UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE INGENIERAESCUELA
ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA DE MINAS
CONTENIDO
INTRODUCCIN....................................................................................................3
RESUMEN.............................................................................................................4
OBJETIVOS............................................................................................................5
Objetivo general:
.................................................................................................5
Objetivos especficos:
..........................................................................................5
CAPITULO
I............................................................................................................6
1.1. PLANTEAMIENTO DEL
PROBLEMA.................................................................6
1.1.1.
TITULO.........................................................................................................6
1.1.2. FORMULACION DEL PROBLEMA DE
INVESTIGACION..................................6 1.1.3.
PLANTEAMIENTO DEL
PROBLEMA..............................................................6
1.1.4.
JUSTIFICACIN............................................................................................6
CAPTULO II ASPECTOS
GENERALES......................................................................7
2.1.
UBICACIN.....................................................................................................7
2.2.
ACCESIBILIDAD................................................................................................8
2.3. CLIMA, VEGETACIN Y USO DE LA
TIERRA....................................................8 2.4.
GEOLOGIA......................................................................................................8
2.4.1. FORMACIONES
GEOLOGICAS......................................................................8
2.5.
ETROGRAFIA...................................................................................................9
2.6.
STRATIGRAFA.................................................................................................9
CAPTULO III: METODOLOGA DE
TRABAJO..........................................................10
3.1.
PROCEDIMIENTO...........................................................................................10
3.2. EQUIPO Y MATERIAL DE
TRABAJO:................................................................11
CAPITULO IV: MARCO TEORICO .124.1. CLASIFICAION GEOMECANICA
RMR..124.1.1 .PRIMER PARAMETRO: RESISTENCIA DE LA ROCA
SANA.............................13 4.1.2. SEGUNDO PARAMETRO:
CALCULO DEL RQD..............................................14
4.1.3. TERCER PARAMETRO: SEPARACION DE LAS
DISCONTINUIDADES..............164.1.4. CUARTO PARAMETRO:
CONDICIONES DE LAS DISCONTINUIDADES.......... 17 4.1.5. QUINTO
PARAMETRO: LA PRESENCIA DE
AGUA.........................................18 4.1.6. SEXTO
PARAMETRO: ORIENTACION DE LAS DISCONTINUIDADES..............194.2.
CUADRO GUIA PARA EXACAVACION Y SOPORTE EN TUNELES
(BIENIAWSKI)........................................................................................................
214.3. CUADRO
RESUMEN........................................................................................
23 5. RESULTADOS Y
ANALISIS...................................................................................
245.1. CALCULO DEL RMR PARA LA
LUITA.................................................................24
5.2. CALCULO DE RQD
...........................................................................................
255.3. CALCULO DEL RMR TOTAL
..............................................................................32
6. CONCLUSIONES Y
RECOMEDACIONES.................................... 337.
BIBLIOGRAFA..................................................................................................
348. ANEXOS..35
INTRODUCCION
Las clasificaciones geomecnicas constituyen actualmente un mtodo
fundamental para la caracterizacin geomecnico de los macizos
rocosos ya que permiten obtener parmetros de resistencia y
deformabilidad del macizo y estimar los sostenimientos de un
tnel.Las clasificaciones geomecnicas ms utilizadas en tneles son la
RMR y la Q. Si bien ambas fueron desarrolladas para estimar
sostenimientos, el parmetro RMR se ha ido consolidando como un
ndice geomecnico para la evaluacin de las propiedades del macizo
rocoso, usndose igualmente para la evaluacin del sostenimiento. Un
tnel es una obra de ingeniera que para su construccin, requiere de
tcnicas, productos, equipos especiales y de anlisis geolgicos,
geotcnicos e hidrulicos; este es realizado por especialistas, una
vez que se ha definido el proyecto de construccin de un tnel. Se
conoce las condiciones y caractersticas del lugar, eligiendo el
proceso constructivo que conviene para su construccin. Segn las
dimensiones del proyecto, se deben de considerar otros factores
como son seguridad, economa y durabilidad de la obra.
RESUMEN
El presente trabajo corresponde al estudio minucioso y detallado
de una excavacin subterrnea en la zona de Otuzco-Cajamarca,
utilizando el mtodo de Q de Barton para luego poder determinar el
tipo de sostenimiento que se va utilizar con el fin de poder
estabilizar la labor subterrnea en dicha labor subterrnea .
