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Anlisis de la resistencia del macizo rocosomediante el criterio
de rotura de Hoek-Brown
Gua del Usuario
c 2004 Rocscience Inc.
Versin en Espaol basada en una traduccin realizada por
elProfesor Jos Chacn Montero
Departamento de Ingeniera CivilETS Ingenieros de Caminos,
Canales y Puertos
Universidad de Granada, Espaa
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Tabla de Contenidos
Prologo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 2Bienvenidos a RocLab! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 3Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 4Documentacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5Cmo se debe utilizar RocLab? . . . . . . . . . . . . . . . .
6Determinar Parmetros de Resistencia . . . . . . . . . . . . . . .
6Proyectar Envolventes de Rotura . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 6Estimacin de Parmetros de Entrada . . . . . . . . . . . . . . .
. 6Resultados de Ensayos Triaxiales . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 6Parmetros Equivalentes de Mohr-Coulomb . . . . . . . . . . . .
7Muestreador de Tensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 7Muestrearor de Parmetros de Mohr-Coulomb Instantneos . . . .
7Otros Parmetros del Macizo Rocoso . . . . . . . . . . . . . . . .
7Unidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 7Exportar Datos e Imgenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 8Opciones de Representacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 8Visita rpida a RocLab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9Introduccin de Datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 9Estimacin de los Parmetros de Entrada . . . . . . . . . . . . .
. 10Proyeccin de Envolventes de Rotura . . . . . . . . . . . . . .
. . 12Estimacin de Parmetros de Hoek-Brown . . . . . . . . . . . .
. 14Equivalencia con el Criterio de Rotura de Mohr-Coulomb . . . .
. 14Otros Parmetros del Macizo Rocoso . . . . . . . . . . . . . . .
. 15Datos de Laboratorio del Ensayo Triaxial . . . . . . . . . . .
. . 16Ejemplo 1 Tnel, sin Perturbar (D=0) . . . . . . . . . . . . .
. . 17Ejemplo 2 Talud, Perturbado (D=1) . . . . . . . . . . . . . .
. . 19Muestreador de Tensiones en Puntos de la Envolvente . . . . .
. . 21Muestreador de Parmetros de Mohr-Coulomb Instantneos . . . .
22Exportacin de Datos e Imgenes . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23Opciones para la Representacin en Pantalla . . . . . . . . . . .
. 24Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 27
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Prologo
La presente es una versin editada de la traduccin al Espaol
realizada por elProfesor Jos Chacn Montero de la versin original en
Ingls de la Gua delUsuario del programa RocLab de Rocscience, Inc.
El programa RocLab esde libre distribucin y se puede descargar del
sitio de internet de Rocscience(www.rocscience.com). Esta
traduccin, estaba originalmente destinada alos alumnos de 2 ao de
Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos parala asignatura Mecnica
de Suelos y Rocas, de la Universidad de Granada.El Profesor Chacn
Montero gentilmente ha permitido que Rocscience laeditara, y la
pusiese a disposicin de otros usuarios de RocLab de
hablahispana.
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Bienvenidos a RocLab!
RocLab es un programa de computacin que permite determinar los
pa-rmetros de resistencia del macizo rocoso, de acuerdo al criterio
de roturaGeneralizado de Hoek-Brown.
RocLab es un producto de libre distribucin desarrollado por
RocscienceInc.
Rocscience produce adems otros programas de computacin con
aplicacina ingeniera geotcnica, civil y minera. Visite
www.rocscience.com paraobtener informacin sobre otros productos
desarrollados por Rocscience.
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Introduccin
Uno de los mayores obstculos que se encuentran en el campo de
los modelosnumricos en la mecnica de rocas, es el problema de la
definicin de datosreferentes a las propiedades de los macizos
rocosos.
La utilidad de los modelos constitutivos elaborados del material
y de losprogramas de anlisis numrico de avanzada disponibles
actualmente, estenormemente limitada si el analista no dispone de
datos fiables referentes alas propiedades del macizo rocoso.
La ltima versin del criterio de rotura de Hoek-Brown (Referencia
1), con-juntamente con su implementacin en el programa RocLab, da
un pasoconsiderable en la direccin adecuada para remediar tal
situacin.
