevamente, no es obligatorio; la ubicación inicial de las dominancias estructural (anterior a cualquier análisis estructural), deberá estar basado en una opinión de ingeniería; esto puede y probablemente será cambiado.

DIPS 2.2, desarrollado por el Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Toronto, es un programa el cual facilita el análisis iteractivo de las orientaciones de los datos geológicosestructurales. Específicamente puede usarse para preparar proyecciones estereográficas y para analizar población de discontinuidades. El formato de mapeo geológico estructural esta preparado para que los datos puedan ser fácilmente ingresados dentro de la base de datos y manipulados de forma tal que es compatible con DIPS 2.2 usando programas desarrollados internamente.


F O R M A T O D E M A P E O G E O L O G I C O - E S TR U C T U R A L CLIENTE/PROJECTO:

PROJECTO #:

TRAVERSE:

NORTE:

ESTE:

ORIENTACION AL INICIO DEL TRAVERSE - TREND: DISTANCIA ( )

MAPEADOR:

DUR. ESTR.

RUMBO

BUZ

ELEVACION:

PLUNGE:

ORIENTACION LIT.

DIR-B

1

2

3

LONGITUD:

ESP. ESPC.

RELLENO

A

F

R

( )

( )

FECHA:

SISTEMA DE MAPEO:

C N/E

( )

CF

COMENTARIOS

SECTOR

DOM

T AL UD

E ST RU CT

STRUCTURAL-MAP.XLS


FIG. 1

NORTE TREND DE TREND DE TRAVERSE

TRAVERSE

NORTE

Pag

de

NORTE TREND DE TREND DE TRAVERSE

TRAVERSE

PLANO A RUMBO BUZ. SISTEMA 1

45

SISTEMA 2

035

45

SISTEMA 3

035

45

SISTEMA 4

050

45

NORTE

PLANO B

DIR-B

RUMBO BUZ.

125

70

DIR-B 220

130

70

SE

130

70

SO

—

145

70

—

FIG. 2

LAS TECNICAS DEL REGISTRO GEOMECÁNICO DE NUCLEOS DE PERFORACIÓN


RESUMEN DE LAS TECNICAS DEL REGISTRO GEOMECANICO DE NUCLEOS DE PERFORACION La competencia del macizo rocoso se obtiene a partir de una evaluación de la roca expuesta en el tajo abierto o en núcleos 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 geotecnicas de los testigos de roca los 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 rut ina 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.

La presente documentación describe una técnica sugerida para el registro geotécnico de los núcleos de perforación basada en un formato, donde es posible hacer análisis estadístico de los datos del registro de los núcleos de perforación y la estimación de la calidad y el esfuerzo del macizo rocoso.

Es importante resaltar que los mejores datos de la competencia del núcleo puedan ser colectados por el inspector de la perforación en el lugar de la perforación antes de que el núcleo se rompa o se pierda información debido al excesivo manipuleo, cuarteo o resequedad.

Los datos de los diferentes parámetros deben ser tabulados en el respectivo formato (ver figura 1) y presentados gráficamente por sondajes específicos en secciones geológicas o planos. Los parámetros específicos y el procedimiento para registrarlos pueden variar, dependiendo de las condiciones especificas del lugar.

A continuación se da una descripción de cada uno de l os 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 se mantiene 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 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 El principal tipo de roca para cada corrida se registra usando un código apropiado de tres letras. Si la litología cambia dentro de una corrida, se deberá anotar el contacto y la profundidad en la columna de comentarios, así también las propiedades geomecánicas de cada tipo de roca deberán ser registradas en líneas separadas.

4. RECUPERACION DE TESTIGO La recuperación del testigo se expresa como un porcentaje de la longitud total perforada para cada corrida la cual es marcada con un taco de madera en cada caja. La recuperación es un indicativo de la calidad de terreno que se esta perforando y de la competencia general de la roca. Una baja recuperación puede también ser indicativo de falla. La figura 1 proporciona una columna para registrar la longitud del testigo así como la recuperación calculada, según mejor le convenga al geólogo.

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 1MPa (p.e. Dureza < R1) 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 geólogo.

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 fracturas en la estratificación y el número de fracturas que cruzan son registradas separadamente. Frecuentemente la perforación induce a roturas o fracturas no naturales, las cuales pueden ser registradas como un índice para ser evaluado.

7. CONDICION DE FRACTURA La condición de fractura puede ser registrada usando diferentes técnicas. Para estimar la CSIR Valuación del Macizo Rocoso (RMR) e ingresarlo dentro de la evaluación del esfuerzo del macizo rocoso, la condición de fractura presentada por Bieniawski (1976) puede ser seleccionada como se resume en la tabla I. Se examina la condición general de las fracturas y se escoge una valuación entre 0 y 25 para la condición de fracturas en cada corrida. (ver tabla I)

8. GRADO DE FRACTURAMIENTO El grado de fracturamiento es una estimación visual, y por lo tanto la estimación de la calidad de la roca en términos de fractura o rotura es subjetiva. Las categorías generales, los equivalente numéricos y las descripciones de calidad están dadas en la tabla II. La categoría del grado de fracturamiento se registra en cada corrida usando las categorías (A, A-, A+, etc.) como se resume en la tabla II y como se muestra en la fotografía ilustrada en la figura 2.

9. GRADO DE INTEMPERISMO/ALTERACIÓN El intemperismo superficial, hidrotermal u otra forma de alteración puede dar como resultado una significativa reducción en la competencia y esfuerzo de las rocas. El propósito de ésta clasificación es proporcionar una cualitativa evaluación de los efectos de tales procesos o sea la relación esfuerzo/competencia de la roca. Se sugiere la siguiente clasificación:

A – Suelo Residual - La textur a original de la roca se encuentra destr uida. 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 se decolora y el esfuerzo se reduce significativamente debido al intemperismo. D – Moderadamente intemperizada/alterada - la roca se decolora pero el esfuerzo solo se afecta débilmente – discontinuidades intemperizadas. E – Debilmente intemperizada/alterada - El esfuerzo 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 (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 son probablementes variables, 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 desarrollar categorización apropiada para correlacionar con otras propiedades geomecánicas, tales como dureza, RQD, Grado de Fracturamiento, etc.

10. DUREZA Un simple esquema para clasificar suelos o rocas de acuerdo con su consistencia o dureza esta dada en la tabla III. Usando este esquema, una razonable primera estimación del esfuerzo compresivo sin confinar (qu) del material puede ser dado. Con un mínimo de experiencia se puede establecer en el campo el rango completo de la clasificación, mediante el uso de los dedos, navaja de bolsillo y una picota. La dureza será registrada en la respectiva columna del formato de registros, usando codigos alfanumericos de la tabla III. Una vez que se gana experiencia es posible determinar valores de dureza cercanos al 0.5, p.e. R1.5, R2.0, R2.5, etc.

Se debe apreciar que los requerimientos para el registro geotécnico pueden variar, dependiendo del tipo de depósito, tipo de roca e intemperismo/alteración agrupadas. Por esta razón, el sistema de registros deberá ser flexible y puede requerir algún cambio al gusto del cliente para un depósito particular.

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, 1976) A. Clasificación de los parámetros y su evaluación PARÁMETROS

1 2 3

ara es os rangos bajos es preferible usar prueba UCS 10-25 3-10 1-3 Mpa Mpa Mpa

Indice de carga puntual

>8 MPa

4-8 MPa

2-4 MPa

1-2 MPa

Resistencia a la compresión uniax.

>200 MPa

100-200 MPa

50-100 MPa

25-50 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

>3 m

1-3 m

0.3-1 m

50-300mm

<50mm

Valuación

30

25

20

10

5

Condición de fracturas

Superficies muy rugosas. Sin continuidad. Sin separación. Paredes de roca dura.

Valuación

25

Resistencia de la roca inalterada

4

5

ESCALAS DE VALORES

Cantidad de infiltración, por 10m de lon de tunel Ratio: presión del Agua agua en las fisuras / Subterranea Esfuerzo principal ma or Condiciones generales

Valuación

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.

