Reconocimiento de Macizo Rocoso

UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARITAGUI

RECONOCIMIENTO RECONOCIMIENTO DE MACIZO ROCOSO 1.- RESUMEN:

RECONOCIMIENTO DE MACIZO ROCOSO

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2.- CAP 1: GENERALIDADES GENERALIDADES 2.1 INTRODUCCIÓN: El macizo rocoso es el conjunto de los bloques de matriz rocosa y de discontinuidades. Mecánicamente son medios discontinuos, anisótropos y heterogéneos, por lo que su clasificación es fundamental en la ingeniería geológica. En primera instancia, es necesario resumir que la mecánica de macizos rocosos es la técnica y disciplina teórica y aplicada que tiene el objetivo de estudiar el macizo rocoso (determinar sus propiedades físicas) con el fin de comprender el comportamiento y reacción mecánica del mismo, ante la aplicación o modificación de diversas fuerzas y esfuerzos generados por las actividades del hombre (obras civiles y militares, actividades ambientales, energéticas, mineras y petroleras). Los distintos ámbitos de aplicación de la mecánica de macizos rocosos se pueden agrupar en aquellos donde el macizo rocoso constituye:   

La estructura (excavación de túneles, galerías, taludes); El soporte de otras otras estructuras (fundaciones de edificios, presas); La materia prima para la construcción construcción (escolleras, (escolleras, pedraplenes, rellenos). rellenos).

La mecánica de macizos rocosos guarda una estrecha relación con otras disciplinas como: la geología estructural, para conocer los procesos y estructuras tectónicas que afectan al macizo rocoso; la tectónica, para conocer el estado de esfuerzos en el macizo rocoso y la dinámica de estos; y la mecánica de suelos, para abordar el estudio de rocas alteradas y meteorizadas en la superficie. La ingeniería geológica engloba tanto el estudio de la mecánica de macizos rocosos como la de suelos para aplicar en las ingenierías relacionadas (ingenierías civil, minera, ambiental y petrolera), la única disciplina que logro agrupar todas las ingenierías relativas a las ciencias de la tierra. En la mayoría de los casos el macizo rocoso aparece afectado por discontinuidades o superficies de debilidad que separan bloques de material rocoso y/o roca intacta. En el caso de la ingeniería civil, el desarrollo del conocimiento cienti fico y practico de la mecánica de macizos rocosos es en la actualidad una necesidad, ya que tiene el objeto de construir a la vez obras económicas y seguras. Para el caso de obras con fuerte influencia de eficiencia productiva (excavaciones subterráneas), se tiene que definir hasta hasta que proporción uno tiene que invertir en tiempo y dinero para entender el comportamiento mecanico-hidraulico del macizo rocoso, y de qué modo y hasta qué punto uno tiene que demostrar que la obra es la más económica y segura. De este modo, el ingeniero dedicado a la mecánica de macizos rocosos debe también aplicar esta disciplina para


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2.- CAP 1: GENERALIDADES GENERALIDADES 2.1 INTRODUCCIÓN: El macizo rocoso es el conjunto de los bloques de matriz rocosa y de discontinuidades. Mecánicamente son medios discontinuos, anisótropos y heterogéneos, por lo que su clasificación es fundamental en la ingeniería geológica. En primera instancia, es necesario resumir que la mecánica de macizos rocosos es la técnica y disciplina teórica y aplicada que tiene el objetivo de estudiar el macizo rocoso (determinar sus propiedades físicas) con el fin de comprender el comportamiento y reacción mecánica del mismo, ante la aplicación o modificación de diversas fuerzas y esfuerzos generados por las actividades del hombre (obras civiles y militares, actividades ambientales, energéticas, mineras y petroleras). Los distintos ámbitos de aplicación de la mecánica de macizos rocosos se pueden agrupar en aquellos donde el macizo rocoso constituye:   

La estructura (excavación de túneles, galerías, taludes); El soporte de otras otras estructuras (fundaciones de edificios, presas); La materia prima para la construcción construcción (escolleras, (escolleras, pedraplenes, rellenos). rellenos).

La mecánica de macizos rocosos guarda una estrecha relación con otras disciplinas como: la geología estructural, para conocer los procesos y estructuras tectónicas que afectan al macizo rocoso; la tectónica, para conocer el estado de esfuerzos en el macizo rocoso y la dinámica de estos; y la mecánica de suelos, para abordar el estudio de rocas alteradas y meteorizadas en la superficie. La ingeniería geológica engloba tanto el estudio de la mecánica de macizos rocosos como la de suelos para aplicar en las ingenierías relacionadas (ingenierías civil, minera, ambiental y petrolera), la única disciplina que logro agrupar todas las ingenierías relativas a las ciencias de la tierra. En la mayoría de los casos el macizo rocoso aparece afectado por discontinuidades o superficies de debilidad que separan bloques de material rocoso y/o roca intacta. En el caso de la ingeniería civil, el desarrollo del conocimiento cienti fico y practico de la mecánica de macizos rocosos es en la actualidad una necesidad, ya que tiene el objeto de construir a la vez obras económicas y seguras. Para el caso de obras con fuerte influencia de eficiencia productiva (excavaciones subterráneas), se tiene que definir hasta hasta que proporción uno tiene que invertir en tiempo y dinero para entender el comportamiento mecanico-hidraulico del macizo rocoso, y de qué modo y hasta qué punto uno tiene que demostrar que la obra es la más económica y segura. De este modo, el ingeniero dedicado a la mecánica de macizos rocosos debe también aplicar esta disciplina para


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minimizar el riesgo geológico, durante las fases f ases de investigación, construcción y operación.

2.2 UBICACIÓN: QUEBRADA: S/N DISTRITO: SAMEGUA PROVINCIA: MARISCAL NIETO DEPARTAMENTO: MOQUEGUA El lugar donde fuimos a ver el reconocimiento macizo rocoso está ubicado a unos cuantos metros más arriba del country club la villa Moquegua, en el canal de pasto grande kilómetro kilómetro 7+280.

2.2 UBICACIÓN COORDENADAS UTM: Norte: 81 00 872 Este: 29 83 24 ALTURA: 1,256 m.s.n.m. 2.3 COORDENADAS GEOGRAFICAS: -

LATITUD

: -17.169231

-

LONGITUD : -70.896256


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2.4 ACCESIBILIDAD: Para poder llegar al lugar indicado tenemos que ir desde la UJCM-CAMPUS SAN ANTONIO por toda AV. CIRCUNVALACION pasando por CHEN-CHEN y por el Gobierno Regional hasta llegar al Ovalo El Ángel y tomar la INTEROCEANICA SUR, pasando por Samegua y antes de terminar ahí una carretera que nos llevara al rio y pasaremos por el puente de Samegua y también por el country club y a unos 600 metros más arriba encontraremos una trocha, al ingresar paramos por el reservorio R-1 de la municipalidad provincial.

2.5 CLIMA: Cálido – seco: suelos fragmentados 

Temperatura Invierno: 21º a 10º C Verano: 28º a 31º C -

 -

 -

Humedad relativa En Moquegua la húmedas es entre un 50 y 60 % Viento 15 km/h


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3.- CAP 2: FISIOGRAFIA 3.1 GEOMORFOLOGIA: 

GEOMORFAS: Las geomorfas que se pueden apreciar en la zona de practica son: 

QUEBRADAS.- En geografía, una quebrada designa un paso estrecho entre montañas que forma una especie de lago; y por tanto, equivale a desfiladero. En las quebradas es posible encontrar diversas especies arbóreas dependiendo de su altura dentro de la cuenca, pudiendo encontrarse hasta 300 especies en algunas zonas precordilleranas y animales como insectos, mamíferos y aves.

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VALLES.Es una llanura entre montañas o alturas, una depresión de la superficie terrestre entre dos vertientes, con forma inclinada y alargada, que conforma una cuenca hidrográfica en cuyo fondo se aloja un curso fluvial.


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LADERAS: La noción de ladera suele utilizarse para nombrar al declive de una montaña, de un monte o de una altura en general.

3.2 GEODINAMICA.

GEODINAMICA INTERNA:

AGENTES SISMICOS.Los agentes sísmicos constituyen uno de los agentes que producen cambios más repentinos y violentos en el relieve terrestre. Un terremoto es un sismo o seísmo que tiene poder destructor, acompañado de fuertes sacudidas y de ruido subterráneo parecido a truenos profundos que se debe a los movimientos vibratorios de frecuencia audible de más de vibraciones por segundo.

Antecedentes Sismológicos


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La ciudad de Moquegua ha sido sacudida por movimientos sísmicos por intervalos no periódicos, habiéndose registrado sismos de intensidad tan alta como IX en la Escala de Mercalli Modificada (M.M.) Según estudios realizados, en el período de 1913 – 1962, se han registrado sólo 74 sismos, cuyos epicentros se ubicaron entre los paralelos 15º a 18º de latitud sur y 70º a 75º de longitud oeste. Para el período 1963-1992 se registraron 1,167 eventos sísmicos, de los cuales 312 han alcanzado una magnitud igual o mayor a 5.0 Mb. De los sismos ocurridos en el área de estudio se tiene conocimiento que los más trascendentales por sus efectos destructores fueron los que ocurrieron en los años 1604, 1687, 1715, 1784, 1868 y 1877, con una magnitud aproximada de 8.5 grados en la Escala de Richter. En las principales regiones sísmicas, estas zonas “en silencio” presentan el mayor peligro de futuros terremotos. Confirmando la teoría de “Brecha Sísmica” la probabilidad de un evento en el mismo lugar es cue stión de

tiempo; por lo tanto, el monitoreo de estas brechas sísmicas es importante para los preparativos ante futuros eventos. Si bien es cierto el sismo ocurrido el 23 de junio del 2001, por su complejidad y gran cantidad de réplicas ocasionó grandes daños en los Departamentos de Arequipa, Moquegua y Tacna, bajó las tensiones (el Servicio Geológico de los Estados Unidos precisó que fueron dos los terremotos que sacudieron el sur del Perú, uno localizado en Ocoña, y el otro entre Ilo y Mollendo, con una diferencia de 6 segundos entre cada uno); esto no exonera a la ciudad de Moquegua de un posible evento de similares características a las del año 1868, y que con sus posibles consecuencias alcanzaría una magnitud sísmica probable de 9 grados en la Escala de Richter. En la región Sur se presentan fenómenos naturales de origen interno, como los sismos que son la parte final del proceso de acumulación de energía de deformación en la corteza producto de la convergencia, de las placas Oceánica y Continental.


