RQD (Rock Quality Designation) El índice RQD (Rock Quality Designation) desarrollado por Deere entre 1963 y 1967 ,se basa en el porcentaje de recuperación de testigos de más de 1 cm de longitud (en su eje) sin tener en cuenta las roturas !rescas del proceso de per!oración respecto de la longitud total del sondeo" #oy en dia e$isten tres procedimientos de cal culo%
1. Primer Procedimiento RQD &e reali'a tomando las medidas y sumando el largo de todos los tro'os de testigo mayores ue 1 cm en el interalo de testigo de d e 1"* m, a partir de los testigos obtenidos en el sondeo" +edida del -D en testigos de E$ploración 1*" o tambien aplicando la .da !ormula si se tiene otra longitud"
Deberán incluirse los discos del n/cleo ocasionados por rompimiento mecánico de la roca como parte del RQD"
2. Segundo Procedimiento RQD 0onsiste en calcular el RQD en !unción del n/mero de !isuras por metro lineal, determinadas al e!ectuar el leantamiento litológicoestructural (detail line) en el lu gar del terreno o 'ona predeterminada para la e$ploración" 2riest y ouston,1967" ouston,1967" donde % &pan 4 Espacio
3. Tercer Procedimiento RQD 0onsiste en calcular el RQD en !unción del n/mero de !isuras por metro c/bico (m 3), determinadas al reali'ar el leantamiento litológicoestructural (detail line) en el lugar del terreno o 'ona predeterminada para la e$ploración"
RQD = 11 ! 3.3("#) Donde% 5 4 de !isuras por m 3
Rango $om%arati#o& segun el alor obtenido RQ RQD 8. 8.* .* .** *7* 7* 7*9 9 9 1
Rock 'ass Quality muy pobre pobre normal bueno e$celente
imitaciones del RQD :al :al como #a sido mensionado por po r arios autores (;ienia
?@ Edelbro .3) y conocido por la mayoria de personas personas relacionadas en el registro de los testigos y la geotecnia, el -D tiene arios lAmitantes" 2or ejemplo, -D 4 donte las juntas de interseccion ( di stancia entre las juntas y los testigos de per!oracion) es de 1 cm o menos, mientras -D 4 1 donde la distancia es de 11cm 11cm o más, consulte la Bigura adjunta" Ctro inconeniente es ue el -D no da in!ormación de las pie'as !undamentales 81cm e$cluidos, es decir, no importa si las pie'as se descartan materiales similares a la :ierra o tro'os !rescos de roca de #asta 1 cm de longitud"
Bigura 1" Ejemplos de los alores mAnimo y má$imo de -D para di!erentes densidades de juntas a lo largo de los testigos de per!oración (de 2almstrm, .1)" Esta clasi!icación geomecánica se basa en el Andice de calidad Q* denominado tambin índice de $alidad tunelera, ue da una estimación de la calidad del maci'o rocoso, teniendo en cuenta los siguientes !actores%
Donde & -D % oc= % oc= -uality Designation 5n
% 5oint &et umber, Fndice de diaclasado ue tiene en cuenta el n/mero de Bamilias"
5r
% 5oint roug#ness number, number, Andice Andice de rugosidad de las juntas"
5a
% 5oint alteration number, Andice de alteración de las juntas"
5<
% 5oint
&B % &tress % &tress reduction !actor, !actor de reducción por es!uer'os" Gl aplicar la !ormula descrita en la parte superior obtendremos obtendremos el Halor Halor de - ue aria y clasi!ica al maci'o rocoso segun la tabla siguiente%
$lasi+icaci,n de Q (oscila entre -.--1 y 1---) Q (rock mass uality)
#aloraci,n
" "1 I "1
e$cepcionalmente mala
"1 I "1 " "1 I 1" 1" I ? ? I 1 1 I ? ? ? I 1 1 1 I ? ? 1
e$tremadamente mala muy mala mala regular buena muy buena e$tremadamente buena e$cepcionalmente buena
G continuación continuación se de!inen y aloran cada uno de los !actores ue interienen interienen en la clasi!icación%
$uadro 1& /ndice de $alidad de RQD roca
0ser#aciones
G" +uy mala ;" +ala
1" cuando -D 1, incluyendo cero@ se puede utili'ar el alor 1 para el -D" ."
- ! 2 2 ! -
0" egular D" ;uena E" E$celente
- ! ! - ! 1--
Jnteralos de * para -D, ó sea 1, 9*, 9 son precisos"
$uadro 2& /mero de Bamilias G" +asio, sin o con pocas juntas
5n "* 1 . 3 ? 6 9 1. 1*
;" Kna !amilia de juntas 0" Kna !amilia y algunas juntas ocasionales D" Dos !amilias de juntas E" Dos !amilias y algunas juntas B" :res !amilias de juntas L":res !amilias y algunas juntas "0uatro !amilias o más, roca muy !racturada, :errones de a'/car J" oca triturada terrosa
Cbseraciones
1" 2ara cruces en t/neles utili'ar ( 3 $ 5n) ." 2ara 2ortales utili'ar (. $ 5n)
.
