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Mapeo geotécnico, según Bieniawski (1989)

Carolina Guerrero Díaz Rodolfo Oetiker Cordero Profesor: David León Arenas

GEOTECNIA

Mapeo geotécnico, Geotecnia

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 2 OBJETIVO GENERAL .................................................................................................................... 3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................................................................... 3 METODOLOGÍA........................................................................................................................... 4 Trabajo en terreno .................................................................................................................. 4 Trabajo en gabinete ................................................................................................................ 4 UBICACIÓN ................................................................................................................................. 5 MAPA GEOLÓGICO DEL SECTOR DE ESTUDIO ............................................................................... 6 DESCRIPCIÓN DEL MACIZO ROCOSO .................................................... ........................................ 7 ANÁLISIS ESTRUCTURAL ..................................................... .................................................... ... 10 CARTILLA DE MAPEO GEOTÉCNICO...................................................... ...................................... 12 CONCLUSIÓN ............................................................................................................................ 13

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INTRODUCCIÓN La clasificación geomecánica RMR, también conocida como clasificación geomecánica de 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. Permite hacer una clasificación de las rocas 'in situ' y estimar el tiempo de mantenimiento y longitud de un vano. Se utiliza usualmente en la construcción de túneles, de taludes y de cimentaciones. Consta de un índice de calidad RMR (Rock Mass Ratting), independiente de la estructura, y de un factor de corrección.

El RMR contempla los siguientes parámetros: Resistencia a la compresión simple de la matriz rocosa R.Q.D Espaciado de las discontinuidades Condiciones de las discontinuidades Presencia del Agua, en un macizo rocoso Orientación de las discontinuidades La suma de los 5 primeros parámetros permite determinar el RMR básico. El resultado de la suma del RMR básico y el factor de ajuste (el factor de ajuste es negativo) es el índice final RMR, que puede variar entre 0 y 100, y que clasifica los macizos rocosos en cinco clases. En el presente informe, se entregará un detalle del mapeo geotécnico realizado utilizando la clasificación de Bieniawski 1989, el cual se desarrolló en el sector de estudio ubicado en las cercanías de la Universidad de Atacama.

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OBJETIVO GENERAL Realizar un mapeo geotécnico del sector escogido

OBJETIVOS ESPECÍFICOS Caracterizar según parámetros geotécnicos el macizo rocoso. Definir estructuras y litologías presentes en el macizo rocoso.

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METODOLOGÍA

Trabajo en terreno 

Se procedió a localizar el sector en donde se realizará el mapeo geotécnico.



Determinación de características estructurales y litológicas del macizo rocoso, las cuales incluyeron, toma de diez medidas por cada juego de discontinuidades y el análisis de las litologías presentes, entre ellas, tipo de rocas, relleno, alteraciones, etc.



Llenado de cartilla de mapeo geotécnico, según Bieniawski (1989).

Trabajo en gabinete 

Luego de obtener las mediciones en el terreno de las estructuras presentes, se procedió a realizar el ploteo de las estructuras en el programa Dips, a fin de obtener una dirección y un manteo preferente.



Realización de informe, con detalles del macizo rocoso, en donde además se incluyó la cartilla de mapeo realizada en terreno.

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UBICACIÓN El área de estudio se localiza cuidad de Copiapó, III Región de Atacama, en la Sierra Candelero, en las cercanías de la Universidad de Atacama. Los vértices del área se muestran en la tabla 1.

Vértice

Norte (m)

Este (m)

Atura (m)

1

6973005.33

366142.53

377

2

6972997.28

366190.16

375

3

6972948.07

366180.15

380

4

6972955.45

366135.01

383

Tabla 1: vértices con la ubicación del sector de estudio.

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MAPA GEOLÓGICO DEL SECTOR DE ESTUDIO

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DESCRIPCIÓN DEL MACIZO ROCOSO El macizo rocoso presente en el sector de estudio, se caracteriza por estar compuesto por minerales de plagioclasa, hornblenda, biotita, lo que corresponde a una roca diorita, de grano medio-fino, con textura equigranular. Se observó que el macizo rocoso presenta dos tipos de alteraciones, las cuales son alteración de epidota y de sílice, ésta última entrega una gran dureza a la roca (esto se demostró al golpearla con el martillo geológico). En el sector de estudio se observaron dos sistemas estructurales predominantes con distintas orientaciones, de las cuales se tomaron un total de diez medidas, a fin de dejar evidenciada dicha situación. Además de observarse la presencia de una brecha de falla, con relleno de arcilla, con una potencia aproximada de 10 cm. en la cual se tomaron tres mediciones a fin de obtener una orientación preferencial: 130/30; 155/20; 160/20.

