mecánica de rocas

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO ALTIPLANO FACULTA FACUL TAD D DE INGENIERIA CIVIL CI VIL Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNO

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

ASIGNATURA:

MECÁNICA DE ROCAS TEMA:

CARACTERIZACION DE MACIZO ROCOSO DOCENTE:

ING. DICENTE:

DELGADO APAZA, POUL ANDERSON

PUNO - PERU - 2015

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INDICE Pág. 1. GENERALID GENERALIDADES ADES……………. …………….……………… ……………….…………… .…………….……….. .………....…… ..…… 4 1.1Geología...………………….………….………………….…………...…. 4 1.1.1 Ubicación Ubicación...……… ...……………………… …………………..……… …..………….…….... ….……..........… ......…… …4 1.1.2 Topografía….… pografía….………………… ……………………………… ………………….………… ….…………..…... ..…...  1.1.! 1.1.! "i#rol "i#rologí ogía…. a….……… ……………… ……………… ……………… ……………. …….……… ………….… ….….… .…  1.1.4 $la%ificac $la%ificación ión geo&e geo&ec'nic c'nica a #el &aci(o &aci(o roco%o roco%o …………….… …………….… ) 1.1. *n#ice *n#ice #e #e #e%igna #e%ignación ción #e la cali#a cali#a# # #e la roca roca +R,D-….…... +R,D-….…... ) 1.1. Si%/e&a Si%/e&a #e cla%ificac cla%ificación ión R0R………………… R0R………………………………. ……………..…. .….  2. DES$RI$I3 DES$RI$I3N N ARE5IA ARE5IADA DA DE DE L6S AR70ET AR70ETR6S…… R6S…………………. …………….  2.1Re%i%/encia #e la roca ….……………………………………….…..…...  2.2Roc8 ,9ali/: De%igna/ion R,D……………………………………….… ; 2.!Separación en/re <9n/a%………..…………………………………….….. ; 2.4E%/a#o #e la% #iacla%a%…………..………………………………….….. ; 2.re%encia #e ag9a……………………….…………………………..…... ; !. DE=INI$I6N DE=INI$I6NES ES $6N$ETUA $6N$ETUALES…… LES…………………… ……………………………… ……………….… .… !> !.10aci(o Roco%o……………………………………………………..…… !> !.20a/ri( Roco%a……………………………………………………..…….. !> !.!Di%con/in9i#a#………………………………………………………..…. !> !.46rien/ación…………………………………………………………….... !> !.E%pacia#o………………………………………………………….……. !> !.er%i%/encia……………………………………………………….…….. !1 !.)R9go%i#a#…..……………………………………………………..……. !1 !.Aper/9ra……………………………………………………………….… !1 !.;Relleno……………………………………………………………….….. !1 !.1> !.1> Ag9a…… Ag9a…………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………. ……..…… .……… … !1 !.11 !.11 0e/eor 0e/eori(a i(ació ción…… n…………… ………….… ….………… ……………… ……………… ……………. …….……… ……… !1 !1 !.12 !.12 Al/era Al/eració ción…… n…………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……….…… .……….… ….……... …... !1 4. =A$T6 =A$T6R R DE SEGURIDAD SEGURIDAD……………… ……………………………… ……………………….… ……….……….. …….. !2 !2 . E?L6RA$I6 E?L6RA$I6N N DE $A06…………… $A06………………………… ……………………………. ……………….……!! ……!! .1 De%cripción @i%9al #el &aci(o...………………………………….…… !!

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1.

GENERALIDADES 1.1 GEOLOG GEOLOGIA IA

1.1.1 .1.1 Ubic bicac ació ión n El pobla#o #e a:lliB9a:a %e enc9en/ra 9bica#o al %9re%/e #e la ci9#a# #e 9noC a 9no% )>>> &C polí/ica&en/e %e 9bica en el #i%/ri/oF pro@incia : #epar/a&en/o #e 9noF %i/9a#o en/re la% co/a% !21.>> a !.>> &%n&. o%ición geogr'fica %e enc9en/ra en la (ona 24 #e la car/a nacional !2  HF an/e la% coor#ena#a%. La/i/9# N 2442>>J 244>> Longi/9# E !;2>>J !;>>

El 'rea #el pobla#o #e a:lliB9a:a e% #e aproHi&a#a&en/e 2)!.>> "a Lí&i/e% N6RTE con A(ir9ni II : %ec/or SaliB9ani SUR: con Alto Jayllihuaya y secto !i"cachani

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ESTE: con secto Jnca$u%uio y &auuyo' OESTE: con A"iuni II y secto !i"cachani' 1.1.2 TOPOGRAFÍA

La (ona #e in@e%/igación %e enc9en/ra en 9n relie@e rela/i@a&en/e llano con 9n inclinación #e%#e !21.>> &%n& Ba%/a la% fal#a% #e lo% cerro% circ9n#an/e% con !4.>> &%n& con 9n pen#ien/e aproHi&a#a #e !.1 K en la (ona% Babi/acionale%F c9brien#o 9n 'rea #e 2.)!> Bec/'rea%.

1.1.3 HIDROLOGÍA En lo% @alle% Salce#o : a:lliB9a:a lo% canale% fl9@iale% en la% par/e% ba
a) CUENCAS. Una c9enca e%/' co&p9e%/a por @aria% par/e% b'%ica%. or lo generalF la% c9enca%F e%pecial&en/e la% &'% gran#e% %e #i@i#en en /re% par/e% principale%F #e ac9er#o con %9 capaci#a# ero%i@a : #e /ran%por/e #e %e#i&en/o%. En el recorri#o /a&biMn p9#i&o% apreciar la %ec9encia #e #epo%icione% &a/erial na/9ral gr9e%oF &e#io : fino co&o %e ob%er@a en la %ig9ien/e i&agen. Ta&biMn po#e&o% apreciar por el efec/o #e lo% #e%li(a&ien/o% #e la for&a no na/9ral por e
b) ROCAS ENCONTRADAS EN NUESTRO RECORRIDO En n9e%/ro recorri#o /a&biMn encon/ra&o% alg9no% /ipo% #e roca% 9e #are&o% a conocer en el %ig9ien/e /eH/o.

c)ROCA POROSA

#


Son roca% %e#i&en/aria% 9e pre%en/an poro% o pe9eo% B9eco% en/re :Oo #en/ro #e %9% co&ponen/e%.

) ROCA ARENISCA Roca %e#i&en/aria #e /ipo #e/rí/icoF #e color @ariableF 9e con/iene cla%/o% #e /a&ao arena. El gr9po /iene 9na eHpre%ión fo/ogeológica #i%/in/i@a carac/eri(a#a por 9n /ono p'li#oF #on#e lo% %e#i&en/o% pre%en/an b9(a&ien/o abr9p/o : no ban#ea&ien/o #ebi#o a la in/ercalación #e capa% con #iferen/e% re%i%/encia% a la ero%ión.

Fig!"a# $%&% '( aci*% La fo/ografía #e%arrolla#a en lo% %e#i&en/o% e% %9a@e&en/e on#9la#a a &on/ao%a : la eHpo%ición e% general&en/e b9ena.

Figura: foto !" to#a !" !ir"$$i%& ' bu(a#i"&to Geofor&a pro#9ci#a por la acción #el @ien/o : #el ag9a e% /ípico la ero%ión #iferencial en e%/e /ipo #e roca. "a: (ona% #on#e el b9(a&ien/o #e lo% e%/ra/o% e% ca%i @er/icalF e%/o e%/' 9bica#o en la (ona #e De%ag9a#eroF la% e%/r9c/9ra% %e#i&en/aria% incl9:en #epre%ione% : e%/ra/ificación cr9(a#a /ab9lar con ripple  &ar8% +ri(a#9ra%-F lineacione% #e corrien/e% pri&aria%F &arca% #e arra%/re irreg9lar : e%/r9c/9ra% #e plieg9e% #e

1.1.+ C(a,i$icación g'%'cánica '( aci*% "%c%,%

(


La% cla%ificacione% geo&ec'nica% /ienen por ob1!-. La% cla%ificacione% geo&Mcanica% %e 9/ili(an &9cBo ac/9al&en/e %obre /o#o en e%/9#io% geo/Mcnico%F en lo 9e %e refiere a lo% /al9#e%F la principal @en/a>)-.