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GEODINAMICA EXTERNA: HUAYCOS.Son flujos torrenciales constituidos por una mezcla de materiales detríticos heterogéneos, predominantemente, limo arcilloso, embebidos en agua que se desplazan a lo largo de una quebrada seca o torrentera. Lo que hace que se conviertan en desastres es la ubicación de los centros poblados en el curso de quebradas y cárcavas. En esta categoría hemos considerado la quebrada de Montalvo -por tener una cuenca colectora que nace entre los 3200 m.s.n.m. y sus avenidas históricas-, la quebrada del cementerio, la quebrada de Guaneros, la quebrada Mama Rosa.

3.3 GEOLOGIA.

FORMACIÓN HUARACANE (KS-HU): Conocida anteriormente como formación Toquepala (Bellido y Landa, 1965), actualmente está dividida en un conjunto de siete unidades volcanoclásticas estudiadas a lo largo del curso inferior del río Torata. Los afloramientos de esta formación se presentan en los cerros Huaracane, Estuquiña, Los Ángeles; en Samegua en el flanco talud izquierdo del comité N° 05 .Son rocas volcánicas, derrames andesíticos de color marrón claro; presentan pseudo-estratificación; en algunos lugares como en el cerro Los Ángeles constituyen canteras de lajas que son explotadas para la construcción. La parte inferior se compone de derrames y brechas de flujo piroclástico de composición andesítica, dacítica y riolítica de colores grises, pardos y violetas. La parte media incluye lentes de conglomerados y areniscas de coloración verdosa. La parte superior derrames y brechas de flujos riolíticos de colores pardos y aglomerados de colores blanquecinos. Esta secuencia tiene un espesor de 650 a 700 m. Las rocas que lo comprenden son: RECONOCIMIENTO DE MACIZO ROCOSO

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ANDESITA: La andesita es una roca ígnea volcánica de composición intermedia. Su composición mineral comprende generalmente plagioclasa y varios otros minerales ferromagnésicos como piroxeno, biotita y hornblenda.

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RIOLITA: La riolita es una roca ígnea extrusiva, volcánica félsica, de color gris a rojizo con una textura de granos finos o a veces también vidrio y una composición química muy parecida a la del granito. A la riolita se le considera el equivalente volcánico del granito, lo que se agrega a otras evidencias que demuestran que el granito se origina a partir de magma, tal como lo hace la riolita, solo que a mayor presión. La riolita es un tipo de roca bastante común, aunque ocurre en volúmenes mucho menores que el basalto. Las riolitas se dan principalmente en los continentes y sus márgenes, si bien existen numerosas ocurrencias en otras situaciones tectónicas

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DACITA: La dacita es una roca ígnea volcánica con alto contenido de hierro. Su composición se encuentra entre las composiciones de la andesita y de la riolita y, al igual que la andesita, se compone principalmente de feldespato plagioclasa con biotita, hornblenda, y piroxeno. Posee una textura entre afanítica y pórfida con cuarzo en forma de cristales de tamaños considerables redondeados corroídos, o como elemento de su pasta base.

FORMACION MOQUEGUA:  AFLORAMIENTO De la quebrada al lado derecho asi el OESTE  EDAD Terciario - 

TIPO DE ROCA (SEDIMENTARIAS) -

CONGLOMERADOS Es la acumulación o es cuando se juntan diversos tipos de rocas en diferentes tamaños

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ARENAS Son partículas de rocas no tan pequeñas que se puede encontrar en la parte inferior de cada cerro

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LIMO


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El limo posee una granulometría comprendida entre la arena fina y la arcilla, se transportan a través de ríos y por efecto del viento



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ARENISCAS Los minerales más comunes de la arenisca son el feldespato y el cuarzo. La arenisca toma el color de los materiales que contiene. Los colores más comunes son el café, el amarillo, el rojo, el blanco, el gris y el tostado, entre los cuales predominan el amarillo y el tostado.

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GRAVA La grava o agregado grueso es uno de los más utilizados e importantes para hacer concreto o del hormigón.

DEPOSITOS FLUVIALES.Los depósitos fluviales están constituidos por sedimentos que se acumulan a partir de la actividad de los ríos y los procesos de deslizamiento por gravedad asociados. 

Cuenca de un río.La cuenca hidrográfica de un río es el área drenada por un río y sus afluentes. El agua de lluvia circula por la superficie terrestre debido a la gravedad (escorrentía o escurrimiento), formando los ríos y lagos y se puede infiltrar en el suelo y el subsuelo para formar las aguas subterráneas.