Estructura correspondiente a falla

Fig. 1: Las líneas rojas corresponden al sistema de diaclasado y la línea amarilla a la falla encontrada en el sector

Fig. 2: Tipo de roca encontrada en el sector de estudio correspondiente a diorita.

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Alteración de epidota

Fig. 3: roca alterada a epidota.

Relleno de arcilla

Fig. 4: Brecha de falla en donde se observa el relleno y potencia.

Descripción de las discontinuidades El tipo de estructura corresponde a sistema de diaclasas (JS), en ambos casos, el primero de ellos (tabla 2), tiene una orientación preferente vertical, mientras que el segundo (tabla 3), muestra una orientación preferente horizontal. El segundo tipo de estructuras corresponde a falla (FT)

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Fig. 5: juego de estructura correspondiente a

Fig. 6: juego de estructura correspondiente a

diaclasa, con orientación vertical.

diaclasa, con orientación horizontal.

Orientación Dip

Orientación

DipDir

Dip

DipDir

78

30

310

5

77

32

307

2

84

42

311

3

84

35

330

4

77

50

311

6

72

50

250

1

72

38

315

3

90

25

255

4

74

42

320

3

77

46

270

4

Tabla

2:

Tabla

3:

mediciones correspondientes al primer juego de discontinuidades con orientación horizontal.

mediciones

correspondientes al primer juego de discontinuidades con orientación vertical.

Durante el mapeo realizado en el sector de estudio, se observó que los dos juegos principales de discontinuidades tienen características geotécnicas similares, es decir, para la realización del mapeo geotécnico se tomará sólo un dato para el ll enado de la cartilla, el cual será obtenido a través del programa Dips, teniendo como única diferencia la ori entación de

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estos dos juegos. Además de que los juegos de diaclasas tienen una frecuencia de fracturas de cuatro fracturas por metro.

ANÁLISIS ESTRUCTURAL

Fig. 7: Proyección estereográfica de la falla y sistemas de diaclasa presentes en el área.

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Fig. 8: En la imagen se aprecia los esfuerzos principales que corresponden a las diaclasas verticales (diaclasas 1) y diaclasas horizontales (diaclasa 2). Los rellenos entre las discontinuidades están compuestos principalmente por arcillas y carbonatos, siendo estos últimos el principal relleno, los cuales presentan un espaciamiento pequeño menor a 5 mm.

Relleno de arcillas y carbonatos

Fig. 3: relleno encontrado en el macizo rocoso correspondiente a arcillas y calcita.

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CARTILLA DE MAPEO GEOTÉCNICO

Parámetro

Valor

Espac. Disc, (cm)

20-60

Largo (m)

Puntaje

Parámetro

10

Valor

Espac. Disc, (cm)

Puntaje

> 200

20

10 - 20.

1

Largo (m)

> 20

0

0.1-1

4

Apertura (mm)

>5

0

<5

2

Relleno (mm)

<5

2

levemente rugoso

3

Rugosidad

levemente rugoso

3

S

15

Cond. De aguas

S

15

Favorable

-2

Ajus. Orient.

Favorable

-2

90-100

20

RQD %

25 - 50

8

R.C.S

>250

15

R.C.S

25 - 50

4

Alteración

Débil

5

Débil

5

Apertura (mm) Relleno (mm) Rugosidad Cond. De aguas Ajus. Orient. RQD %

FF/m

Tabla

4

Alteración FF/m

0

RMR

73

RMR

55

GSI

68

GSI

50

4:

datos con puntajes de RMR, correspondiente a sistemas de diaclasas presentes en el macizo rocoso.

Tabla

5:

datos con puntajes de RMR, correspondiente a la falla presente en el macizo rocoso.

Para poder determinar el RMR total del macizo rocoso, se promediarán los dos RMR y GSI correspondientes al sistema de diaclasas y a la falla, lo que da un valor de RMR de 64 y de GSI de 59.

Descripción de la labor La labor tendrá una altura de 6.5 metros, con un largo de 50 metros, será de carácter permanente por lo que el E.S.R es de 1.6, será utilizada como rampa principal para acceso al mineral.

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CONCLUSIÓN De acuerdo con el análisis y el mapeo geotécnico realizado en el sector de estudio, se determinó en base al método de clasificación de Bieniawski (1989), que el macizo rocoso tiene un RMR de 64, de clase II, lo que indica que la calidad del macizo corresponde a buena. Según los datos obtenidos y de acuerdo al gráfico de

“Estimación de diseño

de

fortificación mediante índice de calidad Q de Barton 74, se concluye que el sistema de fortificación para la labor a desarrollar debe estar compuesta por pernos sistemáticos y malla. En base al análisis de las estructuras principales de diaclasas y falla, se determinó que la orientación de la galería debe ser N10E, esto con el fin de obtener una mayor perpendicularidad en su diseño con respecto a las estructuras encontradas en el sector de estudio.

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