1.1.- Ínic' ' ',ignación ' (a ca(ia ' (a "%ca R/D) La frac/9ración #el &aci(o roco%o e%/' #efini#a por el nP&eroF e%pacia#o : con#icione% #e la% #i%con/in9i#a#e%F c9al9iera 9e %ea %9 origen : cla%e +5alle>2-. El gra#o #e frac/9ración %e eHpre%a Babi/9al&en/e por el @alor #el ín#ice a#i&en%ional #e R,D +Roc8 ,9ali/: Degree- 9e per&i/e la cla%ificación #e 9n &aci(o roco%o %egPn la #en%i#a# #e frac/9ra&ien/o pre%en/e en elF &e#ian/e la ec9ación %ig9ien/e +Sce%i : Ga//ioniF 2>>;-. E% e%/e e%/9#io %e 9%a el R,D para la cla%ificación #el &aci(o roco%o #e la $olo%a a par/ir #e la% @ariable% #en%i#a# #e frac/9ra&ien/o #el e%9i/o : el pórfi#o. 0e#ian/e la ec9ación #el con/eo #e #i%con/in9i#a#e% por &e/ro lineal /ene&o% la fór&9la #e frec9encia #e =rac/9ra&ien/o RQD

RQD

=

FF =

=

−

100

X e

3.68 FF

−0.1

+

FF

( 0.1 FF

+

)

1

110.4 para 6 FF 16

Cantidad de discontinuidades Longitud del sondeo

**: Densi+a+ +e ,actua-iento

)


1.1.0 Si,&'a ' c(a,i$icación RR ieniaQ%8i +1;)- p9blico lo% #e/alle% #e 9na cla%ificación #e la &a%a roco%a

CLASIFICACION C*a" I C*a" II C*a" III C*a" IV C*a" V

RR

TIPO ROCA

/ .0 Roca -uy uena .0  (0 Roca uena (0  40 Roca -e+ia 40  20 Roca -ala  20 Roca -uy -ala #eno&ina#a %i%/e&a #e cla%ificación geo&ecanica o @aloración #e la &a%a roco%a R0R +Roc8 0a%% Ra/ing-. A /ra@M% #e lo% ao%F e%/e %i%/e&a Ba %i#o &o#ifica#o %9ce%i@a&en/e confor&e Ban i#o eHa&inan#o &'% ca%o% regi%/ra#o% : %e a#@ier/e al lec/or 9e ieniaQ%8i Bi(o ca&bio% %ignifica/i@o% en la% @aloracione% a%igna#a% a lo% #iferen/e% par'&e/ro%. Lo% %ig9ien/e% %in 9%a#o% para cla%ificar 9na &a%a roco%a con el %i%/e&a R0R.

1. 2. !. 4. . .

Re%i%/encia co&pre%i@a 9niaHial #el &a/erial roco De%ignación #e la cali#a# #e la roca +RGDE%pacia&ien/o #e la% #i%con/in9i#a#e%. $on#ición #e la% #i%con/in9i#a#e%. $on#icione% #el ag9a %9b/err'nea%. 6rien/ación #e la% #i%con/in9i#a#e%.

El R0R %e ob/iene co&o la %9&a #e p9n/9acione% 9e corre%pon#e a lo% @alore% #e ca#a 9no #e lo% > par'&e/ro% en9ncia#o%. El @alor #el R0R o%cila %9% @alore% en/re > : 1>> : e% &a:or : &e
CUADRO N 1 $la%ificación R0R ; +en 9%o ac/9alF!'n&'# 4i'nia,5,6i 1778) 2. D',c"i9ción ab"':iaa ' (%, 9a"á'&"%, 2.1 R',i,&'ncia ' (a "%ca 9e#e 9/ili(ar%e el re%9l/a#o ob/eni#o por el en%a:o #e Re%i%/encia a $o&pre%ión Si&ple +R$S-F en labora/orio o bien el en%a:o #e carga p9n/9al +poin loa#-. En ca&po p9e#e ob/ener%e co&o 9na pri&era aproHi&ación a par/ir #el rebo/e #el e%cleró&e/ro +&ar/illo ScB&i#/- o con la a:9#a #e 9na /abla #e /ipo %e&ic9an/ico e&pírica% en f9nción #el golpe/eo #el &ar/ill o #e geólogo.

.


2.2 R%c6 /!a(i&; D',igna&i%n R/D Se #eno&ina R,D #e 9n cier/o /ra&o #e 9n %on#eo a la relación en /an/o por cien/o en/re la %9&a #e la% longi/9#e% #e lo% /ro(o% #e /e%/igo &a:ore% #e 1> c& : la longi/9# /o/al #el %on#eo.

2.3 S'9a"ación 'n&"'
2.+ E,&a% ' (a, iac(a,a, E% el par'&e/ro #o&inan/eF en la 9e el e%/a#o #e la% #iacla%a% %e #e%co&pone en o/ro% cinco par'&e/ro% per%i%/enciaF aper/9raF r9go%i#a#F relleno : al/eración #e la <9n/a.

2.- P"','ncia ' ag!a 6frece /re% po%ible% cri/erio% #e @aloración E%/a#o general $a9#al ca#a 1> &e/ro% #e /Pnel. Relación en/re la pre%ión #e ag9a : la /en%ión principal &a:or en la roca. • • •

2.0 O"i'n&ación ' (a, &e/ro%.

CUADRO N 2 C(a,i$icación g'%'cánica ' 4i'nia,5,6i 17>7) 9a"á'&"%, ' c(a,i$icación Re%i%/enci a #e la roca %ana 1 +0a-



En%a: 1> o carga p9n/9a l $o&pr 2> e%ión %i&ple

4 J 1>

2J4

12

1>>J2>

>J1>> 2J>

 J 2 

1 J 

 1


2

5aloración

1

R,D

12

)

4

2

;>J1>> )J;>

>J)!

2J>

2

5aloración

2>

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1!

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Separación <9n/a%

2&

>.J2&

2>

1

>.>J >.2& 

>.>&

5aloración

>.2J >.& 1>

09: r9go%a % #i%con/ in9a% bor#e %ano : #9ro !> N9lo

Ligera&e n/e r9go%a% e1&& or#e #9ro

!

E%/a#o #iacla%a% 4

5aloración re%enci $a9#al a #e en 1> ag9a /onel.  @O! > e%/a#o 5aloración

Seco 1

1

>



2 1> 1O&in

Ligera Relleno% &en/e e&& r9go%a abier/a% % con/in9a% e1& & or#e blan#o 2> 1> 1>J2 2J12 LO&in LO&in

Relleno% blan#o% e&& con/in9a%

> 12 LO&in

>J>.1

>.1J>.2 >.2J>.

>.

Ligera&e BP&e# go/ean#o =l9:en#o n/e o BP&e#o 1> ) 4 >

=9en/e ienia%Q%8i +1;);-

CUADRO N 3 C(a,i$icación g'%'canica ' 4i'nia,5,6i 17>7)# c%""'cción 9%" %"i'n&ación
; !; $a:%"ab( ' TPnele% > $i&en/ac > ione% Tal9#e% >

$a:%"ab( ' J2 J2

' i % J J)

',$a:%" !; ab(' ',$a:%"a b(' J1> J12 J1 J2

J

J2 J>

J>

=9en/e ar/on 1;);

N%&a#

10

Lo% @alore% eHpre%a#o% para lo% par'&e/ro% r : a %e aplican a la% fa&ilia% #e #iacla%a% o #i%con/in9i#a#e% 9e %on &eno% fa@orable% con relación a la e%/abili#a# /an/o por la orien/ación #e la% &i%&a%F co&o #e %9 re%i%/encia al cor/e. +E%/a re%i%/encia


p9e#e e@al9ar%e &e#ian/e la eHpre%ión

T ≈ σ n Tg −1

+rOa-

CUADRO N + C(a,i$icación g'%?&"ica ' 4i'nia5,6i# %"i'n&ación ' (a, iac(a,a,. Direccion perpen#ic9lar al eJ2> EHc. A fa@or EHc. $on/ra $9al9ier b9(a&ien/o b9(a&ien/o #ireccion 9(  9(a&ie 9( 9(a&ien 9( 4 9(a&ien/ 4 n/o 2>J 4 /o 2>J4 o 2>J4 4 09: =a@orabl 0e#io De%fa@or 09: 0e#io De%fa@ora fa@orab e able #e%fa@ora ble le ble =9en/e ieniaQ%8i 1;);. CUADRO N C(a,i$icación g'%?&"ica ' 4i'nia5,6i ; ca"ac&'"@,&ica, C(a,' I II III I $ali#a# 09: b9ena 9ena 0e#ia 0ala R0R 1J1>> 1J> 41J> 21J4> Tie&po #e 1> ao%  &e%e% 1 %e&ana 1> Bora% e%/abili#a#  &e/ro%  &e/ro%  &e/ro% 2. &e/ro% : longi/9# #e @ano $oBe%ión >.4 >.!J>.4 >.2J>.! >.1J>.2 +0a9(a&ien/o 4 !J4 2J! 1J2

 09: 0ala >J2> !> &in9/o% 1 &e/ro >.1 1

=9en/e ieniaQ%8i 1;);. CUADRO N 0 C(a,i$icación g'%?&"ica ' 4i'nia5,6i ; ca"ac&'"@,&ica, ar'&e/ro #e @aloración er%i%/enci 1& 1J! & !J1> & 1>J2> & 2> & a  4 2 1 > Aper/9ra Na#a >.1 && >.1J1.> && 1J &&  &&   4 1 > R9go%i#a# 09: R9go%a Ligera&en/e 6n#9la# S9a@e r9go%a r9go%a a   ! 1 > Relleno Ning9no Relleno #9ro Relleno blan#o  &&  &&  &&  &&  4 2 2 > Al/eración Inal/era#o Ligera&e 0o#era#a&en/ 09: #e%co&p9e%/o n/e e al/era#o al/era#o al/era#o   ! 1 >

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=9en/e ieniaQ%8i 1;);. 2.> C(a,i$icación g'%'cánica / 4a"&%n). Deno&ina#a cla%ificación #e ar/onF f9e #e%arrolla#a en Nor9ega en 1;)4C por ar/onF Lien : L9n#eF en el In%/i/9/o Geo/Mcnico Nor9ego. Se ba%ó %9 e%/9#io en el an'li%i% #e cien/o% #e ca%o% #e /Pnele% con%/r9i#o% principal&en/e en E%can#ina@iaF en 1;)4. La cla%ificación ,F #e ar/on a%igna a ca#a /erreno 9n ín#ice #e cali#a# ,F /an/o &a:orF c9an/o &e.>>1C para /erreno% &9: &alo% : ,V 1>>>C para /erreno% &9: b9eno%C el @alor #e ,F %e ob/iene #e la eHpre%ión. RQD Jr Jw Q= x x Jn

Ja

SRF

De%cripción abre@ia#a #e lo% par'&e/ro% 1- R,D % el ín#ice Roc8 ,9ali/: De%igna/ionF e% #ecirF la relación en /an/o por cien/o en/re la %9&a #e la% longi/9#e% #e /e%/igo #e 9n %on#eo &a:ore% a 1> c& : la longi/9# /o/alF ar/on in#ica 9e ba%/a /o&ar el R,DF en incre&en/o #e  en  : 9e co&o &íni&o /o&ar R,D V 1>. 2- n @aría en/re >. : 2> : #epen#e #el nP&ero #e fa&ilia #e <9n/a% 9e Ba: en el &aci(o !- r @aría en/re 1 : 4 : #epen#e #e la r9go%i#a# #e la% <9n/a%. 4- a @aría en/re >.) : 2> : #epen#e #el gra#o #e al/eración #e la% pare#e% #e la% <9n/a% #e la roca. - Q @aría en/re >.> : 1F #epen#ien#o #e la pre%encia #e ag9a en el /Pnel. - SR=F %on la% #e S/re%% Re#9c/ion =ac/or : #epen#e #el e%/a#o /en%ional #e la roca 9e a/ra@ie%a el /Pnel. ara la ob/ención #e ca#a 9no #e o% cinco Pl/i&o% par'&e/ro%F ar/on apor/a /abla%F #on#e %e ob/ienen lo% @alore% corre%pon#ien/e% en f9nción #e la #e%cripción generali(a#a #el &aci(o roco%o. A#e&'% lo% coeficien/e% #el pro#9c/o /ienen 9n %ignifica#o e%pecial. +R,DOn- In#ica el /a&ao #el blo9e •

•

+rOa- Re%i%/encia al cor/e en/re lo% blo9e%.

•

+QOSR=- infl9encia #e e%/a#o /en%ional.

CUADRO N 0 Ca(ia '( &',&ig% BR/D 'n (a / ' 4a"&%n. A 09: &ala  0ala $ 0e#ia D 9ena E EHcelen/e =9en/e Deere 1;);.

12

>J2 2J> >J) )J;> ;>J1>>


No/a $9an#o %e ob/ienen @alore% R,D inferiore% o ig9ale% a 1>F %e /o&a el @alor #e 1>C para calc9lar ,. Lo% in/er@alo% #e  9ni#a#e% para R,DF e% #ecir 1>>F ;F ;> %e /iene %9ficien/e preci%ión.

CUADRO N 8 a(%"ación '( @nic' ' iac(a,a, n 'n (a c(a,i$ición / ' 4a"&%n. A Roca &a%i@aF %in #iacla%a o fi%9ración e%ca%a >.J1.>  Una fa&ilia #e #iacla%a. 2 $ Do% fa&ilia% : alg9na #iacla%a alea/oria. ! D Do% fa&ilia% #e #iacla%a%. 4 E Do% fa&ilia% : alg9na #iacla%a alea/oria%.  = Tre% fa&ilia% #e #iacla%a% ; G Tre% fa&ilia% : alg9na% #iacla%a% alea/oria%. 12 " $9a/ro a &'% fa&ilia% #iacla%a alea/oriaF roca 1 frac/9ra#a roca en /erreno%.  Roca /ri/9ra#aF /erro%a. 2> =9en/e ar/on 1;);. No/a en in/er%ección #e /Pnele% %e 9/ili(a la eHpre%ión +!nEn la% boca% #e lo% /Pnele% %e 9/ili(a la eHpre%ión +2 nCUADRO N 7 a(%"ación '( @nic' ' "!g%,ia " ' (a, i,c%n&in!ia', / ' 4a"&%n a- $on/ac/o en/re la% #o% cara% #e la #i%con/in9i#a#. b- $on/ac/o en/re la% #o% cara% #e la #i%con/in9i#a# an/e 9n #e%pla(a&ien/o cor/an/e inferior a 1> c&. A Diacla%a con/inPa. 4  Diacla%a% on#9la#a%F r9go%a% o irreg9lare%. ! $ Diacla%a% on#9la#o% li%o%. 2 D Diacla%a% on#9la#a%F perfec/a&en/e li%o%. 1. E Diacla%a% plana%F r9go%a% o irreg9lare%. 1. = Diacla%a% plana%F li%o%. 1.> G Diacla%a% plana%F perfec/a&en/e li%a%. >. No/a la% #e%cripcione% %e refieren a carac/eri(acione% a pe9ea e%cala : e%cala in/er&e#iaF por e%/e or#en. No eHi%/e con/ac/o en/re la% cara% #e la #i%con/in9i#a# an/e 9n #e%pla(a&ien/o cor/an/e. $on/in9ación c- Sin con/ac/o #e roca #e%p9M% #e 9n ci(alleo #e 1> c&. " 

13

Wona 9e con/iene &inerale% arcillo%o% con 9n e%pe%or %9ficien/e para i&pe#ir el con/ac/o #e la% cara% #e la #i%con/in9i#a# Wona areno%aF #e gra@a o /ri/9ra#a con 9n e%pe%or %9ficien/e para i&pe#ir el con/ac/o

1.> 1.>


en/re la% #o% cara% #e la #i%con/in9i#a#. =9en/e ar/on 1;);. No/a% %i el e%pacia#o #e la principal fa&ilia #e #i%con/in9i#a#e% e% %9perior a !&F %e #ebe a9&en/ar el ín#ice r en 9na 9ni#a#. En el ca%o #e #iacla%a% plana% perfec/a&en/e %egPn la #irección #e &íni&a re%i%/enciaF %e p9e#e 9/ili(ar el @alor rV>.

