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
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
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)
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.
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.
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. = 0.0055(α) + 0.499 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 * 0.906 v = 33.31 MPa Fig. 1 h = v * k h = 33.31 Mpa * 0.48 h = 15.99 MPa
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.