clasificacióndemacizorocoso ayu

7/23/2019 Clasificacindemacizorocoso Ayu

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Universidad de Santiago de Chile

Departamento de Ingeniera en Minas

Geomecnica Aplicada

Daniela Villegas MuozAyudante

Mayo 2007

Sistemas de Clasificacin de

Macizos Rocosos


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Geomecnica Aplicada Sistemas de Clasificacin de Macizos Rocosos

Ejercicio

De acuerdo a la informacin disponible, un sector a explotarde especial inters presenta las siguientes caractersticas:

Se trata de una granodiorita, la cual forma parte del cuerpoRo Blanco, que presenta alteracin cuarzo-serictica. Anivel de roca intacta, quedara definida por magnitudes deresistencia en compresin no confinada (UCS) quevaran entre 60 (MPa) y 200 (MPa), con un valormedio de 140 (MPa) y una desviacin estndar de 25(MPa). La resistencia a la traccin vara entre 0.5 (MPa) y30 (MPa), con un valor medio de 9 (MPa). El mdulo deyoung vara entre 10 (GPa) y 60 (GPa), con un valor

medio de 40 (GPa)


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Por otro lado, las caractersticas predominantes a nivel demacizo rocoso permiten sealar que la resistencia al corteestara definida por una cohesin de magnitud que varaentre 0.30 a 0.40 (MPa) y un ngulo de friccin entre

37 a 45. El RQD vara entre 80% y 95%, con unvalor medio de 85%; la frecuencia de fracturas (FF) varaentre 2 y 10 fracturas por metro, con un valor medio de4 fracturas por metro. El espaciamiento entre fracturas(s) vara entre 50 (cm) y 10 (cm), con un valor medio

de 25 (cm), las cuales son relativamente lisas, slo enalgunos casos presentan rellenos de tipo arcilloso, pero,en general, estn cerradas y ocasionalmente algotrabadas. Existen infiltraciones de agua, pero son de

pequea magnitud.


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Basndose en esta informacin, a Ud. como IngenieroGeotcnico, se le solicita clasificar el macizo rocososegn los sistemas propuestos por:

a) BIENIAWSKI (1989)

b) BARTON ET. AL.

c) LAUBSCHER (1990)


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BIENIAWSKI (1989)


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Parmetros de Clasificacin BIENIAWSKI (1989)

Parmetros Intervalo Unidad

UCS 115 - 165 Mpa

RQD 80 - 95 %

Espaciamiento

Discontinuidades10 - 50 cm

Agua Subterranea

Persistencia 1 - 3 m

Abertura < 0,1mm mm

Rugosidad

Relleno

Alteracin

Condicin de las Discontinuidades

Parmetros de Clasificacin RMR B89

Relativamente lisas

Arcillosos

Goteo

Ligeramente alterado


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Parmetros Intervalo Unidad Min Max

UCS 115 - 165 Mpa

RQD 80 - 95 % 17 20

Espaciamiento

Discontinuidades10 - 50 cm 8 10

19 20

Agua Subterranea

Persistencia 1 - 3 m

Abertura < 0,1mm mm 5 6

Rugosidad

Relleno

Alteracin

60 66

Roca Regular Roca Buena

5

Condicin de las Discontinuidades

Parmetros de Clasificacin RMR B89

Relativamente lisas

Arcillosos

Puntaje

RMR B89

4Goteo

Ligeramente alterado

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4

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Resultados Obtenidos


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BARTON ET. AL.

SRF

J

J

J

J

RQDQ w

a

r

n

=

El mtodo es una herramienta simple para la descripcin del macizo rocoso ypuede ser usado como gua para la toma de decisiones del sostenimiento aaplicar.

El mtodo puede ser usado durante la etapa de:

Construccin Mapeo de terreno y de sondajes Planificacin de una excavacin subterrnea.

Este sistema se expresa en forma de una variable numrica denominada Q.

RQD : Rock Quality Designation . Grado de fracturamiento (Deere 1963).Jn : ndice del nmero de sistemas de discontinuidades.

Jr : ndice de rugosidad de las discontinuidades.Ja : ndice de alteracin de las paredes de las fracturas.Jw : Factor de reduccin por agua en discontinuidades.SRF : Factor de reduccin por esfuerzos.