$uadro 3& /mero de rugosidad de las 5untas 0ontacto entre las dos caras de la junta 0ontacto entre las dos caras de la junta mediante un despla'amiento lateral 1 cm G" 5untas discontinuas ;" 5unta rugosa o irregular ondulada 0" suae ondulada D" Espejo de !alla, ondulada E" ugosa o irregulares plana B" &uae plana L" Espejo de !alla o super!icie de !ricción plana" N&in contacto entre las dos caras de la 5unta despla'ados lateralmente " Oona ue contiene minerales arcillosos de espesor su!icientemente gruesa para impedir el contacto entre las dos caras" J" Oona arenosa de graa o roca triturada su!icientemente gruesa para impedir el contacto entre las dos caras de la junta
$uadro 4&
5r
? 3 . 1"* 1. 1 "*
1 1
Cbseraciones 1" &e aMade 1" si el espaciamiento medio juntas es mayor de 3 m" ." 5r 4 "* se puede usar para juntas de !ricción planas y ue tengan alineaciones orientadas para la resistencia mAnima
/mero de alteración de las juntas
5a
Pr (apro$")
Cbseración
0ontacto entre las dos caras de la junta" G" 5unta sellada, dura, sin reblandamiento relleno impermeable, ej" 0uar'o" ;" 0aras de la junta /nicamente manc#adas" 0" Qas caras de la junta están alteradas ligeramente y contienen minerales no reblandecibles, partAculas de arena, roca desintegrada libre de arcilla" D" ecubrimiento de limo o arena arcillosa,peueMa !racción arcillosa no reblandecible E"ecubrimiento de minerales arcillosos blandos o de baja !ricción, ej" 0aolinita,mica,clorita,alco, y peueMas cantidades de arcillas e$pansias, los recubrimientos son discontinuos con espesores de 1ó. mm 0ontacto entre las dos caras de la junta con menos de 1- cm de des%la5amiento lateral. B" 2artAculas de arena, roca desintegrada, libre de arcilla" L" Buertemente sobreconsolidados, rellenos de minerales arcillosos no reblandecidos" Qos recubrimientos son continuos menores de * mm" de espesor" " &obreconsolidación media a baja, reblan decimiento, relleno de mineral arcilloso Qos recubrimientos son continuos menores de * mm" de espesor" J" elleno de arcillas e$pansias ej" +ontmo rillonita, de espesor continuo de *mm" El Halor 5a depende del porcentaje de particulas del tamaMo de la arcilla e$pansia" o e$iste contacto entre las dos caras de la 6unta cuando esta es ci5allada. 5" Oonas o bandas de roca desintegrada o mac#acada y arcilla" R" Oonas blandas de arcilla limosa o arenosacon peueMa !racción de arcilla sin reblandamiento" Q" Oonas o capas gruesas de arcilla"
"7* 1 .
.* 3* .* 3
3
. .*
?
> 16 1" Qos alores de Pr el ángulo de !ricción residual, se indican como guAa apro$imadades mineralógicas de los productos de la alteración si es ue están presentes"
?
.* 3
6
16 .?
>
> 16
> 1.
6 1.
6> > 1. *
6 .?
1 13 13 .
6 .?
6 .?
cuadro & Bactor de reducción por presencia de agua en las juntas"
5< 1
2resión agua RgScmT 81
"66
1 ."*
0" Bluencia grande o presión alta, considerable laado de los rellenos de las juntas"
"33
."* 1
D" Bluencia o presión de agua e$cepcionalmente altas con las oladuras diminuyendo con el tiempo"
"1 ".
U 1
E" Bluencia o presión de agua e$cepcionalmente altas y continuas, sin disminución"
"* "1
U 1
G" E$caaciones secas o de !luencia poco importante, menos de * lSmin" localmente" ;" Bluencia o presión media, ocasional laado de los rellenos de las juntas"
Cbseraciones 1" Qos !actores de 0 a E, son estimaciones apro$imadas aumenta 5< si se instalan drenes" ." Qos problemas especiales causados por la presencia de #ielo no se toman en consideración"
$uadro 7& Bactor de educción de es!uer'os SR8 Oonas dbiles ue intersectan la e$caación y pueden causar caAdas de bloues, seg/n aan'a la misma" G" Harias 'onas dbiles conteniendo 1arcilla o roca desintegrada uAmicamente, roca muy suelta alrededor (cualuier pro!undidad)" ;" &olo una 'ona dbil conteniendo arcilla o roca desintegrada uAmicamente ( pro!undidad de e$caación menor de * m")" 0" &olo una 'ona dbil conteniendo 2. arcilla o roca desintegrada uAmicamente (pro!undidad de e$caación mayor de * m")" D" Harias 'onas de !ractura en roca . competente (libre de arcilla), roca suelta alrededor (cualuier pro!undidad)" E" &olo una 'ona !racturada en roca competente (libre de arcilla), (pro!undidad de e$caación menor de * m")"
Cbseraciones
1" ed/'canse estos alores &B de .* * si las 'onas de !ractura solo se intersectan pero no cru'an la e$caación" ." 2ara un campo irgen de es!uer'os !uertemente anisotropico, medidas% cuando * 8V1SV3 8 1, red/'case% a "> la Vc y el Vt" 0uando V1 y V3 U1, red/'case% a "6 la Vc y el Vt" donde% Vc 4 esistencia0ompresia" Vt 4 Es!uer'o a la tracción V1 4 Es!uer'o 2rincipal +ayor" V3 4 Es!uer'o 2rincipal +enor"
B" &olo una 'ona !racturada en roca competente (libre de arcilla), (pro!undidad de e$caación mayor de * m")" L" 5untas abiertas sueltas, muy !racturadas, etc" (cualuier pro!undidad)"
2.