Durante el desarrollo de proyectos de ingeniera resulta de vital
importancia los estudios y reconocimientos previos de la futura
zona de ejecucin de las obras. El apropiado dimensionamiento de las
secciones de sostenimiento de un tnel depende del ajuste de los
parmetros usados inicialmente en la ejecucin de los clculos. Una
prctica muy comn en ingeniera de obras subterrneas es hacer una
estimacin del sostenimiento a travs del uso de las llamadas
clasificaciones geomecnicas. A da de hoy, las clasificaciones
universalmente ms utilizadas son el ndice RMR de Bieniawski y el
ndice Q de Barton.El trabajo de investigacin desarrollado se centra
en proporcionar una correlacin entre los dos ndices de calidad, con
la intencin de proveer una herramienta que ayude en las fases de
diseo y en el control diario de la ejecucin de los trabajos
constructivos.
OBJETIVOS
Objetivo general:
Conocer el comportamiento geomecnico del macizo rocoso presente
en el rea de estudio.
Objetivos especficos:
Aplicar los conceptos tericos en la prctica mediante la
clasificacin del macizo rocoso. Determinar la calidad de la roca
del macizo rocoso del rea. Identificar las diferentes fracturas,
diaclasamientos, y fallas existentes en el macizo rocoso. Realizar
los clculos geomecnicos del macizo rocoso Determinar el tipo de
sostenimiento que se tendra que utilizar si fuera el caso,
dependiendo el tipo de macizo que resulte.
CAPITULO I
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1.1. TITULO
Estudio geomecnico de un tnel ubicado en Otuzco
1.1.2. FORMULACION DEL PROBLEMA DE INVESTIGACION
Cajamarca es una zona que cuenta con numerosos recursos
naturales, que son susceptibles de ser aprovechados, la zona de
Otuzco cuenta con una carretera asfaltada la cual lleva a la al
aeropuerto de Cajamarca. Ahora bien en la zona se encuentra un tnel
la cual no se sabe exactamente cul fue el fin de dicho tnel, pero
es de relevante importancia conocer la caracterizacin de los
macizos rocosos de la zona, con respecto a su competencia,
resistencia a la compresin, etc., para as poder conocer si es
necesario colocar un tipo de sostenimiento para ms seguridad.
1.1.3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Mediante el estudio geomecnico podremos determinar el tipo de
sostenimiento a utilizar en el tnel ubicado en Otuzco?
1.1.4. JUSTIFICACIN
Antes de realizar un trabajo es importante el estudio y anlisis
del macizo rocoso para determinar si la roca es competente, puesto
que este criterio tiene un rango de aplicacin bastante amplio: en
la estabilidad de taludes, la seguridad de tneles, como es en este
caso, en labores de minera subterrnea, construccin de carreteras,
etc.
CAPTULO II ASPECTOS GENERALES
2.1. UBICACIN Geogrficamente.- de acuerdo con el globo terrqueo
el rea de estudios se encuentra ubicada en el continente
americano.
Pas: Per el cual est ubicado en la regin occidental de Amrica
del Sur.
Departamento: Cajamarca la cual se encuentra situada en la parte
norte del Per.
COORDENADAS UTM
ESTE NORTE
7602419211481
ACCESIBILIDAD
El punto de encuentro fue en el paradero de Otuzco para llegar a
dicha zona se puede hacer en cualquier tipo de vehculo ya sea de
transporte pblico como la lnea 38, hasta cierta parte luego
comienza una trocha carrozable un poco corta, para luego llegar a
una parte donde es inaccesible para los vehculos ya que la zona es
un poco abrupta.
2.3. CLIMA, VEGETACIN Y USO DE LA TIERRA
La zona de estudio comprende las altitudes entre los 2900 y los
3700 m.s.n.m. se encuentra dominada por un clima seco y semis eco
frio. Con variaciones de temperatura entre el da y la noche.El
clima de la zona es hmedo y moderado en dos pocas debidamente
marcadas, una de lluvias que se inicia generalmente en octubre y
concluye en abril y la otra ms seca desde mayo hasta septiembre.Las
temperaturas promedio mnimas y mximas no varan mucho durante el ao.
La diferencia de temperatura diurna es alrededor de 10C. El
enfriamiento es fuerte durante las noches claras, lo que ocurre
sobre todo en los meses secos, en los cuales aumenta la incidencia
de heladas.La vegetacin que crece por la zona son: eucaliptos,
pencas, arbustos silvestres
2.4. GEOLOGIA
2.4.1. FORMACIONES GEOLOGICAS
2.4.1.1. VOLCANICO SAN PABLO (Po- vsp)
Extensin: 113,408.61 Has.Esta unidad consiste en gruesos
estratos de rocas volcnicas, intercaladas en la base con areniscas
rojizas y en la parte superior de una espesa secuencia de
aglomerados y piroclsticos bien estratificados. Alcanza un espesor
de 900 m. El volcnico san pablo yace con suave discordancia
erosional al volcnico Chilete e infrayace al volcnico Huambos en
igual relacin.Edad y correlacin.- la ausencia de fsiles o estudios
radiomtricos en el volcnico san pablo, se estima su edad en base a
discordancias, mineralizacin e intensidad de plegamiento. La
acumulacin volcnica de esta unidad tuvo lugar durante el palegeno-
negeno. Se le correlaciona con el volcnico Lavasn.
2.5. PETROGRAFIA
TRAQUITA.- La traquita es unaroca volcnicacompuesta
fundamentalmente por feldespato alcalino, tantosanidina
comoanortoclasa. Estos pueden encontrarse como fenocristales y al
mismo tiempo siendo las fases principales en la matriz de la roca.
Algunos minerales mficos acompaantes pueden ser labiotita, los
anfbolesy elclinopiroxeno. Podra llegar a
tenercuarzoofeldespatoides. El ndice de color suele ser muy claro y
no es frecuente que la matriz contenga un porcentaje importante de
vidrio. En el esquema de clasificacin que se puede ver a la
izquierda, se han destacado tambin los campos cuarzo-traquticos,
traquticos con feldespatoides y equivalentes traquticos de
feldespato alcalino.
CAPTULO III: METODOLOGA DE TRABAJO
La metodologa que se aplic est basada est ligada a la
investigacin de tipo exploratoria mediante la observacin
directa.
3.1. PROCEDIMIENTO
Recopilar y analizar la informacin de la zona de estudio u otros
lugares. Construir el marco lgico-metodolgico para el Desarrollo
del Proyecto de Investigacin. Observacin y obtencin, anlisis y
discusin de la informacin de campo. sta actividad es interactiva y
multidisciplinaria. Tratamiento de la informacin, compatibilizacin
y Elaboracin del estudio geolgico de la zona. Elaboracin del
Proyecto de Investigacin Geolgico en el rea que comprende.
3.2. EQUIPO Y MATERIAL DE TRABAJO:
a. Equipo de trabajo:
ALFARO VALENCIA, Antony. HERRERA IRIGOIN, Edilberto. MALIMBA
VARGAS, Ams. TAFUR HERRERA, Ernesto.
b. Material de trabajo: Picota. G.P.S. Wincha. Brjula. Libreta
de campo. Cmara Fotogrfica. Casco Linterna
CAPITULO IV: MARCO TEORICOTneles:Un tnel es una obra subterrnea
lineal, construida en posicin horizontal o inclinada. Los tneles
pueden tener entrada y salida a superficie o tambin desembocar por
uno o ambos extremos en otras obras subterrneas. Tambin hay tneles
que suelen denominarse socavones y solo tienen una salida a
superficie mientras el otro extremo es ciego. Las dimensiones
transversales de los tneles en general tienen variaciones
reducidas, desde unos tres m hasta quiz unos quince mientras las
longitudes pueden llegar a tener variaciones significativas, desde
pocos metros hasta decenas de kilmetros. Cuando la seccin
transversal de un tnel tiene pequeas dimensiones y puede ser
excavado normalmente por trabajadores que laboran de pie, recibe el
nombre de galera. Si el tnel tiene seccin tan pequea, que no puede
ser excavado normalmente por trabajadores de pie, recibe el nombre
de micro tnel. En este caso la excavacin se realiza con maquinaria
teledirigida desde el exterior.PRINCIPALES CARACTERSTICAS DE LOS
TNELESLos tneles se caracterizan por su trazado y seccin, definidos
por criterios geomtricos de glibo, pendiente, radio de curvatura y
otras consideraciones de proyecto. Bajo el punto de vista de la
ingeniera los datos ms significativos son la seccin, perfil
longitudinal, trazado, pendientes, situacin de excavaciones
adyacentes, boquillas y accesos intermedios. En la Figura se
muestran varias secciones tpicas de tneles y las denominaciones ms
habituales.
El sostenimiento se refiere a los elementos estructurales de
sujecin del terreno, aplicados inmediatamente despus de la
excavacin del tnel, con el fin de asegurar su estabilidad durante
la construccin y despus de ella, as como garantizar las condiciones
de seguridad.
El revestimiento se coloca con posterioridad al sostenimiento y
consiste en aplicar sobre dicho sostenimiento una capa de hormign,
u otros elementos estructurales, con el fin de proporcionar
resistencia a largo plazo al tnel y dar un acabado regular,
mejorando su funcionalidad (condiciones aerodinmicas,
impermeabilidad, luminosidad, albergar instalaciones y propiciar la
esttica de la obra).
Las obras subterrneas ms conocidas son los tneles, pues
encuentran una gran variedad de aplicaciones en ingeniera, llegando
a tal importancia, que su desarrollo ha marcado la evolucin y
avance de las dems obras subterrneas. Los tneles, dependiendo de su
objetivo pueden ser viales, hidrulicos, comunales, mineros y
especiales:
Tneles viales. Son aquellos que se construyen con destino a
carreteras, ferrocarriles, accesos vehiculares o sistemas de trenes
metropolitanos. Estos ltimos, por tener la caracterstica de
construirse en reas urbanas y generalmente en terrenos blandos,
constituyen clase aparte. Para cada objetivo el tnel tiene ciertas
particularidades de tipo geomtrico y operativo que se manifiestan
en su diseo.
Tneles hidrulicos. Son construidos para transportar agua,
principalmente en hidroelctricas, abastecimientos, sistemas de
riego, navegacin, canalizacin, etc.
Tneles comunales. Son tneles construidos principalmente en las
ciudades con destino a pasos peatonales, cables, tuberas, etc.
Estos tneles en general se construyen en terrenos blandos, bajo
vas, casas y edificaciones citadinas, requirindose mtodos
particulares de excavacin para evitar daos en las estructuras
superficiales.
Tneles mineros. Estas son obras subterrneas construidas para
acceder a una explotacin minera y sirve como va para transportar
materiales extrados y suministros de explotacin. Tambin hay tneles
mineros entre diferentes frentes de explotacin del yacimiento. En
general estos tneles tienen carcter temporal, supeditados al tiempo
requerido para explotar los minerales, luego de lo cual la obra se
abandona.
Tneles especiales. Se construyen con destinacin especfica y
pueden ser para instalar drenajes o equipos, investigar un lugar,
realizar pruebas, maniobras militares, alojar bandas
transportadoras, etc. Su geometra, mtodo constructivo y estructura
se acomoda al objeto del tnel.
En la seccin transversal de un tnel se distinguen los siguientes
elementos geomtricos:
Hastales. Son la parte lateral de la seccin. Tambin se les
denomina paredes. Pueden ser rectos o curvos.
Bveda. Es la parte superior de la seccin. Tambin se le denomina
clave. Es curva y solo puede ser plana en tneles de seccin
rectangular.
Solera. Es la parte inferior de la seccin. Tambin se le denomina
piso. Puede ser recta o curva
INFLUENCIA DE LAS CONDICIONES GEOLGICASAl excavar un tnel se
pueden encontrar tres tipos de condiciones naturales que dan lugar
a la prdida de resistencia del macizo y, por tanto, a problemas de
estabilidad.
Orientacin desfavorable de discontinuidades. Orientacin
desfavorable de las tensiones con respecto eje del tnel. Flujo de
agua hacia el interior de la excavacin a favor de fracturas,
acuferos o rocas carstificadas.
Estas condiciones estn directamente relacionadas con los
siguientes factores geolgicos: estructura, discontinuidades,
resistencia de la roca matriz, condiciones hidrogeolgicas y estado
tensional. Por otro lado, la excavacin del tnel tambin genera una
serie de acciones inducidas que se suman a las citadas condiciones
naturales, como son:
Prdida de resistencia del macizo que rodea a la excavacin como
consecuencia de la descompresin creada: apertura de
discontinuidades, fisuracin por voladuras, alteraciones, flujos de
agua hacia el interior del tnel etc. Reorientacin de los campos
tensionales, dando lugar a cambios de tensiones. Otros efectos como
subsidencias en superficie, movimientos de ladera, cambios en los
acuferos, etc.
CALCULO DEL R.Q.D.La calidad de roca R.Q.D se puede determinar:
Trozos de rocas testigos mayores de 10cm recuperados en sondeos.
Nmero total de discontinuidades que interceptan una unidad de
volumen (1m3) del macizo rocoso, definido mediante el parmetro Jv.
Tericamente a partir de la densidad de las discontinuidades o
frecuencia de las discontinuidades ( ) por Hudson, 1989.Para el
primer caso se utiliza la primera frmula:.(A)Para el segundo caso
se utiliza la siguiente frmula:
---------------------------------------------------------
(B)
Para el tercer caso se utiliza la siguiente frmula:
-------------------------------------------(C)
Donde:
El valor obtenido en las formulas A, B o C son comparados con la
siguiente tabla:
ndice de CalidadR.Q.D. (%)CalidadValoracin
0 -25Muy mala3
25 50Mala8
50 75Regular13
75 90Buena17
90 100Excelente20
Asimismo, se puede buscar la valoracin para el RQD, a partir del
siguiente grfico:
Grafico para calcular el parmetro de R.Q.D
NGI Sistema de Clasificacin de Barton (Q de Barton o ndice de
Calidad Tunelera)El sistema propuesto, considera seis parmetros
para definir la calidad de un macizo rocoso (ndice de Calidad Q),
que son los siguientes:RQD: Parmetro definido por Deere (1964)Jn:
Nmero de familias de discontinuidades.Jr: Rugosidad de las
discontinuidades.Ja: Meteorizacin de las discontinuidades.Jw:
Condicin de agua subterrneaSRF: Factor de reduccin del
esfuerzo.Procedimiento de Clasificacin El primer cociente (RQD/Jn),
representa la estructura del macizo rocoso y es una medida
rudimentaria del tamao de los bloques o de las partculas con dos
valores externos (100/0,5 y 10/20), con una diferencia de 400. Si
se interpreta este cociente en unidades de centmetros, los tamaos
de partculas de 200 a 0,5 cm se pueden apreciar como aproximaciones
extremas pero bastante realistas. Probablemente, los bloques ms
grande tendran varias veces este tamao y los fragmentos chicos
menos de la mitad (partculas de arcilla no se toman en cuenta). El
segundo cociente (Jr/Ja), representa de la rugosidad y las
caractersticas de friccin de las paredes de las discontinuidades o
de los materiales de relleno. Este cociente se inclina favor de
discontinuidades rugosas e inalteradas que se encuentran en
contacto directo. Se puede pensar que estas superficies estn cerca
de la resistencia optima, que tendern a dilatarse fuertemente
cuando este sometidas a tensiones cizallantes, y que por lo tanto,
sern muy favorables a la estabilidad de in tnel.
El tercer cociente (Jw/SRF) consiste en dos parmetros de
fuerzas. SRF es un valor de: a) La carga se disipa en el caso de
una excavacin dentro de una zona de fallas y de roca empacada en
arcilla.b) Las tensiones en una roca competente.c) Las cargas
compresivas en rocas plsticas incompetentes. Se puede considerar
como un parmetro total de tensiones.En cuanto al parmetro Jw, se
trata de una medicin de la presin de agua que tiene un efecto
negativo de la resistencia a la tensin cizallantes de las
discontinuidades, debido a la reduccin en la tensin efectiva
normal. El agua puede causar, adems, un ablandamiento de las
arcillas e incluso, posiblemente, su lavado. Se demostr que es
imposible combinar estos dos parmetros en trminos de tensiones
normales efectivas ente bloques, ya que paradjicamente un valor
alto de la tensin efectiva normal indica a veces condiciones menos
estables que un valor bajo a pesar de tener una resistencia mayor a
la tensin cizallante. El cociente (Jw/SRF) es un factor emprico
complicado que describe las fuerzas activas.Se ve ahora que el
ndice Q para tneles puede considerarse como una funcin de solo tres
parmetros que son medidas aproximadas de:1. El tamao de bloques
(RQD/Jn).2. La resistencia a la tensin entre bloques(Jr/Ja).3. Las
tensiones activas (Jw/SRF)Para calcular el ndice Q se usa la
siguiente expresin matemtica
El valor de Q vara entre 0,001 y 1000, dentro de este rango se
definen nueve calidades de roca, tal como se muestra en la tabla
siguiente:CALIDAD DE ROCAndice Q
Excepcionalmente mala0.001 - 0.01
Extremadamente mala0.01 - 0.1
Muy mala0.1 1.0
Mala1.0 4.0
Regular4.0 10.0
Buena10.0 40.0
Muy buena40.0 - 100.0
Extremadamente buena100.0 - 400.0
Excepcionalmente buena400.0 - 1000.0
Clasificacin y Valoracin de los Parmetros Individuales del
Indice Q (Barton y Grimstad 1994)
NDICE DE CALIDAD DE ROCARQDOBCERVACIONES
A. Muy mala0 - 251. Cuando RQD, incluyendo cero, se puede
utilizar el valor 10 para el RQD.2. Intervalos de 5 para RQD, sea
100, 95, 90 son precisos.
B. Mala25 - 50
C. Regular50 75
D. Buena75 90
E. Excelente90 - 100
Clasificacin segn el nmero de familiasNUMERO DE
FAMILIASJnOBSERVACIONES
A. Masivo, sin o con pocas juntas0.5 1
1. Para cruces en tneles utilizar (3 x Jn).
2. Para portales utilizar (2 x Jn).
B. Una familia d juntas2
C. Una familia y algunas juntas ocasionales3
D. Dos familias de juntas4
E. Dos familias y algunas juntas6
F. Tres familias de juntas9
G. Tres familias y algunas juntas12
H. Cuatro familias o ms, roca muy fracturada, terrones de
azcar15
I. Roca triturada terrosa20
Numero de rugosidad de las juntasNUMERO DE RUGOSIDAD DE LAS
JUNTASJr.OBSERVACIONES
Contacto entre las dos caras dela junta Contacto entre las dos
caras de la junta mediante un desplazamiento lateral de 10cm.
1) Se aade 1.0 si el espaciamiento medio de juntases mayor que
3m.
2) Jr. =0.5 se puede usar para juntas de friccin planas Y que
tengan alineaciones orientadas para resistencia mnima.
A. Juntas discontinuas.4
B. Juntas rugosas o irregular ondulada.3
C. Suave ondulada.2
D. Espejo de falla ondulada.1.5
E. Rugosa o irregulares plana.1.5
F. Suave plana.1
G. Espejo de falla o superficie de friccin plana.0.5
Sin contacto entre las dos caras de la juntas desplazadas
lateralmente.
H. Zona que contiene minerales arcillosos de espesor
suficientemente gruesa para impedir el contacto entre las dos
caras.1
I. Zona arenosa de grava o roca triturada suficientemente gruesa
para impedir el contacto entre las dos caras de la junta.1
NUMERO DE ALTERACIN DE LAS JUNTASJAR (APROX.)OBSERVACIN
Contacto entre las dos caras de la junta.
Los valores de r, el ngulo de friccin residual. Se indican como
gua aproximada de las propiedades mineralgicas de los productos de
la alteracin si es que estn presentes.
A. Junta sellada, dura, sin reblandamiento relleno impermeable.
Ejemplo cuarzo.0.75
B. Caras de la junta nicamente manchadas125 - 35
C. Las caras de la junta estn alteradas ligeramente y contienen
minerales no reblandecible, partculas de arena, roca, desintegrada
libre de arcilla.225 - 30
D. Recubrimiento de limo o arena arcillosa, pequea fraccin
arcillosa no reblandecible.320 - 25
E. Recubrimiento de minerales arcillosos blandos o de baja
friccione ej. Caolinita, mica, clorita, talco, y pequeas cantidades
de arcilla expansivas, los recubrimientos son discontinuos con
espesores de 162 mm
4
8 - 16
-contacto entre las dos caras de la junta con menos de 10 cm de
desplazamiento lateral
F. Partculas de arena, roca desintegrada. Libre de arcilla425 -
30
G. Fuertemente sobre consolidados, rellenos de minerales
arcillosos no reblandecidos. Los recubrimientos son continuos
menores de 5 mm de espesor.616 - 24
H. Sobre consolidacin media a baja reblandecida, relleno de
mineral arcilloso. Los recubrimientos son continuos menores de 5mm
de espesor.
8
8 - 16
I. Relleno de arcillas expansivas ej. Montrillonita, de espesor
contino de 5m. el valor Ja depende del porcentaje de partculas del
tamao de la arcilla expansiva.
8 - 12
6 - 12
-No existe contacto entre las dos caras de la junta cuando esta
es cizallada.