Algunos de los puntos anteriormente confusos en el criterio de
rotura deHoek-Brown quedan ahora resueltos, entre ellos se
destacan:
la aplicabilidad del criterio a macizos rocosos muy poco
resistentes, y el clculo de los parmetros equivalentes del criterio
de Mohr-Coulomb,
a partir de los de la envolvente de rotura de Hoek-Brown.
El programa RocLab proporciona una puesta a punto sencilla e
intuitiva delcriterio de rotura de Hoek-Brown, que permite al
usuario una fcil obtencinde estimaciones fiables de propiedades del
macizo rocoso, as como tambinla visualizacin de los efectos que el
cambio de parmetros del macizo rocosoproduce sobre la envolvente de
rotura.
La tarea de determinar propiedades del macizo rocoso no es
normalmente unfin en s mismo. Esta tarea se realiza para
proporcionar datos de entrada a losprogramas de anlisis numrico,
que requieren definicin de las propiedadesdel material para
ejecutar clculos de estabilidad o anlisis de tensiones.Las
propiedades determinadas por RocLab se pueden emplear como datosde
entrada en programas de anlisis numrico tales como Phase2 (anlisis
deelementos finitos y diseo de soportes para excavaciones) o Slide
(anlisis deestabilidad de taludes mediante equilibrio lmite). Ambos
programas estndisponibles en Rocscience.
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Documentacin
Los clculos del programa RocLab se basan en la ltima versin del
criteriode rotura generalizado de Hoek-Brown, que se detalla en el
siguiente artculo(Referencia 1):
Hoek, E., Carranza-Torres, C., and Corkum, B. (2002), Hoek-Brown
failure criterion 2002 edition. Proc. North AmericanRock Mechanics
Society Meeting in Toronto in July 2000.
El programa RocLab incorpora los desarrollos ms actualizados del
criteriode rotura de Hoek-Brown, tal como estn descritos en ese
artculo.
El artculo anterior debera ser ledo por todos los usuarios de
RocLab!!!Las definiciones y las ecuaciones para la entrada y salida
de resultados enRocLab, se discuten en ese artculo el mismo se
encuentra disponiblecomo un documento PDF en el Men de Ayuda de
RocLab.
Otro documento til es el siguiente (Referencia 2):
A brief history of the Hoek-Brown Failure Criterion, by
EvertHoek.
Este artculo presenta una breve revisin cronolgica de la
evolucin delcriterio de rotura de Hoek-Brown, y presenta adems
referencias a otrosartculos relevantes que se han publicado sobre
el tema. Esta es otra lecturarecomendada para los todos usuarios de
RocLab. El artculo est disponibletambin como documento PDF en el
sitio de Internet de Rocscience.
Finalmente, un conjunto de notas escritas por el Dr. Evert Hoek,
PracticalRock Engineering, (Referencia 3) se encuentra disponible
(gratuitamente) enel sitio de internet de Rocscience
(www.rocscience.com) como documentosPDF. Practical Rock Engineering
es una lectura recomendada para todos losestudiantes de Mecnica de
Rocas. El captulo 11 (Propiedades del MacizoRocoso) debera ser ledo
tambin por los usuarios de RocLab. Se debe notarque la versin del
criterio de rotura de Hoek-Brown que se presenta en laltima versin
de Practical Rock Engineering, ha sido superada por la ltimaversin
del criterio (Referencia 1). Sin embargo, la informacin
conceptualcontenida en la Referencia 3 es todava relevante, y
provee otros detallesreferentes al desarrollo del criterio de
rotura de Hoek-Brown.
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Cmo se debe utilizar RocLab?
Con el programa RocLab se pueden realizar las siguientes
tareas:
Determinar Parmetros de Resistencia
Determinar los parmetros de resistencia generalizados de
Hoek-Brown (mb,s y a), basados en la introduccin de los siguientes
datos: la resistencia a la compresin no confinada de la roca
intacta sigci el parmetro de la roca intacta mi el ndice de
resistencia geolgica GSI el factor de perturbacin D
Proyectar Envolventes de Rotura
Proyectar la envolvente de rotura de Hoek-Brown en el espacio de
tensionesprincipales y/o en el espacio de tensiones de cizalla y
normales.
Variacin interactiva de los parmetros sigci, GSI, mi, D, para
observarcomo cambia la envolvente de rotura con cada parmetro.
Estimacin de Parmetros de Entrada
Cada uno de los 4 parmetros anteriores (sigci, mi, GSI y D),
pueden serconvenientemente estimados mediante bacos y tablas de
datos integrados,a partir del tipo de roca, condiciones geolgicas,
etc.
Resultados de Ensayos Triaxiales
Resultados de ensayos triaxiales de roca intacta se pueden
utilizar para deter-minar los valores de sigci y mi mediante la
tcnica de ajuste de Marquardt-Levenberg.
Los resultados triaxiales se pueden importar desde Microsoft
Excel, uti-lizando el portapapeles (clipboard), o desde ficheros de
datos tipo texto(ASCII) separados por comas, ficheros tipo RocDat o
desde otros ficherostipo RocLab.
Los datos tambin se pueden introducir utilizando una hoja de
clculoincluida en el programa RocLab mismo.
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Parmetros Equivalentes de Mohr-Coulomb
Se puede realizar el clculo de los parmetros de resistencia
equivalentes deMohr-Coulomb (cohesin y ngulo de friccin).
La envolvente de resistencia de Mohr-Coulomb que mejor se ajusta
aun rango de tensiones de confinamiento se puede determinar en
baseal tipo de problema analizado (por ejemplo, problemas de tneles
o deestabilidad de taludes).
La envolvente de rotura equivalente de Mohr-Coulomb se puede
proyectaren trminos de tensiones principales y/o tensiones de corte
y normales.
Muestreador de Tensiones
Se puede muestrear grficamente las envolventes de Hoek-Brown o
de Mohr-Coulomb para determinar la resistencia de cualquier valor
concreto de lastensiones (principal, cizalla o normal).
Muestreador de Parmetros de Mohr-Coulomb Instantneos
Se pueden determinar grficamente los parmetros instantneos de
Mohr-Coulomb en cualquier punto a lo largo de la envolvente de
rotura de Hoek-Brown.
Otros Parmetros del Macizo Rocoso
El programa calcula otros parmetros tales como la resistencia a
traccin, laresistencia a la compresin uniaxial y el mdulo de
deformacin.
Unidades
El anlisis en RocLab se puede realizar en unidades Mtricas o
Imperiales.En el sistema mtrico las unidades de tensin son los
Megapascales (MPa). Enel Imperial, las tensiones pueden ser las
Kilolibras por pi cuadrado (ksf) o lasKilolibras por pulgada
cuadrada (ksi). El sistema de unidades se seleccionaen el Dilogo de
Preparacin del Proyecto (Project Settings) en el Men deAnlisis
(Analysis).
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Exportar Datos e Imgenes
Se pueden exportar datos para un anlisis posterior o para
inclusin en in-formes escritos:
Copiar los datos y/o proyectarlos al portapapeles para una fcil
im-portacin a Microsoft Word o a otro procesador de textos o
programade edicin de imgenes.
Copiar los datos y/o proyectarlos directamente a Microsoft
Excel. Salvar los grficos como ficheros de imgenes JPEG o BMP.
Imprimir y/o visualizar la impresin.
Opciones de Presentacin
Numerosas opciones para la personalizacin de los grficos estn
disponibles:
Cambiar colores, fuentes, grosor de lnea. Superposicin de
retculos. Aadir ttulo al grfico y mostrar la introduccin de los
datos directamente
sobre las proyecciones. Seleccionar efectos zoom. Proyectar
lneas Mogi (transicin de rotura dctil a frgil). Seleccionar escala
de grises para impresoras en blanco y negro.
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Visita rpida a RocLab
La siguiente descripcin de RocLab familizar al usuario con las
particula-ridades del programa.
Introduccin de Datos
La primera opcin para la introduccin de datos en RocLab es la
utilizacinde la Barra Lateral (Lateral Bar) que se muestra mas
abajo. La barra lat-eral se emplea para introducir datos y tambin
para mostrar los parmetroscalculados.
Existen varios mtodos para introducir datos enRocLab:
Entrada de datos interactiva
Para cambiar los datos de entrada predefinidos,se puede pulsar
sobre las flechas con el ratn.RocLab recomputar instantneamente los
re-sultados.