4.- CAP 3: MACIZO ROCOSO 4.1 CONCEPTO: 

Según Nathalia Gomez profesora de la Facultad de Ingenierías Fisicoquímica Escuela de Geología Bucaramanga-Santander. Macizo Rocoso, se le denomina al conjunto conformado por la matriz rocosa y las discontinuidades que afectan al material de roca en conjunto. En cuanto a propiedades geomecánicas, un macizo rocoso se considera como un medio discontinuo, anisótropo y heterogéneo.

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Según Universitat Politècnica de Catalunya. Forma en la que se presentan las rocas en el medio natural. Un macizo rocoso está compuesto por una o varias rocas (litotipos) que a su vez contiene diversas discontinuidades: planos de estratigraficación, fallas, juntas, pliegues y otros caracteres estructurales. Los macizos rocosos son


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por tanto discontinuidades y pueden presentar propiedades heterogéneas y/o anisótropas.

4.2 METODO DE RMR: 

CONCEPTO: La clasificación geomecánica RMR, también conocida como clasificación geomecánica de Bieniawski, fue presentada por el Ingeniero Bieniawski en 1973 y modificada sucesivamente en 1976, 1979, 1984 y 1989. 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 Rating), independiente de la estructura, y de un f actor de corrección. El RMR se obtiene estimando cinco parámetros: la resistencia a compresión simple de la roca, el RQD (Rock Quality Designation) la separación entre las diaclasas su estado la presencia de agua freática. Al resultado de cada uno de los parámetros se le asigna, según las tablas, un valor y se suman todos ellos para obtener el índice de calidad RMR sin correcciones. A este valor se le debe restar un factor de ajuste en función de la orientación de las discontinuidades.     



RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN: La resistencia a la compresión es la carga (o peso) por unidad de área a la que el material falla (se rompe) por fracturación por cizalla o extensional. Esta propiedad es muy importante en la mecánica de materiales, tanto en situación no confinada como confinada dado que los materiales cerca de la superficie terrestre, incluyendo los edificios, suelen estar sometidos a condiciones no confinadas, consideraremos exclusivamente esta situación. En este caso, la resistencia a la compresión uniaxial se mide en una prensa hidráulica que registra el esfuerzo compresor aplicado sobre una probeta de material en una dirección del espacio, y la deformación lineal inducida en esa misma dirección.


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El esfuerzo es igual a la fuerza aplicada por sección o superficie: F l 

l



S

Donde: F l : es la fuerza aplicada longitudinalmente, expresada en newtons en el sistema mks (N=kg·m·s-2), dinas en el sistema cgs o kilogramos-fuerza en el sistema técnico S: es la sección de la probeta (m 2) y 2 2 2 l: es el esfuerzo lineal expresado en Pa (N/m ), dinas/cm o kg/m (las dimensiones del esfuerzo son las mismas que las de presión). Según su resistencia a la compresión simple, la roca se puede clasificar así:



RQD: El índice RQD (Rock desarrollado Quality Designation) por Deere entre 1963 y 1967, se define como el porcentaje de RECONOCIMIENTO DE MACIZO ROCOSO

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recuperación de testigos de más de 10 cm de longitud (en su eje) sin tener en cuenta las roturas frescas del proceso de perforación respecto de la longitud total del sondeo. Para determinar el RQD (Rock Quality Designation) en el campo o zona de estudio de una operación minera, existen tres procedimientos de cálculo.

PRIMER PROCEDIMIENTO Se calcula midiendo y sumando el largo de todos los trozos de testigo mayores que 10 cm en el intervalo de testigo de 1.5 m. a partir de los testigos obtenidos en la exploración. Medida del RQD en testigos de Exploración 150 Se deben incluir los discos del núcleo ocasionados por rotura mecánica de la roca como parte del RQD.

SEGUNDO PROCEDIMIENTO Comprende el cálculo del RQD en función del número de fisuras por metro, determinadas al realizar el levantamiento litológico-estructural (Detail line) en el área o zona predeterminada de la operación minera. RQD Determinado en el campo por el área de Geotecnia, en un tramo longitudinal de pared expuesta d) RQD = 100e^- 0.1λ x(0.1λ +1) Priest y Hudson,1976 Donde:

= Nro. De Fisuras / Espacio (Span)

TERCER PROCEDIMIENTO Comprende el cálculo del RQD en función del número de fisuras por metro cúbico (Jv = Joint Volumétric number), determinadas al realizar el levantamiento litológico-estructural (Detail line) en el área o zona predeterminada de la operación minera. Comprende el cálculo del RQD en función del número de fisuras por metro cúbico al realizar el levantamiento litológico estructural de las paredes de la mina, este se usa para voladura: RQD = 115 - (3.3) Jv Donde: Jv = número de fisuras por metro cúbico Nota: El Jv se calcula sumando el número de fisuras por metro que corten de manera independiente a cada uno de los 3 ejes de un cubo imaginario en el cuerpo rocoso materia de análisis. No se debe contar una fisura en más de un eje, por ejemplo, si una fisura corta al eje x y al eje y, la contaremos bien en el eje x o en el eje y pero no en ambos. Para tener una mayor precisión, mediremos una longitud adecuada en cada eje y RECONOCIMIENTO DE MACIZO ROCOSO

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luego hallaremos el número de fisuras en un solo metro, haciendo una regla de 3 simple. Así tendremos: Jv(eje)=(# de fisuras / longitud del eje) Jv = Jvx + Jvy + Jvz y finalmente: RQD = 115 - (3.3) Jv lo que representa el porcentaje de RQD.

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AGUA SUBTERRANEA: El agua subterránea representa una fracción importante de la masa de agua presente en los continentes, y se aloja en los acuíferos bajo la superficie de la Tierra. El volumen del agua subterránea es mucho más importante que la masa de agua retenida en lagos o circulante, y aunque menor al de los mayores glaciares, las masas más extensas pueden alcanzar un millón o más de kilómetros cuadrados (como el Acuífero Guaraní). El agua del subsuelo es un recurso importante y de este se abastece a una tercera parte de la población mundial, pero de difícil gestión, por su sensibilidad a la contaminación y a la sobreexplotación. El agua subterránea es parte de la precipitación que se filtra a través del suelo hasta llegar al material rocoso que está saturado de agua. El agua subterránea se mueve lentamente hacia los niveles bajos, generalmente en ángulos inclinados (debido a la gravedad) y eventualmente llegan a los arroyos, los lagos y los océanos.

ACUÍFERO Un acuífero es aquel estrato o formación geológica permeable que permite la circulación y el almacenamiento del agua subterránea por sus poros o grietas. Dentro de estas formaciones podemos encontrarnos con materiales muy variados como gravas de río, limo, calizas muy agrietadas, areniscas porosas poco cementadas, arenas de playa, algunas formaciones volcánicas, depósitos de dunas e incluso ciertos tipos de arcilla. El nivel superior del agua subterránea se denomina nivel freático, y en el caso de un acuífero libre, corresponde al nivel freático. RECONOCIMIENTO DE MACIZO ROCOSO

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ESTRUCTURA Un acuífero es un terreno rocoso permeable dispuesto bajo la superficie, en donde se acumula y por donde circula el agua subterránea.

Una zona de saturación, que es la situada encima de la capa impermeable, donde el agua rellena completamente los poros de las rocas. El límite superior de esta zona, que lo separa de la zona vadosa o de aireación, es el nivel freático y varía según las circunstancias: descendiendo en épocas secas, cuando el acuífero no se r ecarga o lo hace a un ritmo más lento que su descarga; y ascendiendo, en épocas húmedas. Una zona de aireación o vadosa, es el espacio comprendido entre el nivel freático y la superficie, donde no todos los poros están llenos de agua. Cuando la roca permeable donde se acumula el agua se localiza entre dos capas impermeables, que puede tener forma de U o no, vimos que era un acuífero cautivo o confinado. En este caso, el agua se encuentra sometida a una presión mayor que la atmosférica, y si se perfora la capa superior o exterior del terreno, fluye como un surtidor, tipo pozo artesiano. 





TABLA DE CLASIFICACION DE RMR: RMR

Descripción Tiempo Medio Sostén Ángulo Buzamiento

0 - 20

Muy pobre

10 min./0.05 min

< 30º

21 - 40

Pobre

5 horas/ 15 min

30-35º

41 - 60

Regular

1 sem. / 3 meses

35-40º

61 - 80

Bueno

6 a 4 meses

40-45º

> 5 meses

45º

81 - 100 Muy bueno

El factor de corrección, definido cualitativamente, depende de la orientación de las discontinuidades y tiene valores distintos según se aplique a túneles, cimentaciones o taludes. El índice de RMR se obtiene de restar a los valores obtenidos el factor de ajuste. Este índice puede variar entre 0 y 100 y define cinco clases de roca designadas con números romanos que se corresponden con cinco calidades del macizo rocoso: muy buena, buena, media, mala y muy mala. RECONOCIMIENTO DE MACIZO ROCOSO

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La principal ventaja de este método de clasificación es su sencillez y economía. CORRELACIÓN El RMR está correlacionado empíricamente con el módulo de Young del macizo rocoso (Em), no de la roca intacta (Er): para RMR > 50 para RMR =< 50 A pesar de que existen estas correlaciones, hay que aclarar que son solamente aproximaciones a los valores reales que exhibe el macizo rocoso.

4.3 METODO DE Q BARTON.

CONCEPTO: Desarrollada por Barton, Lien y Lunde en 1974, a part ir del estudio de un gran número de túneles, constituye un sistema de clasificación de macizos rocosos que permite estimar parámetros geotécnicos del macizo y diseñar sostenimientos para túneles y cavernas subterráneas. El índice Q está basado en una evaluación numérica de seis parámetros dados por la expresión:

Donde: Q = RQD x Jr x Jw Jn Ja SRF Jn = índice de diaclasado que indica el grado de fracturación del macizo rocoso. Jr = índice de rugosidad de las discontinuidades o juntas. Ja = índice que indica la alteración de las discontinuidades. Jw = coeficiente reductor por la presencia de agua. SRF (stress reduction factor) = coeficiente que tiene en cuenta la influencia del estado tensional del macizo rocoso. Los tres factores de la expresión representan: (RQD/Jn): el tamaño de los bloques (Jr/Ja) : la resistencia al corte entre los bloques (Jw/SRF): la influencia del estado tensional. El índice Q obtenido varía entre 0,001 y 1.000, con la siguiente clasificación del macizo rocoso:


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RANGO Q

CALIDAD

10
buena

5
Buena

0.4
Regul ar

0.1
Mal a

0.03
Muy mala

0.001
Muy

Extrema mala

SOSTENIMIENTO A PARTIR DEL Q DE BARTON: Para la estimación de los sostenimientos a partir de Q, se definen los siguientes parámetros:

a) Diámetro equivalente del túnel (De) Para relacionar el valor del índice Q a la estabilidad y requerimiento de sostenimiento de excavaciones subterráneas, Barton et al (1974) definió un parámetro adicional al que se denominó la Dimensión Equivalente “De”

de la

excavación. Esta

dimensión

se obtiene

dividiendo el vano, diámetro o la altura de la pared de la excavación entre una cantidad llamada la Relación de Sostenimiento ESR. Entonces:

b) Relación de sostenimiento de excavación (ESR) La estación de chancado yace dentro de la categoría de excavaciones mineras permanentes (Tabla 1) y se le asigna una relación de sostenimiento de excavación ESR = 1.6. En consecuencia, para un vano de excavación de 15 m, la dimensión equivalente es: De = 15/1.6 = 9.4 La “De” es utilizada para definir una serie de categorías de sostenimiento mediante un gráfico publicado en texto original preparado por Barton et al (1974). Este gráfico ha sido actualizado por Grimstad y Barton (1993) para reflejar el uso progresivo del shotcrete reforzado con fibra de acero en el sostenimiento en el sostenimiento de excavaciones subterráneas (Figura 1).


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De la Figura 1, un valor de “De” de 9.4 y un valor de Q de 4.5 coloca a

esta excavación para la chancadora dentro de la categoría (4) la cual requiere de un patrón de pernos de roca (espaciados 2.3 m) y 40 a 50 mm de shotcrete no armado.

CATEGORÍAS DE REFUERZO: 1) Sin sostenimiento. 2) Empernado puntual. 3) Empernado sistemático. 4) Empernado sistemático con 40-100 mm de shotcrete sin refuerzo. 5) Shotcrete reforzado con fibra, de 50-90 mm, y empernado. 6) Shotcrete reforzado con fibra, de 90-120 mm y empernado. 7) Shotcrete reforzado con fibra, de 120-150 mm, y empernado.


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8) Shotcrete reforzado con fibras, >150 mm, con cerchas reforzadas de shotcrete y empernado. 9) Revestimiento de concreto moldeado.

c) Longitud de pernos (L) Barton et al (1980) proporciona información adicional acerca de la longitud de los pernos, la longitud “L” de los pernos de roca pueden estimarse a partir del ancho de excavación “B” y la Relación de Sostenimiento de la

Excavación ESR:

d) Máximo vano sin sostener (longitud pase) El ancho de luz máxima sin sostenimiento puede estimarse a partir de:

e) Carga de roca sobre el techo (Pr) (kp/cm2) En base a los análisis de los registros de casos, Grimstad y Barton (1993) sugirieron que la relación entre el valor de “Q” y la presión de sostenimiento permanente del techo “Pr” es estimada a partir de:

f) Carga de roca en hastiales (Ph) (kp/cm2)

4.4 METODO DE CSI: 

ANTECEDENTES: El índice de resistencia geológica, GSI, fue desarrollado por Hoek (1994) para subsanar los problemas detectados con el uso del índice RMR para evaluar la resistencia de macizos rocosos según el criterio generalizado de Hoek-Brown.


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El GSI estima la reducción de la resistencia del macizo para diferentes condiciones geológicas Este índice de calidad se determina en base de dos parámetros que definen la resistencia y deformabilidad de los macizos rocosos: MRS y JC. El MRS es la “estructura del macizo rocoso”, definida en términos de su

blocosidad y grado de trabajazón. El JC es la condición de las estructuras presentes en el macizo rocoso. La evaluación del índice GSI se hace por comparación del caso que interesa con las condiciones típicas que se muestran en Figura 1 y este índice puede variar de 0 a 100, lo que permite definir 5 clases de macizos rocosos:

Respecto a la precisión de la calificación del macizo rocoso mediante el índice GSI, puede considerarse lo siguiente:



CALCULO: La determinación directa en terreno del índice GSI no requiere de cálculos, ya que el valor de GSI se obtiene directamente de la carta de Figura 1, por comparación de la situación in situ con las casos que se muestran en esta carta. Sin embargo, en la práctica este método considera una “ventana de mapeo” y no es aplicable al mapeo geotécnico

de sondajes, por lo que es necesario utilizar otro sistema de calificación para el mapeo de sondajes (e.g. el sistema RMR de Bieniawski), y luego transformar los resultados a valores de GSI conforme a los criterios siguientes (Hoek et al, 1995): 

Si se utiliza la versión 1976 del índice RMR (Bieniawski, 1976), deberá suponerse que el macizo rocoso está completamente seco y no deberá efectuarse ajuste por orientación de las estructuras. El valor resultante del índice RMR76 se relaciona con el índice GSI de la siguiente forma: RECONOCIMIENTO DE MACIZO ROCOSO

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Si RMR76 ≥ 18 entonces GSI = RMR76

Si RMR76 < 18 entonces no puede estimarse el valor de GSI (la estimación es poco confiable) 



Si se utiliza la versión 1989 del índice RMR (Bieniawski (1989)), deberá suponerse que el macizo rocoso está completamente seco y no deberá efectuarse ajuste por orientación de las estructuras. El valor resultante del índice RMR89 se relaciona con el índice GSI de la siguiente forma: Si RMR89 ≥ 23 entonces GSI = RMR89 - 5 Si RMR89 < 23 entonces no puede estimarse el valor de GSI (la estimación es poco confiable) Si se utiliza el índice Q (Barton et al. (1974)), deberá suponerse que el macizo rocoso está completamente seco y la magnitud del estado tensional es moderada, con lo que los parámetros Jw y SRF se hacen iguales a 1.0. El valor resultante del índice Q’

se

relaciona con el índice GSI de la siguiente forma:

Nótese que el valor mínimo de Q’ es 0.0208 y que resulta en un

GSI de 9, equivalente a una zona de cizalle potente, con relleno de salbanda arcillosa. Sin perjuicio de lo anterior, debe indicarse que recientemente Hoek et al (2005) señalan que el uso de estas correlaciones no es recomendable en el caso de macizos heterogéneos de rocas débiles, con valores del índice GSI menores que 35.


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22




ESPECIFICACIONES: Respecto al uso del índice GSI para caracterizar geotécnicamente el macizo rocoso, es conveniente indicar lo siguiente: 

A diferencia de otros índices de calidad geotécnica, el índice de resistencia geológica se desarrolló específicamente para evaluar el efecto de escala en la resistencia al corte del macizo rocoso, definida según el criterio de Hoek-Brown.



No es aplicable en aquellos casos en que el comportamiento del macizo rocoso presenta un claro control estructural (desgraciadamente esto es frecuentemente ignorado en la práctica, lo que se puede traducir en una sobre-valoración de la resistencia del macizo rocoso).



No considera la resistencia en compresión uniaxial de la roca intacta, ya que al evaluar la resistencia del macizo se incluyen los parámetros que definen el criterio de Hoek-Brown (si se incluyera se “contaría dos veces”). No considera el espaciamiento entre estructuras, ya que éste está implícitamente incluido al evaluar la blocosidad del macizo rocoso (a mayor espaciamiento el macizo es más masivo y a menor espaciamiento es de mayor blocosidad). No considera la condición de aguas porque el criterio de Hoek-Brown se define en términos de esfuerzos efectivos (si se incluyera se “contaría dos veces”).



Debe definirse como un rango y no como un valor único. En la práctica es usual definir un rango de unos 10 a 20 puntos (o sea una de las “cajas” en Figura 1).



En casos especiales, como macizos rocosos heterogéneos, puede ser necesario desarrollar una versión especial de la tabla de calificación del índice GSI. Un ejemplo de esto se muestra en Figura 2, donde se presenta una tabla desarrollada por Marinos & Hoek (2000) para el caso de macizos heterogéneos estratificados.


23




Una evaluación del índice GSI en base al mapeo de afloramientos de roca en superficie, usualmente afectados por desconfinamiento e intemperización, no necesariamente es válida en profundidad debido a que el macizo rocoso estará confinado y no afectado por la intemperización.



El efecto de la meteorización es “desplazar” el índice GSI hacia la

derecha en la carta de Figura 1. Si la meteorización ha afectado la roca “intacta” es necesario que los ensayos de laboratorio se

ejecuten sobre probetas de roca meteorizada y representativa de la condición in situ del macizo rocoso. Por otra parte, si la meteorización es tan intensa que las estructuras tienden a desaparecer el índice GSI ya no es aplicable y el macizo rocoso deberá tratarse como un suelo residual.  En

el caso de macizos rocosos dañados por tronadura y/o por desconfinamiento (cual el caso de los taludes de minas a rajo abierto), debe tenerse especial cuidado al evaluar el GSI ya que podría “contarse dos veces” el efecto del daño por tronadura, al RECONOCIMIENTO DE MACIZO ROCOSO

24


incluir el parámetro D propuesto por Hoek et al (2002) para cuantificar este daño al evaluar la resistencia al corte del macizo rocoso. 

En el caso de macizos masivos de roca blanda el índice GSI no es aplicable, ya que en este caso la resistencia del macizo puede evaluarse en base a los resultados de ensayos de laboratorio (con las consideraciones pertinentes respecto resistencia de largo plazo y eventuales efectos tipo deformación a carga constante).



En el caso de roca dura a gran profundidad (eg más de 1000 m), la estructura del macizo rocoso suele ser masiva y su comportamiento se asemeja al de la roca intacta, por lo que el índice GSI se aproxima a 100 y deja de tener sentido su uso para “escalar” la resistencia del macizo rocoso. En este caso es

frecuente que la ruptura del macizo esté asociada a la fractura frágil de la roca y la propagación de grietas que, al interactuar, generan los típicos “lajamientos” en las cajas de excavaciones subterráneas

en roca dura.

4.5 CONCLUSIONES.-


25


5.- CAP 4: RECONOCIMIENTO DE MACIZO ROCOSO En este capítulo se realizada la descripción de lo que hicimos en la practica de campo: 

MAPEO GEOMECANICO: en este paso introduciremos datos de las fallas que obtuvimos midiendo las diaclasas y talud del cerro, en la hoja de campo que recibimos del docente.

En la hoja introducimos las coordenadas del lugar donde nos encontramos:

Norte: 81 00 872 Este: 29 83 24 Encontramos los tipos de rocas que en esta ocasión son dasitas, utilizamos el martillo de geólogo para verificar la resistencia de la roca. El indice de resistencia obtenido es R4 (la muestra se rompe con más de un golpe firme del martillo) Con ayuda de una brújula sacamos la orientación del talud y su inclinación. Con un flexiometro medimos la roca para conocer la frecuencia de fractura (NO fract/ ml) que seria 11 fract/ ml. Luego en la hoja de campo nos vamos en el rango de vlores donde introducimos un valor a cada uno de sus parámetros. Al final el valor total RMR que es la suma de valoración del 1 al 5 nos a 65. Obteniendo que el macizo rocoso es bueno ya que sus parámetros son (80-61).


26


Una vez realizado el mapeo geomecanico con el RMR, nos vamos a venir 4 fallas que son falla general, falla planar, falla por volteo y falla por cuña, que luego serán comprobadas en un análisis cinemétrico. Las medidas obtenidas en para el estudio de fallas son : 

Falla general: T= 255/67 D1= 310/85 D2= 250/35 D3= 285/87



Falla planar: T= 247/71 D= 71/21



Falla por volteo: T= 218/65 D= 29/44



Falla por cuña: T= 244/70 D1= 305/86 D2= 185/74


27




ANALISIS CINEMETRICO:  FALLA GENERAL:

ANALISIS

T= 255/67

T-D1= ESTABLE

D1= 310/85

T-D2= ESTABLE

D2= 250/35

T-D3= ESTABLE

D3= 285/87 R.M.R.= 65

D1 T

ESTABLE

L.I.2= 36/26

D2

L.I.3= 220/31

D1

T

L.I.1 = 223/32

ESTABLE D3 D2

T

EL MACIZO ROCOSO ES ESTABLE ESTABLE

D3


28




FALLA PLANAR:

ANALISIS: 1)

T= 247/71 71>21>65

×

D= 71/21 T

51

71

91

R.M.R= 65 L.I= 160/02

NO HAY FALLA PLANAR


29




FALLA POR VOLTEO:

ANALISIS: 1)

T= 218/65 65

D= 29/44

65 ×

44

R.M.R= 65 T

279

209

L.I= 306/02 239

NO HAY FALLA POR VOLTEO


30




FALLA POR CUÑA:

ANALISIS: 1)

T= 244/70 D1= 305/86

70>68>65

D2= 185/74 R.M.R= 65 T 208

228

L.I= 228/68

248

SI HAY FALLA POR CUÑA


31


6.- CAP 5: CONCLUSIONES 6.1 CONCLUSIONES:

6.2 BIBLIOGRAFIA: https://www.google.com.pe/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved =0ahUKEwjwtJmAweLQAhVDQCYKHTEoD9EQFggeMAE&url=http%3A%2F% 2Fwww.etcg.upc.edu%2Fasg%2Fmr%2Fdescargas%2FMR2012_Tema1a.pdf& usg=AFQjCNE8C_nhiTsUlHES9vihJGTKGnv4fg&bvm=bv.140496471,d.eWE http://html.rincondelvago.com/geotecnia_1.html https://es.wikipedia.org/wiki/Moquegua#Clima https://es.wikipedia.org/wiki/Quebrada https://www.etcg.upc.edu/asg/geolquat/teoria/tema-4/tema-4.-pfd-fluvialesi/at_download/file https://ar.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080306180423AAAU5vD https://es.wikipedia.org/wiki/Clasificaci%C3%B3n_geomec%C3%A1nica_de_Bi enawski_o_RMR https://es.wikipedia.org/wiki/RQD https://es.wikipedia.org/wiki/Clasificaci%C3%B3n_geomec%C3%A1nica_de_Bi enawski_o_RMR RECONOCIMIENTO DE MACIZO ROCOSO

32

Reconocimiento de Macizo Rocoso

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