cuadro 7.a& 8actor de Reducci,n de es+uer5os ; Roca $om%etente< %rolemas de es+uer5os. " Es!uer'o bajo, cerca de la super!icie" J" Es!uer'o medio" 5" Es!uer'o grande, estructura muy cerrada (generalmente !aorable para la estabilidad"2ude ser des!aorable para la estabilidad de los #astAales" R" Desprendimiento moderado de la roca masia" Q" Desprendimiento intenso de la roca masia" Roca +luyente< +lu6o %lstico de roca incom%etente a6o la in+luencia de altas %resiones litostaticas. +" 2resión de !lujo moderado" " 2resión de Blujo Jntenso" oca e$pansia, actiidad actiidad uAmica e$pansia dependiendo de la presencia de agua" C" 2resión de e$pansión +oderado" 2" 2resión de e$pansión Jntensa"
9c : 91
9t : 91
SR8
0ser#aciones 3" ay pocos casos repor tados donde el tec#o ."* debajo de la super!icie sea menor ue el anc#o 1 del claro" &e sugiere "*. -ue el &B sea aumentado de ."* a * para estos casos, er
U . .1 1*
U 13 13"66 "66"33
*."*
"33"16
*1
8 ."*
8 "16
1.
*1 1.
*1 11*
Algunas Recomendaciones para el uso de los cuadros: 1" El parámetro 5n, ue representa en n/mero de !amilia de juntas, puede estar a!ectado por !oliación, esuistosidad, cliaje y laminaciones" &i las juntas paralelas tienen su!iciente desarrollo, deben contabili'arse como una !amilia completa" &i #ay pocas juntas Hisibles, roturas ocasioanles en los testigos debido a estos planos, se contabili'án como juntas ocasionales al considerar el 5n en la tabla ." Qos parámetros 5r y 5a, cuyo cociente representa la resistencia al es!uer'o cortante, serán los de la !amilia de juntas o discontinuidad rellena de arcilla, más dbil ue e$ista en la roca, además es necesario tener en cuenta la orientación de las !amilias o discontinuidades, de tal !orma ue deban ser representatias"
3" El alor &B, en el caso de ue el maci'o rocoso contenga arcilla, en este caso la resistencia de la roca es !actor determinante de la estabilidad de la e$caación subterránea" 0uando el maci'o rocoso no contenga arcilla y el n/mero de 5untas sea peueMo la resistencia de la roca puede conertirse en !actor, tal ue el cociente de VtSVc, de!ina la estabilidad de la roca" ?" En el caso de rocas muy anisotropicas,la resistencia compresia de la roca Vc y el es!uer'o a la tracción Vt, se ealuarán en la dirección más !aorable para la estabilidad" Qos parámetros ue de!inen W -X, representan el siguiente aspecto%
-DS5n % :amaMo de bloues, representa la estructura global del maci'o rocoso" 5rS5a
% esistencia al corte entre bloues"
5
Qa relación de soporte de la e$caación E& tiene ue er con el uso ue se pretende dar a la e$caación y #asta donde se le puede permitir cierto grado de inestabilidad ;arton da los siguientes alores supuestos para E&%
Ti%o de e>ca#aci,n G" E$caaciones mineras proisionales" ;" E$caaciones mineras permanentes, t/neles de conducción de agua para obras #idroelctricas (con la e$cepción de las cámaras de alta presión para compuertas), t/neles pilotos (e$ploración), e$caaciones parciales para cámaras subterráneas grandes" 0" 0ámaras de almacenamiento, plantas subterráneas para el tratamiento de aguas, t/neles carreteros y !errocarriles peueMos, cámaras de alta presión, t/neles au$iliares" D" 0asas de mauinas, t/neles carreteros y !errocarriles mayores, re!ugios de de!ensa ciil, portales y cruces de t/nel" E" Estaciones nucleoelectricas subterráneas, estaciones de !errocarril, instalaciones para deportes y reuniones, !abricas"
?SR 3* 1"6
1"3 1 ">
Qa relación entre el Fndice de calidad tunelera W-X y la dimensión euialente WDeX de una e$caación, ;arton Qien y Qunde, elaboraron una tabla a partir de las cual se puede diagnosticar las necesidades de sostenimiento"