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1. RQD (Designacin de Calidad de la Roca) RQD

A Muy Pobre (> 27 fracturas por m3) 0-25B Pobre (20-27 fracturas por m3) 25-50C Moderada (13-19 fracturas por m3) 50-75D Buena (8-12 fracturas por m3) 75-90E Excelente (0-7 fracturas por m3) 90-100

Nota: i) Donde el RQD es registrado o medido como menor o igual a 10 (incluyendo el 0),

el valor 10 es usado para evaluar el Q.

ii) Intervalos de 5, por ejemplo: 100, 95, 90, etc., dan un grado de exactitud suficiente.

iii) RQD = 115 - 3,3JV (En los tneles PRV se usa el FF en reemplazo del JV).

2. Nmero de Sistemas de Fracturas JN

A Masivo o con pocas fisuras. 0,5-1,0

B Un sistema de fracturas. 2C Un sistema de fracturas ms otras aleatorias. 3D 2 sistemas de fracturas. 4E 2 sistemas de fracturas ms otras aleatorias. 6F 3 sistemas de fracturas. 9G 3 sistemas de fracturas ms otras aleatorias. 12H 4 o ms sistemas de fracturas, fracturacin densa y aleatoria, etc. 15J Roca triturada, terregal. 20

Nota: i) Para intersecciones en tneles, use 3*JN.

ii) Para portales, use 2*JN.


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3. Nmero de Rugosidad de las Fracturas JR

a) Contacto entre las paredes.b) Contacto entre las paredes despus de un cizalle menor a 10 cm.A Fracturas discontinuas. 4B Rugosas o irregulares y onduladas. 3C Lisas y onduladas. 2D Estriadas (slickensided) y onduladas. 1.5

E Rugosas o irregulares, pero planas. 1.5F Lisas y planas 1G Estriadas (slickensided) y planas. 0.5

Nota: La descripcin se refiere a escalas pequeas e intermedias, en ese orden.

c) No hay contacto entre las paredes al producirse el cizalle.H Zona que contiene minerales de arcilla, de espesor suficiente para 1

impedir el contacto de las paredes.J Zona arenosa, de grava o roca triturada, de espesor suficiente para 1

impedir el contacto de las paredes.Nota: i) Se aade 1 se el espaciamiento medio del set de fracturas ms relevantes es

mayor a 3 m.

ii) JR= 0,5 se puede usar para fracturas planas y estriadas, y que estn alineados

con la condicin de que estas estn orientadas para resistencia mnima.


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4. Nmero de alteracin de las Fracturas. JA

a) contacto entre las paredes (sin minerales de relleno solamente costras).

A Relleno soldado, duro, inablandable, impermeable, p.e., cuarzo o epidota. 0.75B Paredes de las fracturas inalteradas, solo con superficies manchadas. 1C Paredes ligeramente alteradas. Con recubrimiento de minerales 2

inablandables, partculas arenosas, roca triturada sin arcilla, etc.D Recubrimiento limoso o areno-arcilloso, pequeas fracciones de arcilla 3

(inablandable).E Recubrimiento de arcillas ablandables o de baja friccin, p.e., caolinita o mica, 4

tambin clorita, talco, yeso, grafito, etc., y pequeas cantidades de arcillaexpansivas (recubrimiento sin continuidad de 1- 2 mm de espesor o menos).b) Contacto entre las paredes, antes de 10 cm de cizalle (delgado relleno mineral).

F Partculas arenosas, roca desintegrada sin arcilla, etc. 4G Rellenos arcillosos muy consolidados, duros (continuos pero < 5 mm de espesor). 6H Rellenos arcillosos de mediana a baja consolidacin, blandos (continuos, pero 8

menor a 5 mm de espesor).

J Rellenos de arcillas expansivas, p.e., montmorillonita (continuos pero < 5 mm 6espesor). El valor de JA depende del porcentaje de partculas tamao arcilla

expansiva.c) Sin contacto entre las paredes despus de el cizalle (rellenos de mineral)

K Zonas o capas de roca desintegrada o triturada. Fuertemente consolidada. 6L Zonas o capas de arcillas y roca triturada o desintegrada. 8

Relleno mediano o bajamente consolidado o blando.M Zonas o capas de arcillas y roca triturada o desintegrada. 8-12

Arcilla expansiva. El JA depende del porcentaje de partculas tamaoarcilla expansiva.

