evaluar la competición del macizo rocoso a partir de observaciones en el campo y ensayos sencillos definir las necesidades de sostenimientos

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Gustavo Robles Acuña
hace 6 años
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Clasificaciones geomecánicas Objetivo: evaluar la competición del macizo rocoso a partir de observaciones en el campo y ensayos sencillos definir las necesidades de sostenimientos Metodología: se

1 Clasificaciones geomecánicas Objetivo: evaluar la competición del macizo rocoso a partir de observaciones en el campo y ensayos sencillos definir las necesidades de sostenimientos Metodología: se intenta dividir el macizo en grupos de comportamiento similar Clasificaciones existentes: R. Q. D. R. M. R. (Bieniawski) S. M. R. (Romana) Q (Barton et al.) Terzaghi R. S. R. (Wickham et al.) Protodyakonov Lauffer Louis

2 Índice de calidad de las rocas, RQD rock quality designation Deree et al. (1967) Se basa en la recuperación modificada de un testigo (El porcentaje de la recuperación del testigo de un sondeo) Depende indirectamente del número de fracturas y del grado de la alteración del macizo rocoso Se cuenta solamente fragmentos iguales o superiores a 100 mm de longitud. El diámetro del testigo tiene que ser igual o superior a 57.4 mm y tiene que ser perforado con un doble tubo de extracción de testigo. RQD = Σ (longitud _ fragmentos _ > 10cm) x100 longitud _ total _ perforada RQD (%) Calidad de roca < 25 muy mala mala regular buena excelente Ejemplos: RQD = 100 RQD < 100 Formula alternativa (cuando no hay sondeos): RQD = J v Jv : numero de juntas identificadas en el macizo rocoso por m3

4 Clasificación de Bieniawski (R.M.R.) rock mass rating Z. T. Bieniawski (1979) Se a una serie de parámetros: (1) Resistencia del material intacto (ensayo carga puntual o compresión simple) (2) R.Q.D. (3) Distancia entre las discontinuidades (4) Condición de las discontinuidades (5) Agua subterránea máximo = 15 máximo = 20 máximo = 20 máximo = 30 máximo = 15 RMR = (1) + (2) + (3) + (4) + (5) Clasificación de RMR (oscila entre 0 y 100): Clase I II III IV V Calidad de roca muy buena buena regular mala muy mala RMR Clasificación adaptada de Bieniawski para taludes (SMR) M. Romana Ruiz (1992) SMR incluye cuatro factores de ajuste: Factor de ajuste de las juntas F1: depende del paralelismo entre el rumbo de las juntas y de la cara del talud. F2: depende del buzamiento de la junta en la rotura plana. F3: refleja la relación entre los buzamientos de la junta y el talud. Factor de ajuste según el método de excavación F4: establecido empíricamente SMR = RMR (F1 F2 F3 ) + F4

5 Paràmetres del Rock Mass Rating (Bieniawski, 1979) Paràmetre Resistè Índex de > 10 MPa 4-10 MPa ncia de càrrega 1 la puntual roca Resistènc > 250 MPa MPa intacta ia a compress ió simple Qualitat del % 75-90% testimoni RQD Espaiat de les > 2m 0,6-2 m discontinuïtats Estat de les Superfícies Superfícies discontinuïtats molt rugoses lleument No rugoses 4 contínues Separació < Paret 1mm inalterada Paret lleument alterada Flux per 10 cap < 10 litres/min m de túnel Aigua Relació 5 subterr Paigua/P 0 0-0,1 ània principal Condicions Completame Humit Generals nt sec Rang de s 2-4 MPa 1-2 MPa MPa MPa % % 13 0,2-0,6 m cm 10 Superfícies lleument rugoses Separació < 1mm Paret molt alterada litres/min 525 MP a < 1 MP MPa a 1 <25% 0 3 < 6 cm 8 5 Superfícies Rebliment tou > estriades o 5 mm de gruix rebliment < o 5mm gruix o separació > 5 separació 1-5 mm mm Contínues Contínues > 125 litres/min litres/min 0,1-0,2 0,2-0,5 > 0,5 Moll Degotant Rajant 7 4 0

