NDICE DE RESISTENCIA GEOLGICA (GSI)Dr. Orison Delzo SalomEl geological Strenght Index ndice de Resistencia Geolgica (GSI), fue propuesto por Hoek (1995), Hoek, Kaiser & Badwen (1995) y P. Marinos & E. Hoek (2000), que provee un sistema, para estimar en forma simplificada la resistencia del macizo rocoso para diferentes condiciones geolgicas.El comportamiento de la maza rocosa requiere un estudio del material rocoso intacto y de las superficies de discontinuidades individuales, los cuales juntos van a constituir el sistema.La resistencia de la maza rocosa esta referido a la resistencia a la rotura o al criterio de rotura (teora de falla) de Hoek-Brobwn, que esta dada por la ecuacin: Donde:1 = Esfuerzo efectivo principal axial3 = Esfuerzo efectivo principal confinantec = Resistencia compresiva uniaxial de la roca intactamb = Valor de la constante m para la masa rocosami = valor de la constante m o del material para roca intactaS y a = constantes que dependen de las caractersticas de la masa rocosa, para macizos rocosos de buena calidad a razonables a = 0.5. Para macizos rocosos de mala calida S=0. S = 1 a 0 (Roca Intacta a granular). R = 1 a 0 (Roca intacta a roca muy fracturada)

Para GSI > 25: , a = 0.5Para GSI < 25; S =0 ,

cm = resistencia compresiva uniaxial de la masa rocosa. C = Cohesin La resistencia de un macizo rocoso fracturado depende de las propiedades de los bloques de roca intacta y, tambin de la libertad de stos para deslizar y girar bajo distintas condiciones de esfuerzo. Esta libertad est controlada por el perfil geomtrico de los bloques de roca intacta, as como tambin, por la condicin de las superficies que separan dichos trozo o bloques. Los trozos de roca angulosos, con caras definidas por superficies lisas y abruptas, producen un macizo rocoso mucho ms competente rodeados por material intemperizado y/o alterado.Uno de los problemas prcticos surge cuando se fija el valor GSI en terreno, est relacionado con el dao por voladura. Donde sea posible, se debera usar la superficie no daada para estimar el valor GSI, ya que el propsito principal es determinar las propiedades del macizo rocoso no perturbado. En todas aquellas superficies visibles que se hayan daado a causa de la voladura, se debera intentar hacer algo para compensar los valores del GSI ms bajos obtenidos de esas caras libres. En caras libres recientemente voladas, se crearn nuevas discontinuidades por efecto de la voladura, las cuales resultan en un valor GSI que puede llegar a ser nada menos 10 puntos ms bajo el correspondiente al mismo macizo rocoso no perturbado por la voladura.La clasificacin geomecnica del GSI respeta las restricciones geolgicas y estn reflejadas en la informacin geolgica. Considera 02 parmetros para su clasificacin:a) Condiciones de estructura de la masa rocosa o grado de fracturamiento (fracturas/metro) Masiva o levemente fracturada (LF) : 2 a 6 fracturas/metro Moderadamente fracturada (F): 6 a 12 fracturas/metro Muy fracturada (MF): 12 a 20 fracturas/metro Intensamente fracturada (IF): mas de 20 fracturas/metro Triturada o brechada (T): Fragmentada, disgregada o zona de fallab) Condiciones superficiales de la masa rocosa, involucra:1.- Resistencia de la roca intacta (c).- considerando la resistencia de la roca a romperse o marcarse con el golpe de picota (Indent = marcar):- Resistencia muy alta: solo se astilla con varios golpes de picota (c > 250 MPa)- Resistencia alta: Se rompe con ms de tres golpes de picota (c 100 250 MPa)- Resistencia media: Se rompe con 1 a 3 golpes de picota (c 50 100 MPa)-Resistencia baja: Se marca superficialmente con la punta de la picota (c 25 -50 MPa)-resistencia muy baja: se marca profundamente con la punta de la picota (c < 25 MPa)2.- Condiciones de las discontinuidades-Apertura-Rugosidad-Relleno-MeteorizacinSegn estos (resistencia de la roca y condiciones de las discontinuidades), se considera: Mas rocosa Muy Buena (MB) Mas rocosa Buena (B) Masa rocosa Regular (R) Masa rocosa Mala (M) o Pobre (P) Masa rocosa Muy Mala (MM) o Muy Pobre (MP) Los valores del GSI varan desde 0 a 100. Los valores cercanos a 0 corresponden a las situaciones del macizo rocoso de muy mala calidad, es decir con la superficie muy erosionada, con arcilla blanda en las juntas, y con una estructura poco resistente debido a las formas redondas, y la gran cantidad de fragmentacin que sufre el macizo rocoso. Con valores de GSI cercanos a 100, implican macizos rocosos de excelente o muy buena calidad, ya que significa una estructura marcada por una pequea fragmentacin en la que abundan las formas prismticas y superficies rugosas sin erosin.

Relacin entre ndice de calidad tunelera (Q), Valoracin del macizo rocoso (RMR) y ndice de resistencia geolgica (GSI): Para RMR76 > 18: GSI = RMR76 Para RMR76 < 18: se debe usar el Q para estimar el GSI Para RMR89 > 23: GSI = RMR89 5 Para RMR89 < 23: Se debe usar el Q para estimar el GSI

GSI = 9 Loge Q + 44Conclusin: las clasificaciones geomecnicas CSIR (RMR), NGI (Q) y GSI son clasificaciones de la calidad de la roca o masa rocosa (Indicadores de la calidad de la maza rocosa)Ejm.- Se tiene una masa rocas extremadamente rota con una mescla de fragmentos fcilmente disgregables, angulosos y redondeados (RQD = ): Las paredes de las discontinuidades: superficies pulidas y estriadas, sus discontinuidades estn abiertas (12 mm) con relleno de arcilla. Se disgrega al golpearlo con la picota y la c = 1 MPa Como clasificara la masa rocosa segn el GSI? Determinar el valor del GSI?Respuesta.- Se clasifica: Triturada y Muy Mala (T/MM). El valor GSI = 10Ejm. Se tiene un proyecto de galera en un macizo rocoso muy fracturado y quebrado, conformado por un conjunto de pobremente trabado de bloques y trozos de roca, angulosos y redondeados. Superficies lisas y alteradas con rellenos arcillosos blandos. Se penetra o marca profundamente con la picota (mas de 5 mm), con el martillo de Smith se determino el ndice de rebote y se estimo c = 5 MPa; otros datos se tiene R = 0.040, s=0, a = 0.6, = 0.3 y Em = 1 000 GPa como clasifica la roca y que valor sera en el GSI? Qu sostenimiento recomendara?Respuesta.- se clasifica: GSI = T/MP T/MM; Valor: GSI = 10.- Sostenimiento: Cimbras metlicas o cuadros de madera.Consideramos una roca que se astilla al golpearlo con la picota. Si sus fracturas estn cerradas (0,1 0,25 mm). La superficie de las discontinuidades muy rugosas e inalteradas. Tiene 02 fracturas por metro lineal. En el laboratorio se determin: c = 260 MPa, = 0.2 y se estimo un RQD = 92 % Cmo clasificara la masa rocosa segn el GSI? Qu sostenimiento recomendara?Respuesta.- GSI = LF/MB.- Sostenimiento: No requiere