Esto permitir al usuario observar, en forma inter-activa, el
efecto de los cambios de los parmetros,sobre la forma de las
envolventes de rotura y demsvalores calculados.
Utilizacin de ventanas de Dilogos de Seleccin(Pick Dialogs)
Tambin se pueden introducir datos mediante
Dilogos de Seleccin (Pick Dialogs). Cuan-do se pulsa un botn de
la ventana de dilo-go , se abrir otra ventana, por ejemplo unatabla
o baco, que permitir estimar un valordel parmetro de entrada.
Cuando se oprime OK en la ventana de dilogo de seleccin, el
valor
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seleccionado del parmetro se mostrar en la barra lateral de
entrada de datos,y RocLab realizar automticamente el clculo y
actualizar los valores desalida y las envolventes de rotura.
Empleo del teclado
Si se entran con el teclado los valores numricos en los cuadros
de edi-cin de la barra lateral, los clculos no se harn
automticamente. Pararecalcular los parmetros resultantes del macizo
rocoso y las correspon-dientes envolventes de rotura, se debe
seleccionar la opcin Computar(Compute) que se encuentra en la barra
de herramientas, o en el men deanlisis.
Entrada de datos de ensayos triaxiales
Se pueden determinar adems valores sigci y mi a partir de datos
de la-boratorio de ensayos triaxiales de roca intacta. Esto se hace
con la opcinUtilizacin de Datos de Laboratorio (Use Lab Data) en el
men deanlisis, tal como se describe a continuacin. Cuando se
seleccioneApplyo OK en la ventana de dilogo Calcular sigci, mi a
partir de datos delaboratorio (Calculate sigci, mi from Lab Data),
RocLab computar losvalores de mi y sigci y los mismos se utilizarn
para computar valoresde salidas y las correspondientes envolventes
de rotura.
Estimacin de los Parmetros de Entrada
Cada uno de los parmetros utilizados como entrada en el criterio
de Hoek-Brown sigci, mi, GSI y D se pueden estimar mediante tablas
y bacosincorporados en RocLab.
A estas tablas y bacos se puede acceder seleccionando el Botn
Selector(Pick Button) ubicado junto a los cuadros de edicin de la
introduccin dedatos en la barra lateral.
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Cuando se seleccione un botn selector, aparecer una tabla o
baco, que per-mitir determinar un valor adecuado para el parmetro
deseado. Por ejemplo,los dilogos para la estimacin de mi y GSI
(Rock Type = General) se mues-tran abajo.
Una vez que se ha determinado un valor (por ejemplo de mi o
GSI), se debeseleccionar OK en la ventana de dilogo. El valor se
introducir entoncesde forma automtica en el rea de introduccin de
datos de la barra lateral,y RocLab recomputar los resultados (es
decir, recomputar los parmetrosde salida y las envolventes de
rotura correspondientes a los datos de entradaque se han
seleccionado)
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Diagrama de clasificacin GSI (Tipo de Roca = General)Se
recomienda al usuario experimentar con estas ventanas de
seleccin,oprimiendo el botn selector para cada uno de los datos de
entrada sigci,mi, GSI y D.
Se podr observar que existen dos diagramas de GSI
diferentes:
Un diagrama para tipos generales de macizos rocosos. Otro
diagrama para tipos de macizos rocosos homogneos y dbiles tales
como el flysch, que extienden el rango de validez de GSI hasta
valorestan bajos como 5.
Para mayor informacin sobre los parmetros de clasificacin de
Hoek-Brown, sigci, mi, GSI y D, se recomienda consultar la
Referencia 1.
Proyeccin de Envolventes de Rotura
RocLab proyectar las envolventes de rotura de los macizos
rocosos en:
el espacio de tensiones principales (1 vs. 3) el espacio de
tensiones de cizalla y de tensiones normales (s vs. n)
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Las proyecciones correspondern a los datos especificados
corrientementeen la barra lateral.
Por defecto, se proyectarn AMBAS, las grficas en trminos de
tensionesprincipales y en trminos de tensiones de cizalla y
normales. Sin embargo,el usuario puede seleccionar activar una sola
de estas representaciones a lavez. Esto se podr hacer escogiendo la
proyeccin deseada en la barra deherramientas, el men de anlisis, o
el men que se activa oprimiendo elbotn derecho del ratn.
Varios tipos de representaciones y opciones de anlisis estn
disponibles,tales como:
Envolvente equivalente de Mohr-Coulomb. Selector de tensiones /
Selector instantneo de Mohr-Coulomb. Personalizacin del aspecto de
la proyeccin con Display Options (por
ejemplo, para insertar un retculo, especificar espesor de lnea,
fuentes,etc), y activar el efecto del zoom.
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Men del botn derecho del ratn
CONSEJO (TIP) Casi todas las opciones de representacin estn
tambindisponibles en el men que se activa al presionar el botn
derecho del ratn,si esto se hace sobre cualquier zona del rea de
proyeccin.
Estimacin de Parmetros de Hoek-Brown
Dado un conjunto de datos de entrada (sigci, GSI, mi y D),
RocLab calcularlos parmetros del criterio de rotura generalizado de
Hoek-Brown (mb, s ya). Los valores se presentarn en la barra
lateral segn se indica en la figurade ms abajo.Las envolventes de
rotura de Hoek-Brown que se proyectan en RocLab, segeneran
utilizando estos valores de mb, s y a.
Estos parmetros se calculan utilizando la ltima versin del
criterio de roturade Hoek-Brown, de acuerdo con la Referencia
1.
Equivalencia con el Criterio de Rotura de Mohr-Coulomb
Adems de los parmetros del criterio de rotura de Hoek-Brown (mb,
s ya), RocLab siempre calcula los parmetros equivalentes de
Mohr-Coulomb(cohesion y ngulo de friccin) del macizo rocoso.Puesto
que la mayor parte del software de ingeniera se escribe an en
tr-minos del criterio de rotura de Mohr-Coulomb, el clculo de
parmetrosequivalentes de Mohr-Coulomb a partir de los parmetros de
Hoek-Brownes una particularidad til del programa RocLab.
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La envolvente equivalente de Mohr-Coulomb puede verse al
seleccionar laopcin Envoltura de Rotura de Mohr-Coulomb
(Mohr-Coulomb Enve-lope) en la barra de herramientas o en el men de
anlisis.
Rango de la envolvente de rotura
Es importante destacar que la opcin Rango de Envolvente de
Rotura (Fail-ure Envelope Range) en la barra lateral tiene un
efecto directo en los par-metros de Mohr-Coulomb calculados.
Para ms detalles sobre el procedimiento de ajuste de la
envolvente deMohr-Coulomb, y el significado de la opcin Failure
Envelope Range, serecomienda ver la Referencia 1 seccin 4:
Mohr-Coulomb Criterion,y seccin 6: Determination of max3 .
Cuando en la barra lateral la opcin Failure Envelope Range =
General,el lmite superior del rango de ajuste es max3 = ci/4. Esto
se basa en laobservacin emprica de que el rango de esfuerzos
asociado con la roturafrgil ocurre para valores de 3 inferiores a
un cuarto del valor de ci .
Cuando la opcin Failure Envelope Range = Custom, se puede
introducircualquier valor de max3 .
El rango de valores de la Envolvente de Rotura NO tiene afecto
sobre losparmetros de Hoek-Brown calculados.
Otros Parmetros del Macizo Rocoso
En la parte inferior de la barra lateral se podr observar que se
calculanadems los siguientes parmetros del macizo rocoso:
sigt (resistencia a traccin del macizo rocoso) sigc (resistencia
compresiva uniaxial del macizo rocoso) sigcm (resistencia
compresiva global del macizo rocoso)
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Em (mdulo de deformacin del macizo rocoso)
La definicin de estos parmetros, y las ecuaciones empleadas para
calcular-los se encuentran explicados en la Referencia 1.
En particular, se observar que en RocLab se calculan dos valores
de laresistencia a la compresin del macizo rocoso sigc y sigcm. La
definiciny empleo de esos parmetros se detallan en la Referencia 1
section 5: RockMass Strength.
Datos de Laboratorio del Ensayo Triaxial
Otra caracterstica de RocLab es la capacidad de introduccin de
datos deensayos triaxiales (pares de valores 1, 3), para determinar
los parmetrosde la roca intacta sigci y mi. Esto se hace como
sigue:
1. Seleccione la opcin Utilizacin de Datos de Laboratorio (Use
LabData) en el men de anlisis o en la barra de herramientas.
2. Los datos se pueden introducir en una hoja de clculo
(implementadasen el programa mismo), o se pueden importar de un
fichero, como semuestra en la ventana de ms abajo.
3. Sobre los datos introducidos se genera entonces una curva de
ajuste,mediante la tcnica de ajuste Marquardt-Levenberg, y se
obtienen asvalores de sigci y mi.
4. Despus de introducir los datos, si se selecciona OK en la
ventana dedilogo, se emplearn los valores calculados de sigci y mi
para calcularlos parmetros de resistencia y la envolvente de rotura
de Hoek-Brown.
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Se recomienda siempre la obtencin de los valores de sigci y mi a
partir deensayos triaxiales de laboratorio, si datos de este ensayo
estn disponibles. Esde destacar que no siempre son necesarios
demasiados resultados de ensayostriaxiales; buenos resultados (de
sigci y mi) se pueden obtener a partir de unospocos resultados
triaxiales (por ejemplo, a partir de 6 o 7 pares de valores
detensiones principales).Si los resultados de ensayos triaxiales no
estn disponibles, se pueden ob-tener siempre valores de sigci y mi
en RocLab, utilizando los Dilogos deSeleccin (Pick Dialogs)
descritos anteriormente.
Ejemplo 1 Tnel, sin Perturbar (D=0)Considrese un macizo rocoso
no perturbado en el que se excava un tnel auna profundidad de 100
metros, con los siguientes parmetros de clasificacinde
Hoek-Brown:
Introduzca estos datos en la barra lateral del rea de entrada de
datos. Intro-duzca adems los siguientes datos para determinar el
Rango de Envolvente
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de Rotura (max3 ). Estos valores se emplearn para los clculos de
los valoresequivalentes de Mohr-Coulomb:
A continuacin pulse Compute.
Los datos de salida se mostrarn en la barra lateral, y las
envolventes de roturase calcularn.
Observe los parmetros equivalentes de Mohr-Coulomb que se han
calculado:
Se puede observar la envolvente correspondiente a estos
parmetros seleccio-nando la opcin de Envolvente de Mohr-Coulomb, en
la barra de herramientaso en el men de anlisis.
Para obtener una mejor presentacin de la envolvente de
Mohr-Coulomb, sepuede representar solamente la proyeccin de
tensiones normales en funcinde las tensiones de cizalla. Seleccione
la opcin (Tension) Normal vs. CizallaNormal vs. Shear en el men de
anlisis o en la barra de herramientas.Esto ocultar la proyeccin de
tensiones principales y mostrar solamente elgrfico de tensin normal
vs. cizalla, maximizado, en la presentacin.
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Si se examina la envolvente de Mohr-Coulomb, se pueden confirmar
grfica-mente los valores calculados de cohesin, ngulo de friccin, y
la resistenciaa traccin del macizo sigt. La resistencia a traccin
es el valor negativo detensin normal, en el origen de la envolvente
de rotura.
Ejemplo 2 Talud, Perturbado (D=1)Considrese un macizo rocoso con
los mismos parmetros bsicos utilizadosen el ejemplo anterior, esta
vez para un talud de 100 metros de altura en rocamuy perturbada,
con un factor de perturbacin D=1.
Introduzca el factor de perturbacin D=1.
Introduzca los siguientes datos para determinar el rango de la
envolvente derotura (max3 ):
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A continuacin pulse Compute.
Los datos de salida se mostrarn en la barra lateral, y las
envolventes de roturacorrespondientes tambin se calcularn.
Note los parmetros equivalentes de Mohr-Coulomb que se han
calculado:
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Compare los parmetros equivalentes de Mohr-Coulomb y las
envolventes derotura computadas para los dos ejemplos descritos
anteriormente. La com-paracin muestra el efecto significativo que
el Factor de Perturbacin D,puede tener sobre la resistencia del
macizo rocoso calculada.
Para mas informacin sobre el Factor de Perturbacin D, se
recomiendaconsultar la Referencia 1 Seccin 7: Estimation of
Disturbance Factor D.
Muestreador de Tensiones en Puntos de la Envolvente
La opcin Stress Sampler permite al usuario obtener grficamente
las coor-denadas exactas de cualquier punto a lo largo de las
envolventes de rotura.Esto se hace del siguiente modo:
1. Seleccione la opcin Stress Sampler de la barra de
herramientas, enel men correspondiente al botn derecho del ratn, o
en el men deanlisis.
2. Pulse una vez el botn izquierdo del ratn, sobre cualquier
valor de 3(en el grfico de tensiones principales), o sobre
cualquier valor de tensinnormal (en el grfico de tensiones normales
y de cizalla).
3. Sobre los puntos en que se ha pulsado el ratn aparecern las
coordenadasde tensiones correspondientes a los valores de3 o de
tensin normal. Unalnea vertical de puntos aparece en los grficos
para sealar la ubicacin.
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4. Alternativamente, si se pulsa y se MANTIENE pulsado el botn
izquier-do del ratn sobre cualquiera de los grficos, y se ARRASTRA
el ratnhacia la izquierda o la derecha, las coordenadas de
tensiones de las en-volventes de rotura se mostrarn continuamente,
conforme se mueva elratn.
5. NOTA: si se est visualizando la proyeccin de envolventes
equivalentesde Mohr-Coulomb, se mostrarn entonces, al mismo tiempo,
AMBAS,las coordenadas de tensiones de Hoek-Brown y las de
Mohr-Coulomb.
Muestreador de Parmetros de Mohr-Coulomb Instantneos
La opcin Muestreador de Parmetros de Mohr-Coulomb
Instantneos(Instantaneous Mohr-Coulomb Sampler) permite al usuario
obtener grfi-camente, los parmetros de Mohr-Coulomb, cohesin y
ngulo de friccin,PUNTUALES, en cualquier parte de la envolvente de
Hoek-Brown. Esto sehace de la siguiente forma:
1. Seleccione la opcin Muestreador MC Instantneo (Instantaneous
MCSampler) de la barra de herramientas, el men del botn derecho del
ratno el men de anlisis.
2. Pulse una vez el botn izquierdo del ratn, en cualquier valor
de 3 (en elgrfico de tensiones principales), o en cualquier valor
de tensin normal(en el grfico de tensiones normales y de
cizalla).
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3. La envolvente instantnea de Mohr-Coulomb (lnea tangencial)
apare-cer en los grficos, para el valor de 3 (o de tensin normal),
sobre laque se puls el ratn. Los valores instantneos de cohesin y
ngulo defriccin se mostrarn en las grficas, as como tambin las
coordenadasde tensin. Una lnea vertical de puntos aparecer en los
grficos, parasealar la ubicacin de los parmetros instantneos.
4. Alternativamente, si pulsa y se MANTIENE pulsado el botn
izquierdodel ratn sobre cualquiera de los grficos, y seARRASTRA el
ratn haciala izquierda o la derecha, la envolvente instantnea de
Mohr-Coulomb ylas coordenadas de las tensiones, se mostrarn
continuamente, conformese mueva el ratn.
Exportacin de Datos e Imgenes
Los resultados de los anlisis de RocLab y las proyecciones de
envolventesde rotura se pueden exportar a otros programas, para
inclusin en informes,o anlisis posteriores, etc. Esto se puede
realizar de varias formas.
La opcin Copiar Datos (Copy Data) en la barra lateral o en el
menEditar (Edit), copiar los contenidos de esta barra (es decir
todos losparmetros de entrada y salida) al portapapeles
(clipboard). Desde elportapapeles ser posible pegarlo (paste) a un
procesador de textos o a
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una hoja de clculo. Esto permitir extraer cmodamente un resmen
delanlisis.
La opcin Copiar (Copy) en la barra de herramientas o en el
menEditar (Edit), copiar una imgen de la envolvente de rotura que
se estvisualizando al portapapeles, y desde all, esta imagen se
podr pegar alos informes o programas de edicin de imgenes, etc.
Las proyecciones de envolventes de rotura pueden tambin grabarse
di-rectamente como ficheros de tipo JPEG o BMP, con la opcin
ExportarFichero Grfico (Export Image File). Esta opcin est
disponible en elmen Fichero (File), o en el men correspondiente al
botn derecho delratn.
Exportacin rpida a Excel
La caracterstica de exportacin ms potente es la siguiente: con
un soloclick del ratn, todos los datosY las proyecciones grficas
pueden exportarsea Microsoft Excel. Esto se hace de la forma
siguiente:
1. Seleccione en la barra de herramientas el botn Exportar a
Excel (Ex-port to Excel).
2. Si tiene instalado Excel en su ordenador, el programa Excel
se iniciarautomticamente, y todos los anlisis de datos de entrada y
salida seexportarn automticamente a una hoja de clculo de
Excel.
3. Los grficos de envolvente de rotura se generarn entonces en
Excel.4. Todo ello sucede con un simple click del ratn !!!
Observe que los grficos generados en Excel corresponden a las
envolventesde rotura que est representando RocLab en ese momento.
Por ejemplo, sisolamente se proyecta el grfico de tensin
normal-cizalla, entonces soloese grfico y los datos
correspondientes se generarn en Excel. Si se es-tn proyectando
ambos grficos (tensiones principales y normal-cizalla) en-tonces
los dos grficos se generarn en Excel. Tambin, si ha proyectado
laenvolvente equivalente de Mohr-Coulomb, lo mismo se har en Excel.
Final-mente observe que el nmero de puntos empleados para crear
cada envolventede rotura est controlado por el dilogo Opciones de
Representacin (Dis-play Option) en el men Visualizar (View) de
RocLab.
Opciones para la Representacin en Pantalla
El aspecto de los grficos de la Envolvente de Rotura se puede
personalizarcon las opciones de visualizacin, zoom y otras.
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La opcin Opciones de Representacin (Display Options) est
disponibleen la barra de herramientas, en el men de Visualizacin
(View), y tam-bin en el men correspondiente al botn derecho del
ratn (si este sepulsa en cualquier punto de la proyeccin de la
envolvente de rotura).
La mayora de las opciones en la ventana de Opciones de
Representacinson auto-explicativas, por lo que se recomienda al
usuario experimentar conellas. Sin embargo, sealaremos el propsito
de las siguientes opciones:
Lnea Mogi
La lnea Mogi define la relacin entre las tensiones principales
efectivasmayor y menor para la cual se produce la transicin de la
rotura frgil ala rotura dctil. Esta lnea se define sencillamente
como sig1/sig3 = 3.4,y se proyecta como una lnea verde sobre la
representacin de tensionesprincipales, cuando se selecciona la
opcin Lnea Mogi en la ventana deOpciones de Representacin (Display
Options).
Si la envolvente de tensiones principales queda SOBRE la lnea
Mogi,esto indica un modo de rotura frgil.
Si la envolvente de tensiones principales queda BAJO la lnea
Mogi, estoindica un modo de rotura dctil (que puede ocurrir, por
ejemplo, paravalores bajos de GSI).
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Opcin de Zoom
La opcin Efecto de Zoom (Zoom Extents) modificar automticamente
laescala de los ejes de la proyeccin de las envolventes de rotura,
de maneratal que se podrn proyectar todas las envolventes de rotura
posibles, corres-pondientes a los valores de sigci que se hayan
seleccionado.
Esto corresponde a valores mximos de GSI (= 100) y mi ( =
40).
1. Para demostrarlo, seleccione la opcin Efecto de Zoom (Zoom
Extents).2. Use las flechas interactivas, para incrementar el valor
de GSI a 100, y el
valor de mi a 40.3. Observe los grficos de la envolvente de
rotura. Cuando GSI = 100 y mi
= 40, la extensin de la envolvente de tensiones principales
correspondera la extensin mxima calculada automticamente por la
opcin Efectode Zoom (Zoom Extents).
La opcin Efecto de Zoom se encontrar til para demostraciones
interacti-vas de los cambios de los parmetros sobre la envolvente
de rotura.
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Referencias
1. Hoek, E., Carranza-Torres, C., and Corkum, B. (2002),
Hoek-Brownfailure criterion 2002 edition. Proc. North American Rock
MechanicsSociety meeting in Toronto, July 2002.
2. Hoek, Evert, (2002), A Brief History of the Hoek-Brown
Failure Crite-rion, unpublished document.
3. Hoek, Evert, Practical Rock Engineering An Ongoing Set of
Notes,available on the Rocscience website, www.rocscience.com.
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