6 Clasificación de Bieniawski (R.M.R.)

7 Valores del RMR (según Romana 1992)

8 Valores del SMR (Romana 1992)

9 Índice Q de Barton (rock mass quality) (Barton et al. 1974) Se hace una ación con un índice Q a partir de es de diferentes parámetros: Q= RQD Jn Jr Ja Jw SRF Jn, Jr y Ja más desfavorables. RQD J r J w J n J a SRF Índice de calidad de la roca número de familias coeficiente de rugosidad de la junta coeficiente de alteración de la junta coeficiente reductor por la presencia de agua factor reductor por tensiones en el macizo rocoso se aplican a las juntas estructuralmente Clasificación de Q (oscila entre y 1000) Q (rock mass quality) ación excepcionalmente mala extremadamente mala muy mala mala regular buena muy buena extremadamente buena excepcionalmente buena

10 Q de Barton: Estimación de los parámetros Jn número de familias Roca masiva Una familia de juntas Id. con otras juntas ocasionales Dos familias de juntas Id. con otras juntas ocasionales Tres familias de juntas Id. con otras juntas ocasionales Cuatro o más familias, roca muy fracturada Roca triturada Jr coeficiente de rugosidad de la junta Juntas rellenas Juntas limpias Discontinuas Onduladas, rugosas Onduladas, lisas Planas, rugosas Planas, lisas Lisos o espejos de falla Ondulados Planos 1 Ja coeficiente de alteración de la junta Juntas de paredes sanas Ligera alteración Alteraciones arcillosas Con detritus arenosos Con detritus arcillosos pre-consolidados Id. Poco consolidados Id. Expanivos Milonitos de roca y arcilla Milonitos de arcilla limosa Milonitos arcillosos-gruesos

11 Jw coeficiente reductor por la presencia de agua Excavaciones secas o con <5 l/min localmente Afluencia media con lavado de algunas juntas Afluencia importante por juntas limpias Id. Con lavado de juntas Afluencia excepcional inicial, decreciente con el tiempo Id. mantenida SRF Zonas débiles: Multitud de zonas débiles o milonitos Zonas débiles aisladas, con arcilla o roca descompuesta (cobertura 50 m) Id. con cobertura > 50 m Abundantes zonas débiles en roca competente Zonas débiles aisladas en roca competente (cobertura 50 m) Id. con cobertura > 50 m Roca competente Pequeña cobertura Cobertura media Gran cobertura Terreno fluyente Con bajas presiones Con altas presiones Terreno expansivo Con presión de hinchamiento moderada Con presión de hinchamiento alta Valor

12 Índice Q de Barton

13 Correlaciones entre las clasificaciones de Bieniawski (RMR) y Barton (Q) RMR = 9 ln Q +44 Bieniawski (1976) RMR = 13.5 log Q + 43 Rutledge (1978) Correlación entre RMR, Q y el Módulo de deformación in-situ

14 Clasificación para túneles Terzaghi (1946): Estimación de la carga del terreno (todas las distancias en pies) Tipo 1 2 Condiciones de la roca Dura y intacta Estratificada o esquistosa dura Hp (carga del terreno) 0 0 a 0.5 B 3 Masiva, moderadamente fisurada 0 a 0.25 B 4* Moderadamente fragmentada y fisurada 0.25 B a 0.35 (B+Ht) 5* Muy fragmentada y fisurada 0.35 (B+Ht) a 1.1 (B+Ht) 6* Completamente trinchada 1.1 (B+Ht) 7 Prensada, profundidad moderada 1.1 (B+Ht) a 2.1 (B+Ht) Prensada 2.1 (B+Ht) a 4.5 (B+Ht) 8 9 grande profundidad Expansiva Hasta 250 pies, independientemente del de (B+Ht) * Si el túnel está sobre el nivel freático, la carga puede ser reducida un 50 % para los tipos 4-6.

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