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  • SISTEMAS DE CALIFICACION Y CLASIFICACION GEOTECNICA DE MACIZOS ROCOSOS METODO DEL INDICE GSI Prof. Antonio Karzulovic

    - GSI.1 -

    Mtodo del ndice GSI En este anexo se describe la forma de calcular el ndice GSI de calidad geotcnica, desarrollado por Hoek (1994). Aqu se presenta la versin ms reciente de este mtodo.

    Referencias: Barton, N.; Lien, R. & Lunde, J. 1974. Engineering classification of rock masses for design of tunnel support, Rock Mechanics, 6(4): 189-236.

    Bieniawski, Z T. 1976. Rock mass classification in rock engineering, EXPLORATION FOR ROCK EN-GINEERING (edited by Z T Bieniawski), Vol 1, pp 97-106. Balkema: Cape Town.

    Bieniawski, Z T. 1989. ENGINEERING ROCK MASS CLASSIFICATIONS, 251 p. Wiley: New York.

    Hoek, E. 1994. Strength of rock and rock masses, ISRM News Journal, 2(2):4-16.

    Hoek, E. 1999. Putting numbers to geology - an engineer's viewpoint, The Second Glossop Lecture, Quarterly Journal of Engineering Geology & Hydrogeology, 32(1): 1-19.

    Hoek, E. 2002. Rock Engineering, course notes available on line at http://www.rocscience.com

    Hoek, E & Brown, E T. 1980. Empirical strength criterion for rock masses, J Geotech Engng Div, ASCE, 106(GT9):1013-1035.

    Hoek, E, Carranza-Torres, C & Corkun, B. 2002. Hoek-Brown Failure Criterion - 2002 Edition, Mining and Tunnelling Innovation and Opportunity, Proc. 5th North Am Rock Mech Symp & 17th Tunn Assn Can Conf, Toronto (eds R Hammah, W Bawden, J Curran and M Telesnicki), Vol 1, pp 267-273. Uni-versity of Toronto Press: Toronto.

    Hoek, E, Kaiser, P K & Bawden, W F. 1995. SUPPORT OF UNDERGROUND EXCAVATIONS IN HARD ROCK, 215 p, Balkema: Rotterdam.

    Hoek, E, Marinos, P & Benissi, M. 1998. Applicability of the geological strength index (GSI) classifica-tion for very weak and sheared rock masses. The case of the Athens Schist formation. Bull Eng Geol Env, 57:151-160.

    Hoek, E, Marinos, P g & Marinos, V P. 2006. Characterization and engineering properties of tectoni-cally undisturbed but lithologically varied sedimentary rocks, under publication, Int J Rock Mech Min Sci.

    Marinos, V, Marinos, P & Hoek, E. 2005. The geological strength index: applications and limitations. Bull Eng Geol Env, 64:55-65.

    Marinos, P & Hoek, E. 2000. GSI: A geologically friendly tool for rock mass strength estimation. Proc. GeoEng2000 Conference (ed M C Erwin), Melbourne, Vol 1, pp 1422-1440, Technomic: Lancaster, Pennsylvania.

    Marinos, P & Hoek, E. 2003. GSI: Una herramienta geolgicamente amigable para estimar la resisten-cia de los macizos rocosos. INGENIERA DEL TERRENO 2 (ed C Lpez Jimeno), pp 77-97, Grficas Arias Montado: Madrid.

    Definiciones: El ndice de resistencia geolgica, GSI, fue desarrollado por Hoek (1994) para subsanar los problemas detectados con el uso del ndice RMR para evaluar la resistencia de macizos rocosos segn el criterio generalizado de Hoek-Brown. Este ndice de calidad geotcnica se determina en base a dos parme-tros que definen la resistencia y la deformabilidad de los macizos rocosos:

  • SISTEMAS DE CALIFICACION Y CLASIFICACION GEOTECNICA DE MACIZOS ROCOSOS METODO DEL INDICE GSI Prof. Antonio Karzulovic

    - GSI.2 -

    RMS es la estructura del macizo rocoso, definida en trminos de su blocosidad y grado de traba-zn.

    JC es la condicin de las estructuras (discontinuidades) presentes en el macizo rocoso.

    La evaluacin del ndice GSI se hace por comparacin del caso que interesa con las condiciones tpi-cas que se muestran en Figura 1 y este ndice puede variar de 0 a 100, lo que permite definir 5 clases de macizos rocosos: y Macizos de calidad Muy Mala (0 GSI 20) y Macizos de calidad Mala (20 < GSI 40) y Macizos de calidad Regular (40 < GSI 60) y Macizos de calidad Buena (60 < GSI 80) y Macizos de calidad Muy Buena (80 < GSI 100). Respecto a la precisin de la calificacin del macizo rocoso mediante el ndice GSI, puede considerar-se lo siguiente: Calidad Muy Buena: 80 GSI < 100 GSI 5 Calidad Buena: 60 GSI < 80 GSI 5 Calidad Regular: 40 GSI < 60 GSI 5 Calidad Mala: 20 GSI < 40 GSI 6 Calidad Muy Mala: 0 GSI < 20 GSI 8 Clculos: La determinacin directa en terreno del ndice GSI no requiere de clculos, ya que el valor de GSI se obtiene directamente de la carta de Figura 1, por comparacin de la situacin in situ con las casos que se muestran en esta carta. Sin embargo, en la prctica este mtodo considera una ventana de ma-peo y no es aplicable al mapeo geotcnico de sondajes, por lo que es necesario utilizar otro sistema de calificacin para el mapeo de sondajes (e.g. el sistema RMR de Bieniawski), y luego transformar los resultados a valores de GSI conforme a los criterios siguientes (Hoek et al, 1995):

    (i) Si se utiliza la versin 1976 del ndice RMR (Bieniawski, 1976), deber suponerse que el macizo rocoso est completamente seco y no deber efectuarse ajuste por orientacin de las estructu-ras. El valor resultante del ndice RMR76 se relaciona con el ndice GSI de la siguiente forma: Si RMR76 18 entonces GSI = RMR76 Si RMR76 < 18 entonces no puede estimarse el valor de GSI (la estimacin es poco confiable)

    (ii) Si se utiliza la versin 1989 del ndice RMR (Bieniawski (1989)), deber suponerse que el maci-zo rocoso est completamente seco y no deber efectuarse ajuste por orientacin de las estruc-turas. El valor resultante del ndice RMR89 se relaciona con el ndice GSI de la siguiente forma: Si RMR89 23 entonces GSI = RMR89 - 5 Si RMR89 < 23 entonces no puede estimarse el valor de GSI (la estimacin es poco confiable)

    (iii) Si se utiliza el ndice Q (Barton et al. (1974)), deber suponerse que el macizo rocoso est com-pletamente seco y la magnitud del estado tensional es moderada, con lo que los parmetros Jw y SRF se hacen iguales a 1.0. El valor resultante del ndice Q se relaciona con el ndice GSI de la siguiente forma:

    44 ln9 ' += QGSI (1) Ntese que el valor mnimo de Q es 0.0208 y que resulta en un GSI de 9, equivalente a una zona de cizalle potente, con relleno de salbanda arcillosa. Sin perjuicio de lo anterior, debe indi-carse que recientemente Hoek et al (2005) sealan que el uso de estas correlaciones no es re-comendable en el caso de macizos heterogneos de rocas dbiles, con valores del ndice GSI menores que 35.

  • SISTEMAS DE CALIFICACION Y CLASIFICACION GEOTECNICA DE MACIZOS ROCOSOS METODO DEL INDICE GSI Prof. Antonio Karzulovic

    - GSI.3 -

    INTACTA o MASIVAProbetas de roca intacta.Macizos masivos o con pocas y muyespaciadas estructuras.

    BLOCOSAMacizos con 3 sets de estructuras, quedefinen bloques cbicos, bien trabadosentre s.

    MUY BLOCOSAMacizos con 4 sets de estructuras, oms, que definen bloques angulosos ytrabados, pero que estn parcialmenteperturbados.

    BLOCOSA VETEADAMacizos plegados y con bloques angu-losos formados por la interseccin demuchas estructuras. Los planos de es-tratificacin y/o esquistosidad son per-sistentes.

    LAMINADA / CIZALLADAMacizo con planos dbiles (cizalle y/oesquistosidad), muy poco espaciadosentre si y que no definen bloques.

    DESINTEGRADAMacizo fuertemente fracturado, con unamezcla de bloques angulosos y redon-deados, pobremente trabados.

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    SESTRUCTURA DEL MACIZO

    INDICE DE RESISTENCIA GEOLOGICAMACIZOS ROCOSOSO FRACTURADOS

    (Marinos & Hoek (2000))Estime el valor tipico de GSI considerando el tipode roca, la estructura del macizo rocoso, y la con-dicin de las discontinuidades.

    NO trate de ser demasiado preciso. De hecho, elconsiderar 33 GSI 37 es ms realista que con-siderar GSI = 35. Note que esta tabla NO es apli-cable a problemas con control estructural. Si hayestructuras desfavorablemente orientadas, ellascontrolarn el comportamiento del macizo rocoso.

    En aquellos casos en que la resistencia al cortede las estructuras podria ser afectada por la hu-medad, deber considerarse la eventual presen-cia de agua. Esto puede hacerse desplazandohacia la derecha el rango estimado para GSI.

    La presin del agua no se considera al evaluar elrango de GSI; ya que la misma se incorpora pos-teriormente en los anlisis geotcnicos, los quese desarrollan considerando esfuerzos efectivos.

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    N/A N/A

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    INTACTA o MASIVAProbetas de roca intacta.Macizos masivos o con pocas y muyespaciadas estructuras.

    BLOCOSAMacizos con 3 sets de estructuras, quedefinen bloques cbicos, bien trabadosentre s.

    MUY BLOCOSAMacizos con 4 sets de estructuras, oms, que definen bloques angulosos ytrabados, pero que estn parcialmenteperturbados.

    BLOCOSA VETEADAMacizos plegados y con bloques angu-losos formados por la interseccin demuchas estructuras. Los planos de es-tratificacin y/o esquistosidad son per-sistentes.

    LAMINADA / CIZALLADAMacizo con planos dbiles (cizalle y/oesquistosidad), muy poco espaciadosentre si y que no definen bloques.

    DESINTEGRADAMacizo fuertemente fracturado, con unamezcla de bloques angulosos y redon-deados, pobremente trabados.

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    INDICE DE RESISTENCIA GEOLOGICAMACIZOS ROCOSOSO FRACTURADOS

    (Marinos & Hoek (2000))Estime el valor tipico de GSI considerando el tipode roca, la estructura del macizo rocoso, y la con-dicin de las discontinuidades.

    NO trate de ser demasiado preciso. De hecho, elconsiderar 33 GSI 37 es ms realista que con-siderar GSI = 35. Note que esta tabla NO es apli-cable a problemas con control estructural. Si hayestructuras desfavorablemente orientadas, ellascontrolarn el comportamiento del macizo rocoso.

    En aquellos casos en que la resistencia al cortede las estructuras podria ser afectada por la hu-medad, deber considerarse la eventual presen-cia de agua. Esto puede hacerse desplazandohacia la derecha el rango estimado para GSI.

    La presin del agua no se considera al evaluar elrango de GSI; ya que la misma se incorpora pos-teriormente en los anlisis geotcnicos, los quese desarrollan considerando esfuerzos efectivos.

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    BLOCOSAMacizos con 3 sets de estructuras, quedefinen bloques cbicos, bien trabadosentre s.

    MUY BLOCOSAMacizos con 4 sets de estructuras, oms, que definen bloques angulosos ytrabados, pero que estn parcialmenteperturbados.

    BLOCOSA VETEADAMacizos plegados y con bloques angu-losos formados por la interseccin demuchas estructuras. Los planos de es-tratificacin y/o esquistosidad son per-sistentes.

    LAMINADA / CIZALLADAMacizo con planos dbiles (cizalle y/oesquistosidad), muy poco espaciadosentre si y que no definen bloques.

    DESINTEGRADAMacizo fuertemente fracturado, con unamezcla de bloques angulosos y redon-deados, pobremente trabados.

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    SESTRUCTURA DEL MACIZO

    INDICE DE RESISTENCIA GEOLOGICAMACIZOS ROCOSOSO FRACTURADOS

    (Marinos & Hoek (2000))Estime el valor tipico de GSI considerando el tipode roca, la estructura del macizo rocoso, y la con-dicin de las discontinuidades.

    NO trate de ser demasiado preciso. De hecho, elconsiderar 33 GSI 37 es ms realista que con-siderar GSI = 35. Note que esta tabla NO es apli-cable a problemas con control estructural. Si hayestructuras desfavorablemente orientadas, ellascontrolarn el comportamiento del macizo rocoso.

    En aquellos casos en que la resistencia al cortede las estructuras podria ser afectada por la hu-medad, deber considerarse la eventual presen-cia de agua. Esto puede hacerse desplazandohacia la derecha el rango estimado para GSI.

    La presin del agua no se considera al evaluar elrango de GSI; ya que la misma se incorpora pos-teriormente en los anlisis geotcnicos, los quese desarrollan considerando esfuerzos efectivos.

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    INTACTA o MASIVAProbetas de roca intacta.Macizos masivos o con pocas y muyespaciadas estructuras.

    BLOCOSAMacizos con 3 sets de estructuras, quedefinen bloques cbicos, bien trabadosentre s.

    MUY BLOCOSAMacizos con 4 sets de estructuras, oms, que definen bloques angulosos ytrabados, pero que estn parcialmenteperturbados.

    BLOCOSA VETEADAMacizos plegados y con bloques angu-losos formados por la interseccin demuchas estructuras. Los planos de es-tratificacin y/o esquistosidad son per-sistentes.

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    INTACTA o MASIVAProbetas de roca intacta.Macizos masivos o con pocas y muyespaciadas estructuras.

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    MUY BLOCOSAMacizos con 4 sets de estructuras, oms, que definen bloques angulosos ytrabados, pero que estn parcialmenteperturbados.

    BLOCOSA VETEADAMacizos plegados y con bloques angu-losos formados por la interseccin demuchas estructuras. Los planos de es-tratificacin y/o esquistosidad son per-sistentes.

    LAMINADA / CIZALLADAMacizo con planos dbiles (cizalle y/oesquistosidad), muy poco espaciadosentre si y que no definen bloques.

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    INDICE DE RESISTENCIA GEOLOGICAMACIZOS ROCOSOSO FRACTURADOS

    (Marinos & Hoek (2000))Estime el valor tipico de GSI considerando el tipode roca, la estructura del macizo rocoso, y la con-dicin de las discontinuidades.

    NO trate de ser demasiado preciso. De hecho, elconsiderar 33 GSI 37 es ms realista que con-siderar GSI = 35. Note que esta tabla NO es apli-cable a problemas con control estructural. Si hayestructuras desfavorablemente orientadas, ellascontrolarn el comportamiento del macizo rocoso.

    En aquellos casos en que la resistencia al cortede las estructuras podria ser afectada por la hu-medad, deber considerarse la eventual presen-cia de agua. Esto puede hacerse desplazandohacia la derecha el rango estimado para GSI.

    La presin del agua no se considera al evaluar elrango de GSI; ya que la misma se incorpora pos-teriormente en los anlisis geotcnicos, los quese desarrollan considerando esfuerzos efectivos. C

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    ESTRUCTURA DEL MACIZO

    INDICE DE RESISTENCIA GEOLOGICAMACIZOS ROCOSOSO FRACTURADOS

    (Marinos & Hoek (2000))Estime el valor tipico de GSI considerando el tipode roca, la estructura del macizo rocoso, y la con-dicin de las discontinuidades.

    NO trate de ser demasiado preciso. De hecho, elconsiderar 33 GSI 37 es ms realista que con-siderar GSI = 35. Note que esta tabla NO es apli-cable a problemas con control estructural. Si hayestructuras desfavorablemente orientadas, ellascontrolarn el comportamiento del macizo rocoso.

    En aquellos casos en que la resistencia al cortede las estructuras podria ser afectada por la hu-medad, deber considerarse la eventual presen-cia de agua. Esto puede hacerse desplazandohacia la derecha el rango estimado para GSI.

    La presin del agua no se considera al evaluar elrango de GSI; ya que la misma se incorpora pos-teriormente en los anlisis geotcnicos, los quese desarrollan considerando esfuerzos efectivos.

    DIS

    MIN

    UYE

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    DISMINUYE LA CALIDADDISMINUYE LA CALIDAD

    9090

    8080

    7070

    6060

    5050 4040

    3030

    2020

    1010

    N/A N/A

    N/A N/A

    Figura 1: Carta para evaluar el ndice de resistencia geolgica en macizos rocosos fracturados (tomada de Marinos & Hoek, 2000).

  • SISTEMAS DE CALIFICACION Y CLASIFICACION GEOTECNICA DE MACIZOS ROCOSOS METODO DEL INDICE GSI Prof. Antonio Karzulovic

    - GSI.4 -

    Comentarios Finales: Respecto al uso del ndice GSI para caracterizar geotcnicamente el macizo rocoso, es conveniente indicar lo siguiente:

    (a) A diferencia de otros ndices de calidad geotcnica, el ndice de resistencia geolgica se desarro-ll especficamente para evaluar el efecto de escala en la resistencia al corte del macizo rocoso, definida segn el criterio de Hoek-Brown.

    (b) No es aplicable en aquellos casos en que el comportamiento del macizo rocoso presenta un claro control estructural (desgraciadamente esto es frecuentemente ignorado en la prctica, lo que se puede traducir en una sobre-valoracin de la resistencia del macizo rocoso).

    (c) No considera la resistencia en compresin uniaxial de la roca intacta, ya que al evaluar la resis-tencia del macizo se incluyen los parmetros que definen el criterio de Hoek-Brown (si se incluye-ra se contara dos veces). No considera el espaciamiento entre estructuras, ya que ste est im-plcitamente incluido al evaluar la blocosidad del macizo rocoso (a mayor espaciamiento el macizo es ms masivo y a menor espaciamiento es de mayor blocosidad). No considera la condicin de aguas porque el criterio de Hoek-Brown se define en trminos de esfuerzos efectivos (si se inclu-yera se contara dos veces).

    (d) Debe definirse como un rango y no como un valor nico. En la prctica es usual definir un rango de unos 10 a 20 puntos (o sea una de las cajas en Figura 1).

    (e) En casos especiales, como macizos rocosos heterogneos, puede ser necesario desarrollar una versin especial de la tabla de calificacin del ndice GSI. Un ejemplo de esto se muestra en Figu-ra 2, donde se presenta una tabla desarrollada por Marinos & Hoek (2000) para el caso de maci-zos heterogneos estratificados.

    H. Esquistos limosos o arcillosos, defor-mados tectnicamente, con una estruc-tura catica y bolsones de arcilla. Estra-tos delgados de arenisca quebrados enpequeos bloques de roca.

    G. Esquistos limosos oarcillosos no perturba-

    cos, con o sin intercala-ciones de estratos del-gados de arenisca.

    F. Esquistos limosos o arcillosos, defor-mados tectnicamente, muy plegados yCizallados, con estratos de arenisca de-formados y quebrados, definiendo unaestructura casi catica.

    C, D, E y G: Pueden estar ms o menosplegados que lo indicado, pero esto no al-tera su resistencia. Si presentan deforma-cin tectnica, fallamientos y prdidas decontinuidad, cambie estas categoras a Fy H.

    B. Areniscacon lentesdelgados delimolita.

    C. Areniscay limonita,en estratosde similarpotencia.

    D. Limolitaso esquistoslimosos conestratos dearenisca.

    E. Limolitasdbiles o es-quistos arci-llosos conestratos dearenisca.

    A. Estratos gruesos de arenisca de mucha blocosidad. El efecto de posibles ptinas pelti-cas en los planos de estratificacin se ve minimizado por el confinamiento del macizo ro-coso; sin embargo, en tneles poco profundos y/o taludes, estos planos de estratificacinpueden generar inestabilidades controladas estructuralemente.

    70

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    CO

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    )INDICE DE RESISTENCIA GEOLOGICAMACIZOS ROCOSOSO ESTRATIFICADOS HETEROGENEOS

    (Marinos & Hoek (2000))

    En base a una descripcin de la litologa, la estructura del macizo y la condicin de las estructuras(especialmente los planos de estratificacin), seleccione una zona en la tabla. Ubique en esa zonala posicin correpondiente a la condicin de las estructuras y estime el valor medio de GSI. NO tra-te de ser demasiado preciso. De hecho, el considerar 33 GSI 37 es ms realista que suponerGSI = 35. