guia para logueo geomecánico

8/20/2019 Guia Para Logueo Geomecánico

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RESUMEN DE LAS TECNICAS DEL REGISTRO GEOMECANICO

DE TESTIGOS DE PERFORACION

La competencia del macizo rocoso se obtiene a partir de una evaluación de la roca expuesta en el tajo

abierto o en testigos de perforacion. Varios sistemas están disponibles para clasificar un determinado macizo

rocoso basado en propiedades geotécnicas especificas, relacionadas al esfuerzo del material, intensidad de

fracturamiento y condiciones generales del material intacto y de las discontinuidades. Mayormente los

sistemas estan basados en el registro especifico de propiedades geotécnicas de los testigos de roca las

cuales pueden ser usadas para preparar una estimación de la calidad del macizo rocoso y del esfuerzo del

macizo rocoso.

A continuación las propiedades geomecánicas mayormente registradas durante una rutina de registro de

núcleos de perforacion:

1. Tipo de Roca y Dureza ( Esfuerzo)2. Recuperación del Testigo.

3. RQD

4. Frecuencia de fractura

5. Condición de fractura

6. Grado de Rotura o Fracturamiento

7. Grado de intemperización /alteración.

La presente documentación describe una técnica sugerida para el registro geotécnico de los núcleos de

perforación basada en un formato, donde es posible hacer análisis estadístico de los datos del registro de los

núcleos de perforación y la estimación de la calidad y el esfuerzo del macizo rocoso.

Es importante resaltar que los mejores datos de la competencia de los testigos pueden ser colectados por el

inspector de la perforación en el lugar de la perforación antes de que el núcleo se rompa o se pierda

información debido al excesivo manipuleo, cuarteo o resequedad.

Los datos de los diferentes parámetros deben ser tabulados en formatos apropiados (ver figura 1) y

presentados gráficamente por sondajes específicos en secciones geológicas o planos Los parámetros


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A continuación se da una descripción de cada uno de los parámetros a registrar:

1. INFORMACION BASICA DEL SONDAJE

La información básica del sondaje incluye, Número del pozo, Cliente/Proyecto, Ubicación y elevación

del collar, Orientación del pozo, Registrador, Fecha del registro, Diámetro del testigo.

El diámetro del testigo tiene un efecto directo en la calidad de la recuperación del testigo.

Generalmente se reconoce que cuanto mayor es el diámetro de testigo mejor será la recuperación y

mejor será la muestra de las estructuras geológicas. De acuerdo con esto, un registro del diámetro

del testigo es guardado en conjunción con el estudio de la competencia del testigo para considerar

estos aspectos.

2. PROFUNDIDAD DEL SONDAJE Y LONGITUD DE LA CORRIDA

La profundidad final de cada corrida y la longitud de cada corrida se registran en las columnas

apropiadas al lado izquierdo del formato. En cuanto sea posible se prefieren corridas uniformes ( p.e.

5pies, 10pies, 3.05m, etc) para los análisis estadísticos de los testigos. Sin embargo se aprecia que

la longitud de las corridas de los testigos puede variar, particularmente en las zonas de falla o cuando

es un macizo rocoso de mala calidad.

3. LITOLOGIA

El principal tipo de roca para cada corrida se registra usando un código apropiado de tres letras. Si la

litología cambia dentro de una corrida, se deberá anotar el contacto en la columna de comentarios y

la profundidad así como las propiedades geomecánicas de cada tipo de roca deberán ser

registradas en líneas separadas.

4. RECUPERACION DE TESTIGO

La recuperación del testigo se expresa como un porcentaje de la longitud total perforada para cada

corrida la cual es marcada con un taco de madera en cada caja. La recuperación es un indicativo de


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5. INDICE DE CALIDAD DE ROCA (RQD)

El RQD se define como un porcentaje del testigo en cada corrida en la cual el espaciamiento entre

fracturas naturales sea más grande que 10 cm (4 pulg.). El RQD como la Recuperación se basan en

la longitud total perforada dada en cada corrida. El núcleo con esfuerzo a la compresión sin confinar

menor que 5MPa (p.e. Dureza < R2) no debe incluirse en cálculo de RQD (p.e., RQD=0). Las roturas

por transporte deberán ser ignoradas en el calculo del RQD. La figura 1 proporciona una columna

para registrar la longitud del testigo así como el RQD calculado, según mejor le convenga al registrador.

6. FRECUENCIA DE FRACTURAS

El número de fisuras o fracturas en cada corrida se registra para calcular la frecuencia de fracturas.

En rocas sedimentarias, el número de juntas de estratificación y el número de juntas que cruzan

son registradas separadamente. La frecuencia en que la perforadora induce a roturas o fracturas

no naturales, las cuales pueden ser registradas como un índice para fines de evaluación.

7. CONDICION DE FRACTURA

La condición de fractura puede ser registrada usando diferentes técnicas. Para estimar la Valuación

del Macizo Rocoso CSIR (RMR) para ingresarlo dentro de la evaluación del esfuerzo del macizo

rocoso, la condición de fractura presentada por Bieniawski (1989) puede ser seleccionada como se

resume en la Tabla I. Se examina la condición general de las fracturas y se escoge una valuación

entre 0 y 30 para la condición de fracturas en cada corrida. (ver Tabla I)

8. GRADO DE FRACTURAMIENTO

El grado de fracturamiento es una estimación visual, y por lo tanto la estimación de la calidad de la

roca en términos de fractura o rotura es subjetiva. Las categorías generales, los equivalentes

numéricos y las descripciones de calidad están dadas en la Tabla II. La categoría del grado de

fracturamiento se registra en cada corrida usando las categorías (A, A-, A+, etc.) como se resume en

la tabla II y como se muestra en la fotografía ilustrada en la Figura 2.

Si el espaciamiento entre fracturas es igual o menor a 5 cm. poner "-" en la columna JN y un valor de 30 en FREC.


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A – Suelo Residual - La textura original de la roca se encuentra destruida.

B – Completamente intemperizada/alterada – Se observa remanentes de la textura original y

estructuras relicticas de la roca, pero la roca se descompone y es friable.

C – Altamente intemperizada/alterada – La roca está descolorida y la resistencia se reduce

significativamente debido al intemperismo.

D – Moderadamente intemperizada/alterada - La roca se decolora pero la resistencia solo es

afectada débilmente – discontinuidades intemperizadas.

E – Debilmente intemperizada/alterada - La resistencia de la roca no cambia – el intemperismo

solo afecta a las fracturas.

F – Fresca e inalterada - La alteración puede resultar en un incremento en la competencia de la

roca (ej. silicificación).

Cada parámetro puede ir mas allá de su categoría usando + y -, similar a la categoría de Grado de

Fracturamiento. Se aprecia que el intemperismo/alteración es probablemente variable,dependiendo del lugar y las condiciones del terreno. Por lo tanto las aplicaciones de estos

parámetros y su importancia deberá ser determinada para cada lugar y se debe desarrollar una

categorización apropiada para correlacionar con otras propiedades geomecánicas, tales como dureza,

RQD, Grado de Fracturamiento, etc.

10. DUREZA

Un simple esquema para clasificar suelos o rocas de acuerdo con su consistencia o dureza es dado

en la Tabla III. Usando este esquema, una razonable primera estimación del esfuerzo compresivo sin

confinar (qu) del material puede ser dado. Con un mínimo de experiencia se puede establecer en el

campo el rango completo de la clasificación, mediante el uso de los dedos, navaja de bolsillo y una

picota.

La dureza será registrada en la respectiva columna del formato de registros, usando codigos alfa-

numericos de la Tabla III. Una vez que se gana experiencia es posible determinar valores de dureza

cercanos al 0.5, p.e. R1.5, R2.0, R2.5, etc.

Se debe apreciar que los requerimientos para el registro geotécnico pueden variar dependiendo del tipo de


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REFERENCIAS

Bieniawski, Z.T., 1976. “Rock Mass Classification inRock Engineering” Proceding of the Symposium on

Exploration for Rock Engineering, Johannesburg, 1-5 November. Pp. 97-106.


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A. Clasificación de los parámetros y su evaluación

Indice de carga

puntual>10 MPa 4-10 MPa 2-4 MPa 1-2 MPa

1Resistencia a la

compresión uniax.>250 MPa 100-250 MPa 50-100 MPa 25-50 MPa

10-25

Mpa

3-10

Mpa

1-3

Mpa

15 12 7 4 2 1 0

2 90%-100% 75%-90% 50%-75% 25%-50%

20 17 13 8

3 >2 m 0.6 - 2 m 200 - 600 mm 60-200 mm

20 15 10 8

4

Superficies muy

rugosas.

Sin continuidad.

Sin separación.

Paredes de roca dura.

Superficies algo

rugosas.

Separación < 1 mm.

Paredes de roca dura.

Superficies algo

rugosas.

Separación < 1 mm.

Paredes de roca suave.

Superficies pulidas. O

Relleno 5mm O

Fisuras abiertas > 5mm

Fracturas continuas.

PARÁMETROS ESCALAS DE VALORES

(Después de BIENIAWSKI, 1989)

Resistencia

de la roca

inalterada

Para estos rangos

bajos es preferible

usar prueba UCS

Valuación

Calidad del testigo perforado RQD 0.5

Flujo de agua

Valuación 0

Agua

Subterranea


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odifications to R R for mining

Table 4 4: Rock Mass Rating System (After Bieniawski 1989).

A. CLASSIFICATION PARAMETERS AND THEIR RATINGS

Parameter Range of values

Strengthof

Point-load

strength index>10 MPa 4 - 10 MPa 2 - 4 MPa 1 - 2 MPa

For this low range -uniaxial compressivetest is preferred

1 intact rockmaterial

Uniaxial comp.strength

>250 MPa 100 - 250 MPa 50 - 100 MPa 25 - 50 MPa 5 - 25MPa

1 - 5MPa

< 1MPa

Rating 15 12 7 4 2 1 0

Drill core Quality RQD 90% - 100% 75% - 90% 50% - 75% 25% - 50% < 25%

2 Rating 20 17 13 8 3

Spacing of discontinuities > 2 m 0.6 - 2 . m 200 - 600 mm 60 - 200 mm < 60 mm

3 Rating 20 15 10 8 5

4

Condition of discontinuities(See E)

Very rough surfacesNot continuousNo separationUnweathered wallrock

Slightly roughsurfacesSeparation < 1 mmSlightly weatheredwalls

Slightly roughsurfacesSeparation < 1 mmHighly weatheredwalls

Slickensided surfacesor

Gouge < 5 mm thickor

Separation 1-5 mmContinuous

Soft gouge >5 mmthick

or Separation > 5 mmContinuous

Rating 30 25 20 10 0

Inflow per 10 mtunnel length (l/m)

None < 10 10 - 25 25 - 125 > 125

5Ground

water

(Joint water press)/(Major principal σ) 0 < 0.1 0.1, - 0.2 0.2 - 0.5 > 0.5

General conditions Completely dry Damp Wet Dripping Flowing

Rating 15 10 7 4 0

B. RATING ADJUSTMENT FOR DISCONTINUITY ORIENTATIONS (See F)

Strike and dip orientations Very favourable Favourable Fair Unfavourable Very Unfavourable

Tunnels & mines 0 -2 -5 -10 -12

Ratings Foundations 0 -2 -7 -15 -25

Slopes 0 -5 -25 -50

C. ROCK MASS CLASSES DETERMINED FROM TOTAL RATINGS

Rating 100 ← 81 80 ← 61 60 ← 41 40 ← 21 < 21

Class number I II III IV V

Description Very good rock Good rock Fair rock Poor rock Very poor rock

D. MEANING OF ROCK CLASSES

Class number I II III IV V

Average stand-up time 20 yrs for 15 m span 1 year for 10 m span 1 week for 5 m span 10 hrs for 2.5 m span 30 min for 1 m span

Cohesion of rock mass (kPa) > 400 300 - 400 200 - 300 100 - 200 < 100

Friction angle of rock mass (deg) > 45 35 - 45 25 - 35 15 - 25 < 15

E. GUIDELINES FOR CLASSIFICATION OF DISCONTINUITY conditions

Discontinuity length (persistence)

Rating

< 1 m

6

1 - 3 m

4

3 - 10 m

2

10 - 20 m

1

> 20 m

0

Separation (aperture)

Rating

None

6

< 0.1 mm

5

0.1 - 1.0 mm

4

1 - 5 mm

1

> 5 mm

0

Roughness

Rating

Very rough

6

Rough

5

Slightly rough

3

Smooth

1

Slickensided

0

Infilling (gouge)

Rating

None

6

Hard filling < 5 mm

4

Hard filling > 5 mm

2

Soft filling < 5 mm

2

Soft filling > 5 mm

0

Weathering

Ratings

Unweathered

6

Slightly weathered

5

Moderatelyweathered

3

Highly weathered

1

Decomposed

0


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CATEGORIAEQUIVALENT

E NUMERICO

ESPACIAMIENTO

MEDIO DE LAS

FRACTURAS O

DIAMETRO DE LOS

FRAGMENTOS

DESCRIPCION DE LA CALIDAD

A- 1 Mayormente panizo de falla con/sin pocos fragmentos de roca.

A 2


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GRADO2 DESCRIPCION IDENTIFICACION EN EL CAMPO

(MPa) (p.s.i)

S1 Arcilla muy suave El puño penetra varias pulgadas facilmente 70

R0 Roca extremada- Se indenta con la uña 0.25 - 1.0 70 - 145

mente débil

R1 Roca muy débil Se desmorona bajo un simple golpe 1.0 - 5.0 145 - 725

de la punta de la picota, puede

pelarse con una navaja

R2 Roca débil Puede pelarse con dificultad con una 5.0 - 25 725 - 3600

navaja, se indenta superficialmente con

la punta de la picota

R3 Roca mediana- No puede rasguñarse o pelarse con una 25 - 50 3600 - 7250

mente fuerte navaja, el especimen se puede fracturar

con un simple golpe de picota

R4 Roca fuerte El especimen requiere mas de un golpe de 50 - 100 7250 - 14,500

picota para ser fracturado

R5 Roca muy fuerte El especimen requiere muchos golpes de 100 - 250 14,500 - 36,000

picota para ser fracturado

R6 Roca extremada- El especimen sólo es astillado, pelado por la > 250 >36,000

mente fuerte picota

TABLA III

CLASIFICACION DE LA DUREZA EN EL CAMPO1

RANGO APROX. DEL ESFUERZO

COMPRESIVO UNIAXIAL


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PROYECTO : PROYECTO N° : REGISTRADO POR : FECHA :

PERFORACIÓN: NORTE : ESTE : ELEVACIÓN (m) :

ORIENTACIÓN DEL COLLAR RUMBO : BUZAMIENTO : DIAMETRO DEL TESTIGO :

LONG.(m) (%) LONG.(m) (%) JN FREC.

#

C O R R I D A

Nº DEFRACTURAS COND.

DISCONT.PROFUNDIDAD

(m)

LONGITUDDE

AVANCE (m)LITOLOGÍA

RECUPERACIÓN

REGISTRO GEOMECÁNICO DE PERFORACIONES

COMENTARIOSDUREZAALTER./

METEOR.GRADO DE

FRACT.

RQD

Pág. de


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