VALORACION DEL MACISO ROCOSO POR EL METODO DE BARTON (INDICE Q) INTRODUCCION: En los últimos años a si!o "l #oom !" la in$"ni"%&a s'#t"%%n"a si"n!o "l %as$o *a%a*t"%&sti*o s' !i+"%si,*a*i-n s" .'"!" !"*i% sin "/a$"%a*i-n 0'" s" "st +i+i"n!o la "%a !" los tún"l"s 1 *onst%'**ion"s s'#t"%%n"as m'lti.%o.-sito m'"st%a !" "llo son los $%an!"s tún"l"s *omo los 0'" s" .%o1"*tan #a2o los Al."s 1 0'" !"2a%n ."0'"ños a los tún"l"s a*t'al"s o "l tún"l s'#ma%ino !"l S"i3n *on 45 3m !" lon$it'! las a'to.istas s'#t"%%n"as !" *i%*'n+ala*i-n !" $%an!"s *i'!a!"s *omo los !" la Ba&a !" To3io Pa%&s o las A%t"%1 T'nn"l !" Boston6 P"%o o1 no s" t%ata s-lo !" *on*"#i% o#%as lin"al"s *omo "stas sino tam#i7n !" *onst%'i% am.lios "s.a*ios s'#t"%%n"os " inm"nsas *a+"%nas !" .%o.-sitos !i+"%sos8 #i"n !" *a%*t"% lú!i*o *omo "l '%#anismo s'#t"%%n"o #i"n *on 9'n*i-n !" !".-sito 1 alma*"nami"nto tanto !" *om#'sti#l" alim"ntos %"si!'al"s .lantas i!%o"l7*t%i*as .ota#ilia!o%as %"9'$ios "t*7t"%a6 En la a*t'ali!a! las n'"+as t"*nolo$&as a#%"n inm"nsas .osi#ili!a!"s a la *onst%'**i-n !" tún"l"s 1 o#%as s'#t"%%n"as6 Esta %"ali!a! 1a "n n'"st%os !&as s" .%o1"*ta a*ia "l 9't'%o *omo 'na t"n!"n*ia 0'" a.'nta a*ia m"2o%as "n los %"n!imi"ntos 1 "n la s"$'%i!a! !" los t%a#a2os6 Las o#%as s'#t"%%n"as ti"n"n 'n inm"nso 9't'%o 0'" 1a "s %"ali!a! "n m'*os l'$a%"s !"l m'n!o6 OB;ETIVOS EPECI $"ol-$i*o !" los ma*ios %o*osos6 ?6 D"t"%mina% los .a%m"t%os $"om"*ni*os !" los ma*ios "st'!ia!os6 ESTADO ACTUAL DE LA PROBLEM@TICA METODOLOA DE INVESTIACIN Esta!o a*t'al !" la .%o#l"mti*a La $"om"*ni*a "s 0'is 'na !" las %amas t"*nol-$i*as ms anti$'as !"l 'ni+"%so los $%i"$os 1 "$i.*ios "n s's *onst%'**ion"s "m.l"a%on los ma*ios %o*osos .a%a o#%as6 En las .i%mi!"s *onst%'i!as "n E$i.to s" "m.l"a%on #lo0'"s !" *alia !'%a6 To!as "stas 9ast'osas o#%as *onta%on *on "/*"l"nt"s
min"%os 0'" !"sa%%olla%on 'na am.lia $ama !" *onst%'**ion"s s'#t"%%n"as 1 9o%ti,*a*ion"s 0'" o1 s" o#s"%+an 1 *ons"%+an "n n'"st%os !&as6 Sin "m#a%$o la $"om"*ni*a *omo *i"n*ia "s a ,n"s !" los años 4 0'" io s' "nt%a!a "n "l asta "nton*"s m'n!o *%&ti*o !" las o#%as s'#t"%%n"as6 Fist-%i*am"nt" s" *ono*" 0'" "l P%im"% Con$%"so !" M"*ni*a !" Ro*as s" *"l"#%- "n Po%t'$al "n =GHH6 (L-." ;im"no =GG) Aún *'an!o la lit"%at'%a "s."*ialia!a "n "stas mat"%ias s" a "/.an!i!o 1 a a*"l"%a!o s' !"sa%%ollo "n to!o "l m'n!o *on "l "m.l"o tanto !" %"+istas "s."*ialia!as *omo "l s'%$imi"nto !" n'"+as t7*ni*as 1 t"*nolo$&as *om.'ta%ia!as6 El "sta!o a*t'al !"l *ono*imi"nto "n m"*ni*a !" %o*as as& *omo la !",ni*i-n 1 o#t"n*i-n !" .a%m"t%os 1 a!o.*i-n !" mo!"los 0'" %".%"s"nt"n "l *om.o%tami"nto %"al !" los ma*ios %o*osos s" "n*'"nt%an "n 'na 9as" !" !"sa%%ollo in9"%io% al !" ot%as %amas !" la in$"ni"%&a *omo .'"!"n s"% la M"*ni*a !" S'"los Fi!%'li*a R"sist"n*ia !" Mat"%ial"s "t*7t"%a8 #i"n .o% la m"no% anti$J"!a! !" la .%im"%a o .o% 'na ma1o% *om.l"2i!a! 9%"nt" a la sim'la*i-n !"l .%o#l"ma %"al !"l ma*io6 (L-." ;im"no =GG) Como *ons"*'"n*ia !" "sto %"s'lta !i9&*il "sta#l"*"% mo!"los anal&ti*os !"l *om.o%tami"nto !"l ma*io %o*oso 0'" s"an %"K"2o ,"l !" "st" *'an!o s" t%ata !" %"sol+"% .%o#l"mas !" "sta#ili!a! o !im"nsionami"nto !" o#%as a *i"lo a#i"%to o s'#t"%%n"as6 La "om"*ni*a "st !an!o a la *onst%'**i-n !" o#%as s'#t"%%n"as 'n *%"*i"nt" so.o%t" *i"nt&,*o 1 t7*ni*o 0'" a "n*ont%an!o s' m/imo "/.on"nt" "n la última !7*a!a asta "l .'nto !" 0'" o1 "n !&a la ma1o%&a !" los tún"l"s s" a*"n #a2o s'."%+isi-n !" 'n "/."%to "n $"ot"*nia6 Si"n!o 'no !" los o#2"ti+os *a%a*t"%ia% $"om"*ni*am"nt" los ma*ios *onstit'1"n!o "sto "l "st'!io int"$%al !"l ma*io "n *'"sti-n 0'" in*l'1" tanto "l mo!"lo $"ol-$i*o *omo "l $"om"*ni*o a#a%*an!o as."*tos tal"s *omo "st%'*t'%a !"l ma*io litolo$&a *onta*tos 1 !ist%i#'*i-n !" litolo$&as $"omo%9olo$&a *a%to$%a9&a $"ol-$i*a "st'!io i!%o$"ol-$i*o l"+antami"nto !" !is*ontin'i!a!"s t7*ni*as $"o9&si*as son!"os "nsa1os in sit' !" la#o%ato%io *lasi,*a*ion"s $"om"*ni*as "nt%" ot%os6 Con+i%ti7n!os" la *a%a*t"%ia*i-n $"om"*ni*a !" los ma*ios %o*osos "n 'na "%%ami"nta in!is."nsa#l" .a%a .%onosti*a% s' *om.o%tami"nto6 Una .a%t" im.o%tant" !" la *a%a*t"%ia*i-n $"om"*ni*a !" los ma*ios %o*osos lo *onstit'1"n sin !'!as las *lasi,*a*ion"s $"om"*ni*as 0'"