CUADRO N 1 a(%"ación '( @nic' ' a(&'"ación ' (a, i,c%n&in!ia', a 'n (a c(a,i$icación / ' 4a"&%n. DESCRIPCIN  a $on/ac/o en/re lo% plano% #e la #i%con/in9i#a# +%in &inerale% #e relleno in/er&e#io A Di%con/in9i#a# cerra#aF #9raF %in reblan#eci&ien/o% J >.) i&per&eableF c9ar(o.  lano% #e #i%con/in9i#a#e% inal/era#a%F %9perficie% 2J!> 1.> ligera&en/e &ancBa#a%. $ lano% #e #i%con/in9i#a#e% ligera&en/e al/era#o%F 2J! 2.> pre%en/an &inerale% no reblan#ecible%F par/íc9la%. D Rec9bri&ien/o #e arcilla% li&o%o% o areno%a% 2>J2 !.> fracción pe9ea #e arcilla +no blan#aE Rec9bri&ien/o #e arcilla% blan#a% o #e ba e% #ecirF caolini/a o &icaF /a&biMn clori/aF /alcoF :e%oF grafi/oF e/c. X pe9ea% can/i#a#e% #e arcilla eHpan%i@a &on/&orilloni/a. DESCRIPCIN  a $on/ac/o en/re lo% plano% #e la #i%con/in9i#a# an/e 9n #e%pla(a&ien/o cor/an/e inferior a 1> c& +&inerale% #e relleno en pe9eo% e%pe%ore%= ar/íc9la% areno%a%F roca% #e%in/egra#a libre #e 2J!> 4.> arcillaF e/c. G =9er/e&en/e %obre con%oli#a#o%F con relleno #e 12J1 .> &inerale% arcillo%o% no blan#o% +con/in9o%F pero con e%pe%ore% inferiore%  &&.12=10 8. " Sobre con%oli#a#o &e#ia a ba
14


A 4 C D E F

DESCRIPCIFN

P"',ión ' ag!a 2 5 kg / cm

EHca@ación %eca o peL9eNa% afl9encia%.

1

Afl9encia a pre%ión &e#iaF con la@a#o oca%ional #e lo% relleno% #e la% 1J2 #i%con/in9i#a#e%. Afl9encia i&por/an/e o pre%ión al/a en roca% co&pe/en/e% con #i%con/in9i#a#e% 2J1> %in relleno.

Afl9encia i&por/an/e o pre%ión al/aF pro#9ciMn#o%e 9n la@a#o con%i#erable 2J1> #e relleno% #e #iacla%a%. Afl9encia eHcepcional&en/e al/a o pre%ión ele@a#a en el &o&en/o #e 1> reali(ar @ola#ore% #ecrecien#o en el /ie&po. Afl9encia eHcepcional&en/e al/o o pre%ión ele@a#a #e car'c/er per%i%/en/e %in 1> #i%&in9ción #e apreciable.

1.> >. >.> >.!! >.2  >.1 >.2 >.>



F!'n&'# 4a"&%n 17>7 N%&a#

Lo% @alore% $F DF E : =F %on &era&en/e e%/i&a/i@o%F %e aco&e/en &e#i#a% #e #rena
CUADRO N 12 a(%"ación ' (a, c%nici%n', &'n,i%na(', ' (a "%ca SRF) ' (a c(a,i$icación / ' 4a"&%n La% (ona% #Mbile% in/er%ecan a la eHca@ación p9#ien#o pro#9cir%e #e%pren#i&ien/o #e roca a &e#i#a 9e la eHca@ación @a:a a@an(an#o. SRF A 0Pl/iple% (ona% #Mbile%F con/enien#o arcilla o roca #e%in/egra#a 9í&ica&en/eF roca #e con/orno &9: %9el/a +a c9al9ier prof9n#i#a#-. 4 Wona% #Mbile% ai%la#a%F con/enien#o arcilla o roca #e%in/egra#a 9í&ica&en/e +prof9n#i#a# #e eHca@ación Y >&-. C Wona% #Mbile% ai%la#a%F con/enien#o arcilla o roca #e%in/egra#a 9í&ica&en/e +prof9n#i#a# #e la eHca@ación  >&-. D 0Pl/iple% (ona% #e frac/9ra en roca co&pe/en/e +libre #e arcilla%roca #e con/orno %9el/a +a c9al9ier prof9n#i#a#-.

1#


E

Wona #e frac/9ra ai%la#a en roca co&pe/en/e +libre #e arcilla%+prof9n#i#a# #e eHca@ación Y >&-. Wona #e frac/9ra ai%la#a en roca co&pe/en/e +libre #e arcilla%+prof9n#i#a# #e la eHca@ación  >&-. Terreno %9el/oF #iacla%a abier/o%F f9er/e&en/e frac/9ra#oF en /erreno%F e/c. +a c9al9ier prof9n#i#a#-

F G N%&a#

Se re#9cen lo% @alore% eHpre%a#o% SR= en/re 2>J>K %i la (ona #e frac/9ra %olo e
Roca% co&pe/en/e%F proble&a% /en%ionale% en roca% σ c / σ F σ θ / σ c F SR=. H Ten%ione% pe9ea% cerca #e la% %9perficie% #iacla%a abier/a.  Ten%ione% &e#ia%F con#icione% /en%ionale% fa@orable%. Ten%ione% ele@a#a%F e%/r9c/9ra &9: co&pac/a nor&al&en/e  fa@orable para la e%/abili#a#F p9e#e %er #e%fa@orable para la e%/abili#a# #e lo% Ba%/iale%. La7

N%&a,# Si %e co&pr9eba la eHi%/encia #e ca&po% /en%ionale% f9er/e&en/e ani%ó/ropo% c9an#o 5 ≤σ 1 / σ 3 ≤ 10 F %e #i%&in9:e el par'&e/ro σ c Ba%/a >.) σ c C %i σ 1 / σ 3 > 10 F %e /o&ara el @alor #e >. σ c F σ c e% la re%i%/encia a co&pre%ión %i&pleF σ 1 : σ 3 %on la% /en%ione% principale% : σ θ e% la /en%ión /angencial &'Hi&aF e%/i&a#a a par/ir #e la /eoría #e la ela%/ici#a#. En lo% ca%o% en lo% 9e la prof9n#i#a# #e la cla%e #el /Pnel e% &enor 9e la ancB9ra #e la eHca@aciónF %e %9giere a9&en/a el @alor #e #el fac/or SR= en/re 2. :  9ni#a#e% +cla%e "-

O# P#

pre%ión #e #efor&ación ba
N%&a,# Lo% fenó&eno% #e #efor&ación afl9encia #e roca% %9elen oc9rrir a

1(


prof9n#i#a#e% "!> , 1O! +SING" Ze/ al[ 1;;2-. La re%i%/encia #el &aci(o roco%oF p9e#en e%/i&ar%e &e#ian/e la %ig9ien/e 7 γQ 1 3 q ( MPA ) ≈ , γ =( g / cm ) eHpre%ión . 3

Roca% eHpan%i@a%F ac/i@i#a# eHpan%i@a 9í&ica por ag9a.

R# S#

pre%ión #e eHpan%ión ba
$o&o re%9l/a#o #e la% /abla% : %9 #e%cripción en el /erreno el ín#ice ,F p9e#e @alorar%e co&o

CUADRO N 13 P!n&!ación ' (a c(a,i$icación / ' 4a"&%n INTERALO DE / .1=.+ .1=.1 .1=1. 1.=+. +.=1. 1=+ +=1 1=+ +=1 F!'n&'# 4a"&%n 17>7

DESCRIPCIN O CALIDAD DE ROCA Roca eHcepcional&en/e &ala. Roca eH/re&a#a&en/e &ala. Roca &9: &ala. Roca &ala. Roca &e#ia. Roca b9ena. Roca &9: b9ena. Roca eH/re&a#a&en/e b9ena. Roca eHcepcional&en/e b9ena.

ara 9n pro:ec/o con%/r9c/i@o #e 9na infrae%/r9c/9ra %9b/err'nea la #efinición en > in/er@alo% el &aci(o roco%o.

CUADRO N 1+ C%9a"ación ' / ; ,'gJn RR 9a"a 9"%;'c&%,. TERRENO / Ti9% I 1> 1J1> Ti9% II >.1J1 Ti9% III >.1J>.>2 Ti9% I >.>2 Ti9%  F!'n&'# 4a"&%n 177-.

RR  >J !J> !J2 2

2.8 ANKLISIS DE ESTA4ILIDAD Lo% an'li%i% #e e%/abili#a# %e aplican al #i%eo #e /al9#e% o c9an#o

1)


e%/o% pre%en/an proble&a% #e ine%/abili#a#. Se #ebe elegir 9n coeficien/e #e %eg9ri#a# a#ec9a#oF #epen#ien#o #e la finali#a# : #el car'c/er /e&poral o #efini/i@o #el /al9#F co&binan#o lo% a%pec/o% #e %eg9ri#a#F co%/e% #e e
0M/o#o% #e/er&iní%/ico%. 0M/o#o% probabilí%/ico%.

+Gon(ale% #e 5alle>2-

2.8.1 P"inci9a(', &i9%, ' in',&abi(ia La orien/ación #e la% #i%/in/a% fa&ilia% #e #i%con/in9i#a#e% co&bina#a% con la orien/ación #el /al9# en ca#a #o&inio e%/r9c/9ralF #an origen a la for&ación #e lo% po/enciale% /ipo% #e falla 9e %e po#rían pre%en/ar en el /al9#. Lo% /ipo% #e falla &'% co&9ne% %on − − − − − −

=alla planar. =alla en c9a. =alla e%calona#a. =alla #e @ol/eo. =alla por #e%&orona&ien/o. =alla circ9lar.

+$abrera La9raF 2>>-

2.8.2 Fac&%"', !' a$'c&an (a ',&abi(ia ' &a(!',. La e%/abili#a# #e 9n /al9# e%/' #e/er&ina#a por lo% fac/ore% geo&M/rico% +al/9ra e inclinación-F fac/ore% geológico% +9e con#icionan la pre%encia #e plano% : (ona% #e #ebili#a# : ani%o/ropía en el /al9#-F fac/ore% Bi#rogeológico% +pre%encia #e ag9a- : fac/ore% geo/Mcnico% o relaciona#o% con el co&por/a&ien/o &ec'nico #el /erreno +re%i%/encia : #efor&abili#a#-. El conoci&ien/o #e ca#a 9no #e e%/o% fac/ore% per&i/ir' 9n correc/o an'li%i% #el /al9#F la e@al9ación #el e%/a#o #el &i%&o : #i%ear &e#i#a% #e pre@ención : corrección. +Gon(ale% #e 5alle>2-

1.


2.8.3 F!na'n&% &'ó"ic% '( ,%$&5a"' Un5'g'M'$%"ación ' c!a, Al con%/r9ir 9na labor %e p9e#e encon/rar /re% /ipo% #e con#icione% na/9rale% 9e #an l9gar a la pMr#i#a #e re%i%/encia #el &aci(o :F por /an/oF a proble&a% #e e%/abili#a# • •

•

6rien/ación #e%fa@orable #e #i%con/in9i#a#e%. 6rien/ación #e%fa@orable #e la% /en%ione% con re%pec/o al e
Fig!"a 2.1.= O"i'n&ación ',$a:%"ab(' ' i,c%n&in!ia', 2.8.+ O"i'n&ación ' (a, i,c%n&in!ia', ; ' (a 'ca:ación ara #e/er&inar la #irección #e la% #i%con/in9i#a#e% #ebe&o% Bacer 9n e%/9#io geo&ec'nico #el &aci(o roco%o por &e#io #e /ala#ro% #ia&an/ino% +/e%/igo%- :a 9e nece%i/a&o% la in for&ación geológica : geo&ec'nica &'% preci%a po%ible. El %of/Qare no% pi#en ! fa&ilia% #e #i%con/in9i#a#e%

1


Fig!"a 2.2= Fai(ia ' i,c%n&in!ia', En/once% c9an#o %e reali(a alg9na labor &inera e%/a /iene 9na #irección : b9(a&ien/o 9e #eber' %er anali(a#a :a 9e %i /ene&o% la #irección #e la labor PARALELA a la &a:oría #e fa&ilia% #e #i%con/in9i#a#e% /en#re&o% a@ance% U DESFAORA4LES PARA LA ESTA4ILIDAD. Se for&aran $U\AS con la% #e&'% fa&ilia% 9e no %on paralela% : a%í pro#9cir'n caí#a #e roca%.

Fig!"a 2.3= F%"ación ' c!a, ; ,'g!ia'n&' ca@a ' "%ca, En/once% al in/er%ecar%e la% fa&ilia% #e #i%con/in9i#a#e% for&an la CUQA 9e por (a $!'"*a ' (a g"a:'a &'n'"a a ca'" pero (a "',i,&'ncia a( c%"&' ' (a "%ca ac&!a"a c%% $!'"*a %9%,i&%"a a( ',(i*ai'n&%F /en#ien#o a%í el fac/or #e %eg9ri#a#. Ec9ación #el fac/or #e %eg9ri#a# en c9a%

20


F S=

Resistenciaal crte !el maci"rcs Pes !e la c#$a

Don#e Re%i%/encia al cor/e e%/' #a#a por la ec9ación #e 0oBrJ$o9lo&b % =c + tan &

] 5 Re%i%/encia al cor/e c 5 $oBe%ión #el &a/erial ^ 5 Ang9lo #e fricción El pe%o #e la c9a e% ig9al a la &9l/iplicación #e la &a%a por la gra@e#a#. • • •

=IGURA 2.4J La in/er%ección #e #i%con/in9i#a#e% for&a 9na c9a 9e por gra@e#a# cae. •

21

I06RTANTE Si la labor e%/' a 9na prof9n#i#a# con%i#erableF en/once% apar/e #e la gra@e#a# /a&biMn Babr' 9e /ener en c9en/a la% TENSI6NES NATURALES DEL TERREN6. ero c9an#o %e reali(a 9na labor con #irección ERENDI$ULAR a la% fa&ilia% #e #i%con/in9i#a#e% /en#re&o% 9n a:anc' c%n !na ',&abi(ia na&!"a( :a 9e el c%9%"&ai'n&% ,'"á c%% !na :iga %n' &'n"á c%% ,%9%"&' (%, a,&ia(', ' (a 'ca:ación no %9ce#ien#o lo &i%&o en 9na #irección paralela.


=IGURA 2.J E%/abili#a# na/9ral con #ireccione% perpen#ic9lare% a la% #ireccione% #e la% fa&ilia%.

2.7 RESISTENCIA DEL ACIO ROCOSO 2.7.1 CRIETERIO DE HOE  4RON E% 9n cri/erio #e ro/9ra @ali#o para &aci(o% roco%o% i%ó/ropo%F : /iene en c9en/a lo% fac/ore% 9e #e/er&inan la ro/9ra #e 9n &e#io roco%o a gran e%calaF co&o %on la no lineali#a# con el ni@el #e /en%ione%F la infl9encia #el /ipo #e roca : el e%/a#o #el &aci(oF la relación en/re la re%i%/encia a la co&pre%ión : a la /racciónF la #i%&in9ción #el 'ng9lo #e ro(a&ien/o con el a9&en/o #e la /en%ión #e confina&ien/oF e/c. El cri/erio f9e #e%arrolla#o inicial&en/e para %9 aplicación a &aci(o% roco%o% frac/9ra#o% %in al/erar con &a/ri( roco%a re%i%/en/eF a%9&ien#o 9e lo% blo9e% #e roca e%/'n en con/ac/o 9no% con o/ro% : 9e la re%i%/encia #el &aci(o e%/' con/rola#a por la re%i%/encia #e la% #i%con/in9i#a#e%. La re%i%/encia #el &aci(o 9e#a #efini#a por la eHpre%ión +"oe8 : roQnF 1;>- m'∗σ 3 + S ( ( ( ( ( ( 6.1) σ 1= σ 3 + σ c ∗

√

σ c

Don#e σ 1 ) σ 3 σ c

5 E%f9er(o principal &a:or : &enor

5 Re%i%/encia a la co&pre%ión %i&ple #e la &a/ri( roco%a

Son con%/an/e% a#i&en%ionale% 9e #epen#en #e la% propie#a#e% #el &aci(o roco%oF #el /ipo #e roca : #e la frec9encia : carac/erí%/ica% #e la% #i%con/in9i#a#e%. m y S

22

⟶


•

ara &aci(o% roco%o% %in al/erar : no afec/a#o% por @ola#9ra%

m * =mi∗exp

S = exp

•

(

)

RMR − 100 ( ( ( ( ( 6.2 ) 28

(

)

RMR −100 ( ( ( ( ( 6.3 ) 9

ara &aci(o% roco%o% al/era#o% o afec/a#o% por @ola#9ra

m * =mi∗exp

S = exp

(

)

RMR − 100 ( ( ( ( ( 6.4 ) 14

(

)

RMR −100 ( ( ( ( ( 6.5 ) 6

El cri/erio no repre%en/a @alore% repre%en/a/i@o% para &aci(o% roco%o% o al/era#o% : #e &ala cali#a#F por /an/o %e Ba #e%arrolla#o 9na eHpre%ión @'li#a para &aci(o% roco%o% frac/9ra#o% #e &ala cali#a# a m '∗ σ 3 + S ( ( ( ( ( 6.6 ) σ 1= σ 3 + σ c ∗

(

σ c

)

m, s y a; dependen de las propiedades y características del macizo rocoso +S, −100 m * =mi∗exp ( ( ( ( ( 6.7 ) 28

(

El @alor #e

23

mi

)

%e #a en la /abla +.1-


TALA .1 +Gon(ale% #e 5alle
(

)

+S −100 ) a =0.5 9

ara &aci(o% con GSI  2 +b9ena a &e#ia cali#a#S = 0 ) a = 0.65 −

+S, 200

$9:a en@ol@en/e #e 0oBr e%

(

)

*

σ σ t − % = A σ - ∗ ( ( ( ( ( 6.8 ) σ - σ c

?&%% '( @nic' ' "',i,&'ncia g'%(ógica GSI H%'6 177+) El ín#ice #e re%i%/encia geológica GSIF f9e #e%arrolla#a por "oe8 +1;;4- para

24


%9b%anar #efec/o% con el 9%o #el ín#ice R0R para e@al9ar la re%i%/encia #e &aci(o% roco%o% generali(a#o por "oe8JroQn. E%/e ín#ice #e cali#a# geo/Mcnica %e #e/er&ina en ba%e a #o% par'&e/ro% 9e #efinen la re%i%/encia : la #efor&abili#a# #e lo% &aci(o% roco%o%. RR# E% la e%/r9c/9ra #el &aci(o roco%oF #efini#a en /Mr&ino% #e %9 bloco%i#a# : gra#o #e /raba(ón. C E% la con#ición #e la e%/r9c/9ra +#i%con/in9i#a#e%- pre%en/e% en el &aci(o roco%o. La e@al9ación #el ín#ice GSI %e Bace por co¶ción #el ca%o 9e in/ere%a con la% con#icione% /ípica% 9e %e &9e%/ran en la =IGURA .1 : e%/e ín#ice p9e#e @ariar #e > a 1>>F lo 9e per&i/e #efinir  cla%e% #e &aci(o% roco%o%

•

0aci(o% #e cali#a# &9: &ala ( 0 ≤+S, ≤ 20 ) 0aci(o% #e cali#a# &ala ( 20 < +S ≤ 40 )

•

0aci(o% #e cali#a# reg9lar

•

0aci(o% #e cali#a# b9ena

•

0aci(o% #e cali#a# &9: b9ena

•

( 40 < +S, ≤ 60 )

( 60 < +S ≤ 80 ) ( 80 < +S, ≤ 20 )

Re%pec/o a la preci%ión #e la calificación #el &aci(o roco%o &e#ian/e GSIF p9e#e con%i#erar%e lo %ig9ien/e •

$ali#a# &9: b9ena

•

$ali#a# b9ena

•

$ali#a# reg9lar

•

$ali#a# &ala

•

$ali#a# &9: &ala

2#

80 ≤+S < 100 60 ≤+S, < 80

40 ≤+S, < 60 20 ≤+S, < 40

0 ≤+S < 20

5 6GSI _ ` 5 6GSI _ ` 5 6GSI _ ` 5 6GSI _ ` 5 6GSI _ `


=IGURA .1J +Gon(ale% 5alle
2(


%9poner%e 9e el &aci(o roco%o e%/' co&ple/a&en/e %eco : no #eber' efec/9ar%e a<9%/e% por orien/ación #e la% e%/r9c/9ra%. El @alor re%9l/an/e #el ín#ice #el R0R ) %e relaciona con el ín#ice GSI #e la %ig9ien/e for&a Si R0R 76 . 18 en/once% GSIVR0R ) Si R0R 76 <18 en/once% no p9e#e e%/i&ar%e el @alor #e GSI •

•

+la e%/i&ación e% poco confiableii.

Si %e 9/ili(a la @er%ión 1;; #el ín#ice R0R +ieniaQ%8iF 1;;-F #eber' %9poner 9e el &aci(o roco%o e%/' co&ple/a&en/e %eco : no #eber' efec/9ar%e a<9%/e por orien/ación #e la% e%/r9c/9ra%. El @alor re%9l/an/e #el ín#ice R0R ; %e relaciona con el ín#ice GSI #e la %ig9ien/e for&a •

•

iii.

Si R0R

89 . 23

en/once% GSIVR0R )

Si R0R 89 < 23 en/once% no p9e#e e%/i&ar%e el @alor #e GSI +la e%/i&ación e% poco confiable-

Si %e 9/ili(a el , #e +ar/onF 1;)4-F #eber' %9poner%e 9e el &aci(o roco%o e%/' co&ple/a&en/e %eco : la &agni/9# #el e%/a#o /en%ional e% &o#era#aF con lo 9e lo% par'&e/ro% Q : SR= %e Bacen ig9ale% a 1.> el @alor re%9l/an/e #el ín#ice , %e relaciona con el ín#ice GSI #e la %ig9ien/e for&a

+S, = 9 lnQ + 44

Nó/e%e 9e el @alor &íni&o #e , e% >.>2> : 9e re%9l/a en 9n GSI #e ;F e9i@alen/e a 9na (ona #e ci(alle po/en/eF con relleno #e %alban#a arcillo%a. Sin per<9icio #e lo an/eriorF #ebe in#icar%e 9e recien/e&en/e "oe8 2>> %eala 9e 9n 9%o #e e%/a% correlacione% no e% reco&en#able en el ca%o #e lo% &aci(o% Be/erogMneo% #e roca% #Mbile%F con @alore% #e ín#ice GSI &enore% 9e !. Di%&in9:en le@e&en/e la% con#icione% #ebi#o a la pre%encia #e clori/a% en la% pare#e% #e la% frac/9ra%. La %erici/i(ación : la argili/i(ación +a9&en/o #e &inerale% arcillo%o%- %on la% al/eracione% &'% #e%fa@orable% para lo% &aci(o% roco%o% #on#e %e e&pla(an. +Socie#a# Nacional #e 0inería e/róleo : EnergíaF 2>>4-.

2.7.2 CRITERIO DE OHR COULO4 La @en/a
2)


•

•

i&plicar errore% al con%i#erar e%f9er(o% ac/9an/e%. Sobre /o#o en (ona% #e ba
Sobre /o#o lo% relaciona#o% con el co&por/a&ien/o #efor&aciónJ /en%ión no lineal #e lo% &aci(o% roco%o%F por lo 9e no e% 9n cri/erio a#ec9a#o para la e%/i&ación #e %9 re%i%/encia. No ob%/an/e el cri/erio p9e#e %er 9/ili(a#o para &aci(o% roco%o% re%i%/en/e% en lo% 9e la ro/9ra %e pro#9(ca a fa@or #e la %9perficie #e #i%con/in9i#a# /enien#o en c9en/a 9e #ebe a#op/ar%e @alore% para la coBe%ión : el 'ng9lo #e ro(a&ien/o repre%en/a/i@o% #el &aci(o roco%o. ieniaQ%8i 1;); propone 9no% @alore% orien/a#o% para a&bo% par'&e/ro%F en f9nción #e la cali#a# #el &aci(o roco%o #a#a por el ín#ice R0R en la /abla 2.

a(%"', a9"%ia%, 9a"a c ; ∅ '( aci*% "%c%,% ,'gJn ,! ca(ia C(a,' ' "%ca I II III I5 5 ¿ > ¿ 2> RR 1J> 41J> 21J4> ¿ >.4 ¿ >.1 c%',ión >.!J>.4 >.1J>.2 >.1J>.2 ¿ 1 !J4 2J! 1J2 Ang!(% ' "%*ai'n&% ¿ 4 in&'"n% Tabla +.2-F Gon(ale% #e @alle
ROCA INALTERADA S1

Del cri/erio e&pírico in#ica#o por la ec9ación m'∗σ 3

+¿ S ( 6.1 ) σ c σ 1=σ 3 + σ c∗√ ¿

9e#e /ran%cribir%e en 2 ) =m σ c x + S σ c Don#e

) =( σ 1−σ 3)

2

:

x =σ 3

ara la roca inal/era#a SV1 : la re%i%/encia a la co&pre%ión 9niaHial con%/ancia #el &a/erial m %e ob/iene por

2.

σ c

: la


∑ ) − i

2

σ c =

[

∑ x ) − ∑ n∑ x ∑ x − ∑ xi

i

i

[

n

( 6.9 )

n

∑ ∑ x ) − ∑ 1 n m= − σ (∑ x ) − x ∑ x i

i

)i

i

2

i

2

n

Dón#e x i

]

∗∑ x i

i

2

n

c

) i

) i

:

]

( 6.10 )

%on pare% %9ce%i@o% #e #a/o% : n e% el nP&ero /o/al #e

/ale% pare%. El coeficien/e para #e/er&inar

[

2

r=

[

∑

x i ) i−

(∑ x )

2

∑ x − 2

i

n

∑ x ∑ ) i

n

][

i

]

(∑ ) )

2

∗ ∑ ) 2−

i

n

]

r

2

%e ob/iene por

( 6.11 )

2

En/re &'% %e acerca r a 1.>>F &'% %e a<9%/a la ec9ación e&pírica a lo% #a/o% #e la pr9eba /riaHial.

2.7.3.2

ROCA FRACTURADA O U FISURADA

S ¿1

ara roca frac/9ra#a o &9: fi%9ra#aF la re%i%/encia #e la &a/ri( σ c F %e #e/er&ina con 9n an'li%i% 9e %e pre%en/a en la par/e 1F o %e e%/i&a con 9na pr9eba #e carga #e p9n/a. El @alor #e & para la roca frac/9ra#a o &9: fi%9ra#a %e ob/iene con la ec9ación .1> : el @alor #e la con%/an/e S %e ob/iene por s=

1

σ c

[

∗

]

∑ ) i −m σ c∗∑ x i ( 6.12 ) n

n

$9an#o el @alor #e la con%/an/e Z%[ %e aproHi&a &9cBo a ceroF la ec9ación .12 p9e#e in#icar 9n @alor nega/i@o. En /al ca%oF %e po#r' %V> : %e calc9la & #e la %ig9ien/e &anera  m=

∑ ) ( 6.13 ) σ ∑ x i

c

i

Se /o&ara en c9en/a 9e la ec9ación .11 no p9e#e 9/ili(ar%e para calc9lar el 2 coeficien/e 9e #e/er&ina r c9an#o % e% nega/i@o.

2.7.3.3

2

ENOLENTE DE OHR


al&er e%cribió la ec9ación para 9n %i%/e&a #e círc9lo% #e 0oBr en e%/a for&a

[

1 σ − ∗( σ 1+ σ 3 ) 2

]

2

1 4

+ r 2= ( σ 1−σ 3 )2 ( 6.14 )

Si la #eri@a#a parcial σ 1 en relación con

σ 3

%e #e/er&inó : %e %ol9cionó

para σ %e ob/iene la %ig9ien/e ec9ación σ =σ 3 +

σ 1− σ 3 /σ 1 +1 / σ 3

( 6.15 )

Si %9%/i/9i&o% la ec9ación encon/rare&o% σ − σ 3 / σ 1 ∗ ( 6.16 ) % =σ 3 + 1 /σ 1 / σ 3 +1

/ σ 3

=1+

mσ c 2

.14 : #a&o% %ol9ción a

% F

√

/ σ 3

/ σ 1

.1 en la

( σ −σ ) 1

( 6.17 )

3

S9%/i/9:en#o la ec9ación .1) en .1 : .1 ob/ene&o% 2

% m ( 6.18 ) σ =σ 3 + m σ c % m + 8

√

% =( σ 1− σ 3 )∗ 1 +

m σ c ( 6.19 ) 4 % m

Dón#e 1 % m = ∗( σ 1− σ 3 ) ( 6.20 ) 2

Al %9%/i/9ir%e pare% %9ce%i@o% #e @alore% σ 1 ) σ 3 en ec9acione% .1 : .1; %e p9e#e generar 9na en@ol@en/e co&ple/a #e 0oBr a9n9e e%/e proce#i&ien/o e% a#ec9a#o para alg9na% aplicacione%F no %e pre%/a para c'lc9lo% co&o lo% 9e in/ere%an en la e%/abili#a# #e /al9#e%F #on#e la re%i%/encia al cor/e e% nece%aria para 9n ni@el nor&al #e e%f9er(o%. ara e%a%

30


aplicacione%F la %ig9ien/e e% 9na eHpre%ión &'% P/il para l a en@ol@en/e #e 0oBr.

(

)( *

σ % = A∗ σ − t σ c σ c σ c

6.21 )

Don#e A :  %on con%/an/e% e&pírica% 9e 9e#an #e/er&ina#a% por el an'li%i% %ig9ien/e @9Ml@a%e a e%cribir la ec9ación .21 #e la &anera %ig9ien/e ¿∗¿ ) = ax + ' ¿

Dón#e

( ) ( − )

) = log

% σ c

x = log

σ σ c

σ t

σ c

a =* ' = log ( A ) σ t =

σ c 2

∗( m− √ m2 + 4 s )

Lo% @alore% #e la% con%/an/e% A:  %e #e/er&inan por el ANALISIS DE REGRESI6N LINEAL #e la ec9ación +- para 9n rango #e @alore% #e σ ) % calc9la#o% con la% ec9acione% .1 : .1;

∑ x ) − ∑ n∑ *= x ∑ x − ∑ x i

i

) i

i

( 6.22 )

i

2

n

( A )=¿

∑ ) + *∗∑ x ( 6.23 ) i

i

n

n

log ¿

El 'ng9lo #e fricción in/erna &i : la coBe%ión in%/an/'nea c i para 9n @alor #a#o #e σ %e #efinen por

31


(

σ σ t − tan & i= A∗*∗ σ c σ c

*− 1

)

(6.24 )

c i= % −σ ∗tan &i ( 6.25 )

3. D'$inici%n', C%nc'9&!a(', 3.1 aci*% R%c%,% E% el &e#io inJ%i/9 9e con/iene #iferen/e% /ipo% #e #i%con/in9i#a#e% co&o #iacla%a%F e%/ra/o%F falla% : o/ro% ra%go% e%/r9c/9rale%. +Socie#a# Nacional 0inería e/róleo : EnergíaF 2>>4-.

3.2 a&"i* R%c%,a E% el &a/erial roco%o eHen/o #e #i%con/in9i#a#e%F o lo% blo9e% #e roca in/ac/a 9e 9e#an en/re ella%. La &a/ri( roco%aF a pe%ar #e con%i#erar%e con/in9aF pre%en/a co&por/a&ien/o Be/erogMneo : ani%ó/ropo liga#o a %9 f'brica : a %9 &icroe%/r9c/9ra &ineral. +Gon(ale% #e 5alle>2-.

3.3 Di,c%n&in!ia E% c9al9ier plano #e origen &ec'nico o %e#i&en/ario 9e in#epen#i(a o %epara lo% blo9e% #e &a/ri( roco%a en 9n &aci(o roco%o. +Gon(ale% #e 5alle>2-. Una #i%con/in9i#a# e% 9na %9perficie #el &aci(o roco%o 9e e%/' abier/a o p9e#e abrir%e f'cil&en/e a ca9%a #e /en%ione% in#9ci#a% por la eHca@ación. La% %9perficie% #e #i%con/in9i#a# aparecen #9ran/e la for&ación #e la roca +plano% #e e%/ra/ificaciónF la&inaciónF foliaciónF #i%:9nciónF e/c.- o po%/erior&en/e por ca9%a% /ec/ónica% +e%9i%/o%i#a#F pi(arro%i#a# : la% frac/9ra% falla% : #iacla%a% +e%/a% Pl/i&a% #eno&ina#a% @9lgar&en/e Z<9n/a%[. +or#a or#eBoreF2>1!-.

3.+ O"i'n&ación E% la po%ición #e la #i%con/in9i#a# en el e%pacio : co&Pn&en/e e% #e%cri/o por la #irección #e b9(a&ien/o : el b9(a&ien/o #e la línea #e &'Hi&a pen#ien/e en el plano #e la #i%con/in9i#a#. +In%/i/9/o Tecnológico Geo 0inero #e E%paaF 1;)-.

3.- E,9acia% E% la #i%/ancia perpen#ic9lar en/re #i%con/in9i#a#e% a#:acen/e%. E%/e #e/er&ina el /a&ao #e blo9e% #e roca in/ac/a. $9an#o &eno% e%pacia#o /enga lo% blo9e% %er'n &'% pe9eo% : c9an/o &'% e%pacia#o /enganF lo% blo9e% %er'n &'% gran#e%. +Socie#a# Nacional 0inería e/róleo : EnergíaF 2>>4-.

32


3.0 P'",i,&'ncia E%/e concep/o Bace referencia a la eH/en%ión o /a&ao #e la% #i%con/in9i#a#e%. La% #i&en%ione% #e 9na #i%con/in9i#a# %e p9e#en c9an/ificar ob%er@an#o %9 longi/9# en lo% aflora&ien/o% en la #irección #el r9&bo : en la #irección #el b9(a&ien/o. +Ra&íre( 6:ang9ren  Ale>)-

3.> R!g%,ia $on<9n/o #e irreg9lari#a#e% #e #iferen/e% ór#ene% #e &agni/9# +a%pere(a%F on#9lacione%-F 9e co&ponen la %9perficie #e la% pare#e% #e la #i%con/in9i#a#. +In%/i/9/o Tecnológico Geo 0inero #e E%paaF 1;)-.