J. Zonas o bandas de roca desintegrada o manchada y arcilla.6-8
o8-126 - 24
K. Zonas blandas de arcilla limosa o arenosa con pequea fraccin
de arcilla sin reblandamiento.56 - 24
L. Zonas o capas gruesas de arcilla10 -13 13-206 - 24
FACTOR DE REDUCCIN POR PRESENCIA DE AGUA EN LAS JUNTASFACTOR DE
REDUCCIN POR PRESENCIA DE AGUA EN LAS JUNTASJwPRESIN DE
AGUA(KG/Cm2)OBSERVACIONES
A. Excavaciones secas o de fluencia poco importante, menos de 5
L/min.1 10
E. Fluencia o presin de agua excepcionalmente alta y continua,
sin disminucin.0.05 0.1>10
FACTOR DE REDUCCIN ESFUERZOSSRFOBSERVACIONES
Zonas debidamente dbiles que intersectan la excavacin y pueden
causar cadas de bloques, segn avanza la misma.1. Redzcanse estos
valores SRF de 25% - 50%, si las zonas de fractura solo se
intersectan pero no se cruzan la excavacin.2. Para u campo virgen
de esfuerzos fuertemente aniso trpico, medidas cuando 5<
d1/d310, redzcase: a 0.6 la dc y el dt.Donde:dc= Resistencia
Comprensiva.dt= Esfuerzo A La Traccin.d1= ESFUERZO PRINCIPAL
MAYOR.d3=ESFUERZO PRINCIPAL MENOR
A. Varias zonas dbiles conteniendo arcilla o roca desintegrada
qumicamente, roca muy suelta alrededor (cualquier
profundidad).10
B. Solo una zona dbil conteniendo arcilla o roca de desintegrada
qumicamente (profundidad de excavacin menor de 50 m)5
C. Solo una zona dbil conteniendo arcilla o roca desintegrada
qumicamente(profundidad de excavacin mayor a 50 m)2.5
D. Varias zonas de fractura en roca competente (libre de
arcilla), roca suelta alrededor (cualquier profundidad)7.5
E. Solo una zona fracturada en roca competente (libre de
arcilla). (profundidad de excavacin menor de 50 m).5
F. Solo una zona fracturada en roca competente (libre de
arcilla). (profundidad de excavacin mayor de 50 m). 2.5
G. Juntas abiertas sueltas muy fracturadas, etc. (cualquier
profundidad)5
FACTOR DE REDUCCION DE ESFUERZOSdc/d1Dt/d1SRFOBSERVACIONES
Roca competentes problema de esfuerzos
3. Hay pocos casos reportados donde el techo debajo de la
superficie sea menor que el ancho del claro. Se sugiere que el SRF
sea aumentado de 2.5 a 5 para estos casos ver H
H. Esfuerzo bajo, cerca de la superficie>20>132.5
I. Esfuerzo medio200-1013-0.661.0
J. Esfuerzo grande, estructura muy cerrada (generalmente
favorable para la estabilidad. Puede ser desfavorable para la
estabilidad de los hastiales)10-50.66-0.330.5-2
K. Desprendimiento moderado de la roca
masiva.5-250.33-0.160.5-10
L. Desprendimiento intenso de la roca masiva 50m).D. Mltiples
zonas de fractura en roca competente sin arcilla, roca circundante
suelta, cualquier profundidad.E. Zonas de fracturas aisladas en
roca competente sin arcilla, profundidad de excavacin < 50m.F.
Zonas de fractura aisladas en roca competente sin arcilla,
profundidad de excavacin > 50m.G. Diaclasas abiertas sueltas,
diaclasado intenso cualquier profundidad.SRF
10.0
5.02.5
7.5
5.0
2.5
5.01. Redzcanse estos valores SRF de 25% a 50%, si las zonas de
fractura solo influencian pero no cruzan la excavacin.2. Para un
campo virgen tensiones fuertemente aniso trpicos (si se mide:
cuando 5 1/ 3 10, redzcase c a 0.8 c y t a 0.8 t. cuando 1/ 3 >
10, redzcase c a 0.6 c y a t a 0.6 t. dnde: c = resistencia a la
compresin uniaxial t = tensin de traccin (carga puntual )y 1 y 3
son las tensiones principales mayores y menores)
DESCRIPCIONVALORNOTAS
b) Rocas competentes, problemas de tensiones.H. tensiones bajas,
cerca de la superficie.J. tensiones de nivel medio.K. elevado nivel
de tensiones, estructura muy cerrada generalmente favorable para la
estabilidad, puede ser desfavorable para la estabilidad de las
paredes.L. planchoneo y explosin moderada despus de una hora en
roca masiva.M. planchoneo y explosin de roca en pocos minutos en
roca masiva.N. intensa explosin de roca e inmediata deformacin
dinmica en roca masiva.c) roca fluyente, flujo plstico de roca
incompetente bajo la influencia de presiones altas de la roca.O.
presiones compresivas moderadas.Presiones compresivas altas.d) roca
expansiva, accin qumica expansiva dependiendo de la presencia de
agua.Q. presiones expansivas moderadas.R. presiones expansivas
altas./ 1
>200200-1010-5
5-3
3-2
< 2
t/ 1
> 1313-0.660.66-0.33
0.5-0.65
0.65-1
> 1SRF
2.51.00.5-2
5-50
50-200
200-40
5-10
10-20
5-1010-20
3. hay pocos reportados donde el techo debajo de la superficie
sea menor que el ancho del claro se sugiere que el SRF sea
aumentado de 2.5 a 5 para estos casos (vea H)
Cuando no se dispone de sondeos, el RQD se estima a partir de
afloramientos, mediante el cmputo volumtrico de diaclasas Jv, tal
como se indic en la clasificacin del RQD.El parmetro Jn (nmero de
familias de diaclasas) puede estar afectado por foliacin,
esquistosidad, clivaje, laminaciones, etc. Solo si estas diaclasas
paralelas estn suficientemente desarrolladas, se contabilizan como
una familia, si no, se contabilizan como diaclasas adicionales.Se
tomaran los valores de los parmetros Jr (rugosidad) y Ja
(meteorizacin) de la familia de diaclasas o de la discontinuidad
rellena de arcilla ms dbil de la zona, pero hay que elegir en
primer lugar las diaclasas de orientaciones desfavorables, aunque
no proporcionen el valor mnimo del cociente Jr/Ja.Cuando un macizo
contiene arcilla, se aplicara el valor del SRF para la roca que se
puede soltar. En este caso, la resistencia de la roca inalterada es
de poco inters. Sin embargo, cuando las discontinuidades son pocas
no hay arcilla, la resistencia de la roca inalterada puede ser el
eslabn ms dbil y la estabilidad depender de la relacin tensin-roca
/ resistencia roca. Un campo de tensiones fuertemente aniso trpico
es desfavorable para la estabilidad y esto se toma en cuenta en
forma aproximada en la nota 2 de la tabla.RECOMENDACIONES DE
SOSTENIMIENTOInicialmente Barton propuso a gua de sostenimiento que
presentaba 38 tipos de sostenimiento. Por su importancia histrica
estas guas de sostenimiento se encuentran en el apndice 4. Grimstad
y Barton (1993), propusieron una nueva gua de sostenimientos que se
indica en la siguiente figura.
NSOSTENIMIENTO
1Sin sostenimiento.
2Pernos localizados.
3Anclaje sistemtico.
4Anclaje sistemtico con 40 a 100 mm de hormign lanzado no
reforzado.
5Hormign lanzado con fibra reforzada, 50 a 90 mm y anclaje.
6Hormign lanzado con fibra reforzada, de 90 a 120 mm y
anclaje.
7Hormign lanzado con fibra reforzada, de 120 a 150 mm y
anclaje.
8Hormign lanzado con fibra reforzada, > 150mm, con arcos
reforzados de hormign lanzado y anclaje.
9Hormign armado.
Correlaciones De acuerdo con la aplicacin de los diferentes
tipos de excavaciones, se han propuesto diferentes tipos de
correlaciones entre el RMR y el ndice de
QcorrelacionesorigenAplicacin
RMR = 13.5log Q + 43Nueva ZelandaTneles
RMR = 9 ln Q +44diversoTneles
RMR = 12.5 log Q + 55.2EspaaTneles
RMR = 5 ln Q + 60.8SudfricaTneles
RMR = 43.83 9.19 ln QEspaaMinera, roca dbil
RMR = 10.5 ln Q + 41.8EspaaMinera, roca dbil
RMR = 12.11 log Q + 50.81CanadMinera, roca resistente
RMR = 8.7 ln Q + 38CanadTneles, roca sedimentaria
RMR = 10 ln Q + 39CanadMinera, roca resistente
CAPITULO V: RESULTADOS Y ANALISIS
6. CONCLUSIONES Y RECOMEDACIONES
Una de las herramientas indispensables para la determinacin de
la estabilidad, tanto de galeras como de taludes, definitivamente
son las clasificaciones geomecnicas. La utilizacin de estas
clasificaciones representa un trabajo fcil, rpido y con gran
proximidad a la realidad. Empero, estas deben ser hechas con
criterio y no como la aplicacin de una receta prctica.
Hay que tomar en cuenta que para la excavacin de un tnel o una
galera, uno de los factores que ms influencia, es el proceso de
voladura, ya que este afecta directamente, tanto en el rendimiento
como en la estabilidad de la labor. Por este motivo, es necesario
llevar una estadstica y control de las voladuras, as como de los
explosivos que se utilizan.
7. IBLIOGRAFIA
Carrillo, M. (2002). Clasificacin Geomecnico. Revista Geolgica
de Amrica Central, 6-6. Hernn Gavilanes Jimnez, B. A. (2007).
Introduccin a la Ingeniera de Tneles. Ecuador: Asociacin de
Ingenieros de Minas del Ecuador (AIME). LAHEE, F. H. (1970).
Geologa de Prctica. Barcelona: OMEGA.
8. ANEXOS
INGENIERA DE ROCAS II11