N Zonas o capas continuas de arcillas fuertemente consolidadas. 10O Zonas o capas de continuas de arcillas. Mediana a bajamente consolidadas. 13P Zonas o capas continuas de arcillas. Arcilla expansiva. El JA depende 13-20

del porcentaje de partculas tamao arcilla expansivas.


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5. Factor de Reduccin por Agua en las Fisuras JWA Excavacin seca o infiltracin menor, p.e.


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6. Factor de Reduccin de Esfuerzos SRF

a) Zonas de debilidad que intersecta la excavacin y que pueden causar que el

macizo se desestabilice cuando se construye el tnel.A Mltiple ocurrencia de zonas de debilidad, que contienen arcillas o roca qu- 10

micamente desintegrada, roca de contactos muy mala (a cualquier profundidad).B Zonas nicas de debilidad, que contienen arcillas o roca qumicamente desin- 5

tegrada (profundidad de la excavacin < 50 m).C Zonas nicas de debilidad, que contienen arcillas o roca qumicamente desin- 2,5

tegrada (profundidad de la excavacin > 50 m).

D Mltiples zonas de cizalle en roca competente (sin arcilla), con perdida de 7,5de roca en los contactos (cualquier profundidad).

E Zonas nicas de cizalle en roca competente (sin arcilla); profundidad < 50 m. 5F Zonas nicas de cizalle en roca competente (sin arcilla); profundidad > 50 m. 2,5G Fracturas dbiles y abiertas, fracturamiento intenso (cubo de azucar) 5

(a cualquier profundidad).b) Roca competente, problemas de esfuerzos.

H Esfuerzo bajo, cerca de la superficie. 2,5J Esfuerzos mediano, condicin de esfuerzo favorable. 1K Esfuerzo grande, estructura muy cerrada. Generalmente favorable para la esta- 0,5-2M Lajamiento y "rock burst" despus de unos pocos minutos en roca masiva. 50-200N Fuerte "rock burst" y deformacin dinmica inmediata en roca masiva. 200-400

c) Roca deformable (squeezing rock): flujo plstico en roca competentebajo la influencia de presiones altas.

O Deformacin moderada. 5-10P Deformacin alta. 10-20

d) Roca espansiva (swelling rock): la accin qumica expansiva depende dela presencia de agua.

R Expansin moderada. 5-10S Expansin alta. 10-15


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Parmetros Intervalo Unidad Min Max

RQD 80 - 95 % 80 95Jn 9 6

Jr 1 2JaJw

SRF

4,44 15,83Moderada Calidad Buena Calidad

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Parmetros de Clasificacin Q Puntaje

2

Q

3 sistemas estructuralesRelativamente Lisas

Ligeramente Alteradas

Mediana CondicinPequeas Infiltraciones Agua

Resultados Obtenidos BARTON ET. AL.

Calidad de Roca Valor de QMacizo de excepcional pobre calidad 0,0001-0,01Macizo de extremada pobre calidad 0,01-0,1Macizo de muy pobre calidad 0,1-1,0

Macizo de pobre calidad 1,0-4,0Macizo de moderada calidad 4,0-10,0Macizo de buena calidad 10,0-40,0Macizo de muy buena calidad 40,0-100,0Macizo de extrema calidad 100,0-400,0Macizo de excepcional calidad 400,0-1000,0


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LAUBSCHER (1990)


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40100100100100

)(

)(),()(90

=

++=

DCBACDP

CDPNFFPIRSPRMRl

BuenaMala

69,2237,12RMR l90

90DMaterial tipo arcillosoMaterial deRelleno DC

100CAlteradaAlteracin

8460BSuave a LisaRugosidad

9070ARectaSinuosidad

27,2215,12P(CD)Condicin de las Discontinuidades

2410P(FF,N)1/m2-10FF

1812P(IRS)Mpa115-165IRS

MaxMinParametroUnidadIntervaloParmetros

PuntajeParmetros de Clasificacin RMR l90

clasificacióndemacizorocoso ayu

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