3.8 A9'"&!"a Se #efine aper/9ra co&o la #i%/ancia perpen#ic9lar 9e %epara la% pare#e% a#:acen/e% #e roca #e 9na #i%con/in9i#a#F c9an#o e%/e e%pacio in/er&e#io /iene ag9a o aireen e%/o %e #i%/ing9e la aper/9ra #el e%pe%or #e relleno. +Ra&íre( 6:ang9ren  Ale>)-

3.7 R'(('n% Son lo% &a/eriale% 9e %e enc9en/ran #en/ro #e 9na #i%con/in9i#a#. $9an#o lo% &a/eriale% %on %9a@e%F la &a%a roco%a e% &eno% co&pe/en/e. +Socie#a# Nacional 0inería e/róleo : EnergíaF 2>>4-.

3.1 Ag!a La pre%encia #e ag9a %9b/err'nea e% #e %9&a i&por/ancia en la e%/abili#a# #e /al9#e% por en#e en la cla%ificación #e &aci(o roco%o en la% c9ale% p9e#e e%/ar %ecoF ligera&en/e BP&e#oF BP&e#oF go/ean#oF fl9:en#o. General&en/eF la circ9lación #e ag9a en lo% &aci(o% roco%o% %e reali(a a lo largo #e la% #i%con/in9i#a#e% +per&eabili#a# %ec9n#aria-F eHcep/o en la% roca% %e#i&en/aria% con 9n al/o ín#ice #e poro%F en la% c9ale% el ag9a circ9la por la propia roca +per&eabili#a# pri&aria-. +Ra&íre( 6:ang9ren  Ale>)-

3.11 '&'%"i*ación Deno&ina#a /a&biMn in/e&peri(aciónF e%/' relaciona#o con la &o#ificación 9e %9fre la %9perficie #e la roca o en %9% proHi&i#a#e%F #ebi#o a la acción #e agen/e% a/&o%fMrico%. El gra#o #e &e/eori(ación #epen#er' #e la% con#icione% cli&a/ológica%F &orfológica% : la co&po%ición #e la &a%a roco%a. La &e/eori(ación %e #i@i#e en la &e/eori(ación fí%icaF 9í&ica : biológica. +Socie#a# Nacional 0inería e/róleo : EnergíaF 2>>4-.

3.12 A(&'"ación La al/eración #e la roca o &'% propia&en/e #icBaF al/eración Bi#ro/er&alF %e

33


pro#9ce por la a%cen%ión #e fl9i#o% o ga%e% &agnM/ico% a al/a% /e&pera/9ra% a /ra@M% #e frac/9ra% o (ona% #e falla. E%/o% afec/an a lo% relleno% #e la% (ona% #e falla : %9% ca
+. FACTOR DE SEGURIDAD# El =ac/or #e Seg9ri#a# e% 9na &e#ia #e/er&ini%/a #e la relación en/re la% f9er(a% #e re%i%/encia +capaci#a#- : la% f9er(a% i&p9l%ora% +#e&an#a- #el %i%/e&a en %9 en/orno con%i#era#o. El =oS e% el cri/erio &'% b'%ico #e #i%eo acep/a#o en la ingeniería geo/Mcnica %e #e%arrolló co&o 9na #i%ciplina #e ingeniería in#epen#ien/e. En 1;4>. +Rea#  S/ace:F 2>>;-.

+.1 PRO4A4ILIDAD DE FALLA# La probabili#a# #e fallo +o=- %e Ba con@er/i#o ca#a @e( &'% 9/ili(a#o co&o cri/erio #e acep/ación #9ran/e lo% Pl/i&o% ! ao%F a9n9e con #i@er%o% gra#o% #e en/9%ia%&o : e%cep/ici%&o. D9ran/e %9% conferencia% #e 1;2 Ter(agBiF Bi/&an +1;!- eran #e la opinión #e 9e la /eoría #e probabili#a#e% f9e con%i#era#o por la #9#a e incl9%o la %o%pecBa por la &a:oría #e lo% ingeniero% geo/Mcnico%. La% ac/i/9#e% Ban ca&bia#o : el 9%o #e la o= co&o cri/erio #e #i%eo %e Ba for/aleci#o. +Rea#  S/ace:F 2>>;-.

34


-. EVPLORACION DE CAPO -.1 DESCRIPCION ISUAL DEL ACIO -.1.1 i,&a F"%n&a( '( aci*%#

3#


-.1.2 a"&i((% Sci&#

*uente: 7uis Gon"ales +e !alle8o9 Inenie;a

•

Da/o% /o&a#o% en ca&po

Lo% #a/o% #e ca&po f9eron /o&a#o%  PRIERO# ri&era&en/e li&pian#o la (ona #on#e el &ar/illo #e ScB&i#/ %eria aplica#oF eli&inan#o la p'/ina #e roca &e/eori(a#a.  SEGUNDO# "acien#o 9na &arco #e referencia en #on#e %e @a a aplicar el &ar/illoF #e la &anera 9e no %e repi/a el en%a:o en 9n

3(


%olo %i/io : pone&o% la #irección en la c9al Ba %i#o /o&a#a.

E,&ación N3 37 !) ! ! !4 33 P"%'i !.2 % E,&ación N+ E,&ación N8 33 3! 41 ! 32 !! !4 ! 3+ P"%'i !4 P"%'i !4.) E,&ación N% % !) 2> 17 2) P"%'i 2.) % •

E,&ación N2 33 !4 30 !; P"%'i !4.) % E,&ación N> 3+ ! 3+ ! P"%'i !.1) % ! !1

!2 !

! !1

E,&ación N7 3> !> ! 2) !4 27 P"%'i !2. E,&ación N1 % !1 30 42 4! 22 2) !; 38 P"%'i !.) % An'li%i% #e lo% #a/o% %egPn la /abla #e #i%per%ión &e#ia #e la re%i%/encia +0a-.

g 3

cm

$on@ir/ien#o a iloJNeQ/on %obre &e/ro c9bico 3

3

1 kg 10 cm g = 22.39 12 0 = 2.28 3 x 3 x 3 3 cm 10 cm 1 m m

3)

!2.2 2!

! !

 Den%i#a# #e la &a/ri( roco%a 0 = 2.28

E,&ación N1 2; 3 !1 33 P"%'i !>. % E,&ación N0 31 !2 32 2 P"%'i !1. %


 Re%i%/encia #el &ar/illo ScB&i#/ en la% #iferen/e% e%/acione%.

ara /o&ar 9n @alor repre%en/a/i@o eli&inare&o% el #a/o &enor co&o el &a:orF : Bare&o% 9n pro&e#io en/re lo% #a/o% 9e 9e#an.

E,&aci%n

R',i,&'ncia '( R',i,&'ncia a (a a"&i((% Sci& c%9"',ión ,i9(' Pa) !>. ! !4.) 42 !.2 2 !4 41 2.) !2 !1. !; !.1) 4; !4.) 4 !2. 41 !.) !

1 2 3 + 0 > 8 7 1

∑ σ = 38 + 42 +52 +41 +32 +8 39 + 49 +48 + 41 +53 c

σ c = 43.75 MPa

-.1.3 FRACTURA# La% =rac/9ra% f9eron con/a#a% en 9n &e/ro lineal por ca#a e%/ación #eli&i/a#a en la %9perficie #el &aci(o.

E,&ación

1 2 3 + 0 >

3.

N!'"% ' i,c%n&in!ia', 'n 1 (in'a(  ∀ ) 12  12  )  ;


8 7 1

1 22 1;

-.2 CLASIFICACION GEO=ECANICA -.2.1 CALIDAD DE ROCA R/D) 0e#ian/e la ec9ación #e con/eo #e #i%con/in9i#a#e% por &e/ro lineal /ene&o% la fór&9la #e frec9encia #e frac/9ra&ien/o −0.1 FF

RQD=100 x e

( 0.1 FF + 1 )

RQD=−3.68 FF + 110,4 3ara 6 < FF < 16

FF =

-anti!a! !e Discntin#i!a!es 4ngit#! !el Sn!e

E,&ación 1 2 3 + 0 > 8 7 1

N!'"% ' R/D i,c%n&in!ia', 'n 1 (in'a( 12 .24  >.; 12 .24  >.; ) 4.4  >.; ; )).2 1 4.2 22 !.4 1; 4!.!) ro&e#io #el R,D .24

-.2.2 DESCRIPCIN DEL ACIO ROCOSO -.2.2.1

O4SERACIONES

 $li&a  Te&pla#o con alg9na% n9be%F a la Bora #e /o&ar el en%a:o no B9bo precipi/ación #e ll9@ia%.

3

mecánica de rocas

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