s'%$i"%on !" la n"*"si!a! !" .a%am"t%ia% o#s"%+a*ion"s 1 !atos "m.&%i*os !" 9o%ma int"$%a!a .a%a "+al'a% las m"!i!as !" sost"nimi"nto "n tún"l"s6 DE m"*ni*as !" las %o*as8 s" %"alia a!"ms "l "st'!io !" las .%in*i.al"s *a%a*t"%&sti*as !"l a$%i"tami"nto 1 la +alo%a*i-n !" la "sta#ili!a! !" los ma*ios %o*osos .o% las m"to!olo$&as !" D""%" (=GH) Ba%ton (=G5) 1 B"nias3i6 (=GG)6 CARACTERIACIN EOMEC@NICA DE LOS MACIOS ROCOSOS La *'anti,*a*i-n !" los .a%m"t%os !" %"sist"n*ia 1 !"9o%ma*ional"s 0'"
$o#i"%nan "l *om.o%tami"nto t"nso > !"9o%ma*ional !" *'al0'i"% "/*a+a*i-n "s 'no !" los .%in*i.al"s .%o#l"mas 0'" "n9%"nta la m"*ni*a !" %o*as "l mo!"lo $"om"*ni*o !"l ma*io *onstit'1" 'na "%%ami"nta .a%a "stima% "st" *om.o%tami"nto so#%" la #as" !" 0'" "l mismo .a%t" !" los as."*tos n"tam"nt" $"ol-$i*os in*o%.o%an!o to!os los .a%m"t%os 9&si*os %"sist"nt"s 1 !"9o%ma*ional"s !"l ma*io %o*oso in+ol'*%a!o6 C'anto ms .a%m"t%os s" lo$%"n in*o%.o%a% ms %".%"s"ntati+o s"% "l mo!"lo $"om"*ni*o !"l *om.o%tami"nto %"al !"l ma*io6 Es *on+"ni"nt" a*la%a% 0'" "l mo!"lo $"om"*ni*o no "s 'na .%o.i"!a! !"l ma*io %o*oso *omo tal sino 'na %".%"s"nta*i-n !" s' "sta!o 1 *om.o%tami"nto "n 'n mom"nto !a!o6 Q'" 9a*ilita "l "st'!io !"l ma*io .a%a !"t"%mina!as *on!i*ion"s6 A .a%ti% !"l anlisis !" las .%o.i"!a!"s in$"ni"%o $"ol-$i*as 1 !" las *a%a*t"%&sti*as m"*ni*o > "st%'*t'%al"s !"l ma*io8 t"ni"n!o "n *'"nta las *a%a*t"%&sti*as " int"nsi!a! !" a$%i"tami"nto "l $%a!o !" #lo0'isi!a! !"l ma*io las 9o%mas !" .7%!i!as !" "sta#ili!a! 0'" s" mani,"stan 1 "l m"*anismo *on 0'" s" .%o!'*"n8 "l *om.o%tami"nto "sta!o a*t'al 1 $%a!o !" !"t"%io%o !"l ma*io o s"*to%"s !" 7l s" .'"!" "stima% *'"l"s son los mo!"los $"om"*ni*os ms %".%"s"ntati+os "n los ma*ios %o*osos "st'!ia!os6 CLASI
SI > INDICE DE RESISTENCIA EOLOICA PROPIEDADES
CLASI
Consi!"%a s-lo las .i"as !" t"sti$os !" %o*a !'%a 1 sana !" = mm o ma1o% lon$it'!6 Las !" m"no% lon$it'! son i$no%a!as6 El RQD s" *al*'la !" la si$'i"nt" man"%a: S" !"#"n 'tilia% t"sti$os !" .o% lo m"nos 4 mm !" !im"t%o6 Si s" 'tilian t"sti$os !" m"no%"s o ma1o%"s !im"t%os la lon$it'! nominal !" = mm !"#"% mo!i,*a%s" .a%a 0'" *o%%"s.on!a a !os +"*"s "l !im"t%o !"l t"sti$o6 Es im.o%tant" !istin$'i% "nt%" las 9%a*t'%as m"*ni*as o nat'%al"s "n*ont%a!as "n "l t"sti$o6 Una 9%a*t'%a m"*ni*a *a'sa!a .o% la mani.'la*i-n no !"#" a9"*ta% a!+"%sam"nt" "l &n!i*" !" RQD6 Los t%amos !"l t"sti$o *on 9%a*t'%as m"*ni*as !"#"%n a.%o/ima%s" a 'na 'ni!a! s-li!a *on "l ,n !" ll"$a% a 'n
+alo% RQD 0'" %"K"2" la *ali!a! !"l ma*io %o*oso in sit'6
RQD O#t"ni!o !"l Ma."o !" Pa%"!"s La m"!i*i-n !"l &n!i*" !" RQD tam#i7n .'"!" s"% a!a.ta!a .a%a "l ma."o !" .a%"!"s !" !is*ontin'i!a!"s6 C'an!o s" %"ali*" "l ma."o lin"al "n las .a%"!"s !" la la#o% s'#t"%%n"a "l RQD .'"!" s"% "+al'a!o a.%o/ima!am"nt" 'san!o la si$'i"nt" "*'a*i-n: RQD W ==4 6 ;+ (a.%o/6) (RQD W =8 .a%a ; V X 564) El *ont"o +ol'm7t%i*o !" !is*ontin'i!a!"s ;+ "st !",ni!o *omo la s'ma !"l núm"%o !" !is*ontin'i!a!"s .o% m"t%o *ú#i*o .a%a to!as las
!is*ontin'i!a!"s .%"s"nt"s6 El núm"%o !" !is*ontin'i!a!"s !" *a!a *on2'nto !"#"% "sta% *onta#ilia!o a !istan*ias a.%o.ia!as ("6$6 4 m o = m a lo la%$o !" 'na !i%"**i-n ."%."n!i*'la% al %'m#o !"l *on2'nto !" !is*ontin'i!a!"s6 D" man"%a alt"%nati+a s" .'"!" 'sa% "l in+"%so !"l "s.a*ia!o +"%!a!"%o %".%"s"ntati+o .a%a *a!a *on2'nto !" la si$'i"nt" man"%a:
Fa1 0'" s"ñala% 0'" s" !"#"% 'sa% "l "s.a*iami"nto +"%!a!"%o 1 no "l "s.a*iami"nto a.a%"nt" .%o!'*i!o .o% la int"%s"**i-n o#li*'a *on la .a%"! !" %o*a6 Esta m"!i!a "s +li!a .a%a ma*ios %o*osos !" o ms *on2'ntos !" 2'ntas #i"n !"sa%%olla!as6 Ot%o m7to!o sim.l" .a%a *al*'la% "l RQD *onsist" "n 'sa% 'na %"$la $%a!'a!a !" ? m !" la%$o *olo*a!a "n la *a%a !" 'na %o*a "/.'"sta *omo s" .'"!" a.%"*ia% "n la (F't*inson Y Di"!"%i*s =GGH)6 Fa1 0'" %"salta% 0'" s" .'"!" 'sa% la misma *inta 'tilia!a .a%a "l ma."o lin"al6 El RQD s" *al*'la%&a aña!i"n!o la lon$it'! !" to!os los "s.a*ios "nt%" 2'ntas o "nt%" .lanos !" "st%ati,*a*i-n ma1o%"s a = *m 1 !i+i!i7n!ola "nt%" la lon$it'! !" la %"$la 'sa!a6 C'an!o s" a*" la "stima*i-n !"l RQD .a%a 'n ma*io %o*oso no !ist'%#a!o s" !"#" t"n"% *'i!a!o !" *onsi!"%a% s-lo !is*ontin'i!a!"s in sit' 1 no $%i"tas !" t"nsi-n in!'*i!as 1
9%a*t'%as %"la*iona!as *on +ola!'%as6 I$no%a% *'al0'i"% 9%a*t'%a 0'" t"n$a m"nos !" 64 m !" lon$it'!6 El RQD "s 'n "stima!o !" la *ali!a! !"l ma*io %o*oso .ost "/*a+a*i-n 0'" .o!%&a s"% 'n l&mit" in9"%io% .a%a la *ali!a! !" la %o*a lo*al *'an!o s" *om.a%a *on "l RQD o#t"ni!o !"l %"$ist%o !" t"sti$os6
n!i*" !" Sist"mas !" ;'ntas (;n) La *at"$o%ia*i-n s"$ún "l &n!i*" !" sist"mas !" 2'ntas .%"s"nt"s s" !"t"%mina s"$ún la C'a!%o NZ6 El .a%m"t%o ;n a m"n'!o s" +"% a9"*ta!o .o% 9olia*i-n "s0'istosi!a! *li+a2" o "st%ati,*a*i-n6 Si s" "n*'"nt%an m'1 !"sa%%olla!as "stas 2'ntas .a%al"las o#+iam"nt" !"#"%n s"% *onsi!"%a!as *omo 'n *on2'nto *om.l"to !" 2'ntas6 Sin "m#a%$o si a1 .o*as 2'ntas +isi#l"s o s-lo 9%a*t'%as o*asional"s "n "l t"sti$o !"#i!o a "sas *a%a*t"%&sti*as
"nton*"s s"%&a ms a.%o.ia!o *onta%las *omo 2'ntas aisla!as *'an!o s" "+alú" ;n6 n!i*" !" R'$osi!a! !" las ;'ntas (;%) El &n!i*" !" %'$osi!a! .%om"!io !" 2'ntas s" !"t"%mina s"$ún los +alo%"s "n la C'a!%o NZ56 C'an!o la %'$osi!a! !" las 2'ntas +a%&a !"#"% 'tilia%s" "l ."o% "s*"na%io !"l .%in*i.al *on2'nto !" 2'ntas6 n!i*" !" Alt"%a*i-n !" ;'ntas (;a) El &n!i*" !" alt"%a*i-n !" 2'ntas s" !"t"%mina s"$ún "l +alo% a.%o.ia!o !" la C'a!%o NZ46 S" *onsi!"%a tanto la s".a%a*i-n "nt%" las s'."%,*i"s !" las 2'ntas
*omo "l %"ll"no !"2'ntas6 Una 9%a*t'%a sin %"ll"no ti"n" 'na *at"$o%ia*i-n ms #a2a 0'" 'na 9%a*t'%a ll"na 1 a m"!i!a 0'" la alt"%a*i-n s" in*%"m"nt" "l ;a tam#i7n a'm"nta6
0@"?TAB0S& •
Estimación de la calidad del maci'o rocoso y de los parámetros de resistencia"
•
De!inir las necesidades de sostenimientos"
•
Estimar el tiempo de autosostenimiento"
•
Ealuar la estabilidad de las e$caaciones"
•
Bacilitar la plani!icación y el diseMo de estructuras en roca, proporcionando datos cuantitatios necesarios para la solución real de los problemas de ingenierAa" ACTR0D$$A0C
Qas clasi!icaciones geomecánicas tienen por objeto caracteri'ar un determinado maci'o rocoso en !unción de una serie de parámetros a los ue se les asigna un cierto alor" 2or medio de la clasi!icación se llega a calcular un Andice caracterAstico de la roca, ue permite describir numricamente la calidad de la misma" Es una #erramienta muy /til en el diseMo y construcción de obras subterráneas, pero debe ser usada con cuidado para su correcta aplicación, pues e$ige conocimientos y e$periencia por parte de uien la utili'a" Qas clasi!icaciones pueden ser usadas en la etapa de 2royecto y tambin durante la Cbra" En la etapa de 2royecto, permiten estimar el sostenimiento necesario en base a las propuestas del autor de cada sistema de clasi!icación, mientras ue durante la Cbra, permiten ealuar la calidad del terreno ue se a atraesando con!orme aan'a la e$caación del t/nel y aplicar el sostenimiento correcto en cada caso" 8CDE'?CT0 T?0RA$0& /CDA$? D? $EADED D? ES R0$ES< RQD •
•
&e basa en la recuperación modi!icada de un testigo (El porcentaje de la recuperación del testigo de un sondeo) Depende indirectamente del n/mero de !racturas y del grado de la alteración del maci'o rocoso" o
o
&e cuenta solamente !ragmentos iguales o superiores a 1 mm de longitud" El diámetro del testigo tiene ue ser igual o s uperior a *7"? mm y tiene ue ser per!orado con un doble tubo de e$tracción de testigo" $ESA8A$E$A0C D? @A?CAEFSGA (R.'.R)
El sistema de clasi!icación oc= +ass ating o sistema + ! ue desarrollado por O":" ;ienia9, ue coincide s ustancialmente la con de 1979" 2ara determinar el Andice + de calidad de la roca se #ace uso de los seis parámetros del terreno siguientes% •
Qa resistencia a compresión simple del material"
•
El -D (oc= -uality Designation)"
•
El espaciamiento de las discontinuidades"
•
El estado de las discontinuidades"
•
Qa presencia de agua"
•
Qa orientación de las discontinuidades"
E&J&:E0JG DE QG C0G" :iene una aloración má$ima de 1* puntos, y puede utili'arse como criterio el resultado del ensayo de resistencia a compresión simple o bien el ensayo de carga puntual (2oint Qoad)" -D" :iene una aloración má$ima de . puntos" &e denomina -D de un cierto tramo de un sondeo a la relación en tanto por ciento entre la s uma de las longitudes de los tro'os de testigo mayores de 1 c m y la longitud total del sondeo" &E2GG0JC E:E DJ&0C:JKJDGDE&" :iene una aloración má$ima de . puntos" El parámetro considerado es la separación en metros entre juntas de la !amilia principal de diaclasas la de roca" E&:GDC DE QG& DJ&0C:JKJDGDE&" Es el parámetro ue más in!luye, con una aloración má$ima de 3 puntos" 2ueden aplicarse los c riterios generales, en la ue el estado de las diaclasas se descompone en otros cinco parámetros% persistencia, apertura, rugosidad, relleno y alteración de la junta" 2E&E0JG DE GLKG" Qa aloración má$ima es de 1* puntos" Qa o!rece tres posibles criterios de aloración% estado general, caudal cada 1 metros de t/nel y relación entre la presión del agua y la tensión principal mayor en la roca" CJE:G0JC DE QG& DJ&0C:JKJDGDE&" Este parámetro tiene una aloración negatia, y oscila para t/neles entre C y 1. puntos" En !unción del bu'amiento de la !amilia de diaclasas y de su rumbo, en relación con el eje del t/nel (paralelo o perpendicular), se establece una clasi!icación de la discontinuidad en cinco tipos% desde muy !aorable #asta muy des!aorable El + se obtiene como suma de unas puntuaciones ue corresponden a los alores de cada uno de los seis parámetros enumerados" El alor del + oscila entre C y 1, y es mayor cuanto mejor es la calidad de la roca" $E$0S H R?STED0S $E$0 D? R'R (C0R +G&& G:JL)& •
:eniendo como dato el Andice de rebote promedio #allado con el martillo de smit# ue en nuestro caso es 6?,3 buscamos en la tabla ue relaciona el Andice de rebote y la resistencia a la compresión
simple (seg/n R" DEEE y +JQQE), y obseramos = no #ay alor para este Andice de rebote(solo e$iste para Andices menores o iguales a 6), entonces utili'amos la siguiente relación% :eniendo de datos% Jr (Andice de rebote)46?,3 2e (peso especi!ico)4.6 RSm3
( es!" a la compresión) % +2a empla'ando alores% 43.">1 0on este alor del es!uer'o a la compresión y los datos obtenidos en campo, completamos la siguiente cuadro #allando los Andices en la tabla J de ;JEJGY&RJ%
BE0R?S PERE'?TR0S DE&0J20JC HGQCG0JC(Andice)
R?SAST?C$AE E E $0'PR?SA0C
3.,>? +2a
1*
RQD(I)
7?
13
?SPE$AE'A?CT0 ?C DAS$0CTACADED?S
1>"*
1
$0CDA$A0C D? DAS$0CTACADED
&K2EBJ0JE& QJLEG+E:E KLC&G& Z DKG&, &E2GG0JC81mm
.
$0CDA$A0C D? EJE
&E0C
1
T0TE R'R @ESA$0&
6>
NEl calculo del -D lo obtenemos a partir de el espaciamiento promedio entre discontinuidades 8 1 cm, el alor del -D es #allado por tabla usando este espaciamiento en milAmetros y su aloración correspondiente en la tabla de ;JEJGY&RJ" Qa corrección a de acuerdo a la construcción a reali'arse, para lo cual consideraremos la construcción del t/nel con aance contra el bu'amiento, teniendo un bu 'amiento de la !amilia mas representatia de 46? y un rumbo paralelo al eje del t/nel" 0on este alor obtenemos una corrección de 1. , entonces% 0orrección (debido a la construcción)% 1. + corregido% 6>1.4*6 0on este alor de + corregido nos amos a la tabla [? de ;JEJGY&RJ y obtenemos%
TAP0
JJJ
D?S$RAP$A0C
ELKQG
:iempo apro$imad de autosoporte% 1 semana Qu'% 3m 0o#esión de la masa rocosa% 1*.R2a Gngulo de !ricción% 3* ?* •
calculamos la dimensión euialente usando el - de ;arton de la siguiente !ormula%
*649Qn-\?? ] - 4 3"79
0on este alor de - nos amos a la !igura [1 y obtenemos •
En la tabla [6 calculamos el alor E&(relación de soporte de la e$caación)%
0onsiderando e$caaciones mineras temporales, entonces E& 4 3" ] 0laro diámetro o altura43$?41.m, esto uiere decir ue el &pan es de 1.m •
En la !igura [. calculamos la categorAa del sostenimiento, teniendo como datos - y De
Cbteniendo% categ" de sostenimiento 4.1, con este alor buscamos el categorAa en las tabla [> con los
siguientes datos% para la cual nos indica el tipo de sostenimiento a utili'ar, siendo esta% & ."* *"cm Esto uiere decir ue debemos aplicar &c#otcrete con un espesor entre ."* y *" cm "
Recomendaciones& •
•
Debemos tomar en campo las distancia entre las discontinuidades de la !amilia mas representatia o caso contrario, si tenemos arias considerables cambiamos de mtodo como por ejemplo el de oo= y ;ron<" 2ara la obtención del Andice de rebote con el martillo de smit# debemos tomar las muestras en lo posible en toda nuestra área de trabajo, y para tomar el alor promedio debemos uitar los alores = se encuentren muy di!erenciados"
Debemos tener bien en claro la construcción ue se a reali'ar ya ue esto aria muc#o en nuestro + corregido •
&er muy obserador, ya ue esto es muy !actor muy importante al momento de #acer consideraciones para el cálculo de + y demás"
$onclusiones& •
•
•
•
:enemos un tiempo de autosoporte apro$imado de 1 semana, esto nos da pla'o para poder #acer el sosteniemto debido a la 'ona y saber ue tan propenso con respecto al tiempo puede ser nuestra 'ona de trabajo" Qa lu' 4 3m nos uiere decir ue tenemos apro$imadamente 3m de sin sostenimiento entre el ultimo elemento de sostenimiento y el !rente, esto nos espacio para trabajar libremente en le !rente como por ejemplo las labores de per!oración" 0omo se puede obserar el alor del &pan es relatiamente grande (1.m de anc#o o altura) para construcciones subterráneas, lo cual nos !acilita para poder trabajar son seguridad ya ue en casos e$cepcionales se llea a esta dimensión" El sostenimiento sugerido por este mtodo es el esperado ya ue la calidad de la roca obserada con simple inspección, re!iere poco sostenimiento moderado &c#otcrete con un espesor entre ."* y *" cm"
'?$ECA$E D? R0$ES A R'R H EPA$E$A0C?S 1 rock uality designation*
+ 4 9Qn-\??