12

6

0

Ninguna

<25 lt/min

25-125 lt/min

>125 lt/min

0

0.0-0.2

0.2-0.5

>0.5

Totalmente seco

Sólo húmedo

Ligera presión de agua

Serios problemas de agua

7

4

0

20

10

B. Ajuste de la valuación por orientación de fisuras. Rumbo y buzamiento de fisuras

Rating

Muy favorable

Favorable

Regular

Desfavorable

Muy desfavorable

Tuneles

0

-2

-5

-10

-12

Cimentaciones

0

-2

-7

-15

-25

Taludes

0

-2

-25

-50

-60

C. Clasificación de rocas según el total de valuación. Rating

100-81

80-61

60-40

40-21

<20

Clasificación N°

I

II

III

IV

V

Descripción

Roca muy buena

Roca buena

Roca regular

Roca mala

Roca muy mala

II

III

IV

V

D. Significado de la clasificación del macizo rocoso. Clasificación N° Tiempo medio de sostén

I

10 años- claro de 5 m. 6 meses-claro de 4 m. 1 semana-claro de 3 m. 5 horas-claro de 15 m.

10 minutos-claro de 0.5 m.

Cohesión de la masa rocosa

>300kPa

200-300 kPa

150-200 kPa

100-150 kPa

<100kPa

Angulo de fricción de la masa rocosa

>45°

40°-45°

35°-40°

30°-35°

<30°

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+

EE E+

<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 <5cm. Roca fracturada - espaciamiento de fracturas <5cm.

5 a 10 cm

Espaciamiento medio de roturas 5 a 7.5cm. Espaciamiento medio de roturas 7.5cm. Espaciamiento medio de roturas 7.5 a 10cm.

10 11 12

10 a 20 cm

Espaciamiento medio de roturas 10 a 15cm. Espaciamiento medio de roturas 15cm. Espaciamiento medio de roturas 15 a 20cm.

13 14 15

>20 cm

Espaciamiento medio de roturas 20 a 30cm. Espaciamiento medio de roturas 30cm. Espaciamiento medio de roturas >60cm.

NOTAS:

1. Se incluye todas las roturas, tanto naturales como de perforación/manipuleo inducidas. 2. Se debe tener cuidado para identificar zonas de falla (p.e. categoria A). Sin embargo, para otros Grados de Fracturamiento, la categoria se debería promediar en base a la longitud de corrida.

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 rasgarse con una navaja

1.0 - 5.0

145 - 725

R2

Roca débil

Puede rasgarse con dificultad con una navaja, se indenta superficialmente con la punta de la picota

5.0 - 25

725 - 3600

R3

Roca medianamente fuerte

No puede ser rasgado o pelado con una navaja, el especimen se puede fracturar con un simple golpe de picota

25 - 50

3600 - 7250

R4

Roca fuerte

El especimen requiere mas de un golpe de picota para ser fracturada

50 - 100

7250 - 14,500

R5

Roca muy fuerte

El especimen requiere muchos golpes de picota para ser fracturado

100 - 250

14,500 - 36,000

R6

Roca estremada- El especimen sólo es rasgado por la mente fuerte picota

>250

>36,000

Se indenta con dificultad con la uña

NOTAS: 1. Basado en la publicación de la Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas: Brown, E.T. ed. "Monitoreo y pruebas de la caracterización de las Rocas". Pergamon, 1981. 211pp. 2. Los grados de S1 a S6 se aplica para suelos cohesivos, por ejemplo arcillas, arcillas limosas, y combinaciones de limos y arenas, generalmente de drenaje lento. El esfuerzo de las discontinuidades de las paredes generalmente se caracterizará por los grados R0 - R6 (para roca)mientras que S1 - S6 (para arcilla) se aplicará para relleno de discontinuidades (ver relleno).

FORMATO DE REGISTRO DE TALADROS GEOMECANICOS

CLIENTE/PROYECTO: SONDAJE:

_______________________________

________________________

ORIENTACION DEL COLLAR - AZIMUT: PROFUNDIDAD ( )

NORTE:

PROYECTO:

_____________________

_______________________

LONG. RECUP'N LITOLOGIA DE ( ) CORRIDA

RQD ( )

_________________

NUMERO DE FRACTURAS

INCLINACION:

ESTE:

GEOLOGO:

_______________

____________________

____________________

COND. GRADO GRADO DE DE ALT'N / DUREZA FRACT. FRACT. INTEMP

COTA:

FECHA: _______________ _______________________

DIAMETRO DEL NUCLEO: ________________

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Manual Geotecnico

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