GEOMECANICA. PARAMETROS ROCOSOS Resistencia compresión, tracción, rocas elásticas, rocas plásticas, coeficientes elásticos, etc.

Transcripción

1 GEOMECANICA CLASIFICACIÓN GEOMECANICA RQD, RMR, Q ENSAYOS DE LABORATORIO PLANOS GEOMECANICOS PARAMETROS ROCOSOS Resistencia compresión, tracción, rocas elásticas, rocas plásticas, coeficientes elásticos, etc. MEDICION DE TENSIONES O ESFUERZOS Métodos: Instrumentación: (fracturas hidráulicas, overcoring, etc.), prácticos: Método de Detonación de Taladros MDT Diseño de formas/sección geomecánica Diseño de sostenimiento Aplicación de datos en los softwares

2 MEDICION DE TENSIONES/ESFUERZOS IN SITU El macizo rocoso está compuesto, de diferentes materiales y condición los cuales transmiten diferentes presiones (esfuerzos, tensiones, líneas de fuerza), en magnitud y dirección, alrededor de ellas. (Fig.1); Fig. 1

3 MEDICION DE TENSIONES/ESFUERZOS IN SITU Túnel/galería. Fig. 2 Cada línea de fuerza, en macizo rocoso, posee sus propios valores (magnitud y dirección), según los tipos de material, y las condiciones del recubrimiento, a las que están sometidas en ese sector. Estos valores pueden ser iguales o distintos, en magnitud o dirección, así se ubiquen; a pocos o mas metros, de un punto en referencia. (Fig. 2)

4 MEDICION DE LAS TENSIONES/ESFUERZOS IN SITU 3 Por estos sustentos anteriores; consideramos que las formulas para calcular los valores del esfuerzo vertical v = z * ; y el esfuerzo horizontal h = k * * z; no serían las mas adecuadas, debido a que estos enunciados consideran a los esfuerzos, desplazándose linealmente en los tres ejes (X, Y y Z) o ( 3,, 2) respectivamente (Fig.3); vale decir: sin obstáculos, sin estructuras, sin fallas, sin diaclasas, y sin dinámica en un medio de rocas homogéneas, en la realidad; conociendo solamente el ejemplo de la columna estratigráfica; no es así. Fig. 3 En este contexto, nos hemos planteado buscar alguna otra manera de medir estas tensiones (líneas de fuerza), obteniendo como resultado la medición de tensiones IN SITU, denominado: Método de Detonación de Taladros MDT, el cual nos provee de: la dirección, la magnitud de las líneas de fuerza respectivamente, e inclusive el valor del parámetro k.

5 METODO DETONACIÓN DE TALADROS (MDT) Analizando la figura 1, al unir los extremos de las fisuras, con la línea discontinua, obtenemos la figura de la elipse o también puede ser el círculo. La elipse tiene sus ejes mayor y menor y el círculo los diámetros. La elipse está compuesta por dos ejes: mayor y menor. Método de Detonación de Taladros MDT Consiste en realizar un taladro (hoyo), en un lugar tal como la dirección de avance, o en otra dirección que se requiere conocer. En este taladro, se introducen los explosivos y luego los detonamos. En la figura 1, se observa el resultado del taladro detonado, donde: el círculo rojo representa al taladro detonado, las líneas negras deformadas, simulan a las fisuras abiertas o cerradas. La dirección de la tensión; se obtiene midiendo el ángulo α, entre el eje vertical con la línea horizontal, el que a su vez, representa la dirección del esfuerzo principal mayor. (Fig. 1) El ángulo α; es el resultado de las masas o corrientes de agua, cargas estructurales, fallas, etc.; los cuales sobreyacen al lugar de la medición, en el macizo rocoso. Del proceso MDT; se obtiene también el parámetro k, el mismo que se calcula, dividiendo la longitud del eje horizontal, sobre la longitud del eje vertical, en la elipse. En términos prácticos; las fisuras creadas en el MDT, son las expresiones vivas del macizo rocoso. Nuestro trabajo es interpretarlos.

6 MEDICION DE LAS TENSIONES/ESFUERZOS IN SITU La medición de tensiones IN SITU, se consigue utilizando las formulas siguientes: (Fig. 1) v = z * * F.A. (), h = z * * k ( 3), h = v * k ( 3) Donde: v = Tensión/esfuerzo vertical z = Altura recubrimiento (distintas rocas en la columna) = Densidad promedio de materiales de recubrimiento F.A. = Factor de Ajuste; F.A. = (α) α = ángulo entre la horizontal y el eje vertical en la elipse k = Parámetro adimensional, medido en la elipse MDT Ejemplo: Calcular las tensiones a 1,250 mt., densidad de 3 ton/m3, ángulo α = 74, k = 0.48 v = z * * F.A. v = 1250 mt. * 3 ton/m3 * v = MPa Fig. 1 h = v * k h = Mpa * 0.48 h = MPa

7 APLICACIONES DEL METODO (MDT) 1.- DISEÑO DE EXCAVACIONES La estabilidad de excavaciones subterráneas, está definida por la línea de corte, o contorno ideal de la excavación, en concordancia con los resultados del: Método Detonación de Taladros (MDT). autosoporte 2.- SOSTENIMIENTO DE EXCAVACIONES Diseña, selecciona y condicionan los elementos de soporte, para una carga definida entre la línea de corte y el contorno excavado, evidenciado como roca suelta por sostener. 3.- PERFORACION Y VOLADURA Estimando la dirección y magnitud de la tensión principal, es posible diseñar el burden entre taladros y la orientación del corte o arranque, en la malla de perforación. El Método Detonacion de taladros (MDT), es de bajo costo, fácil de obtener, y práctico en comparación con otros métodos.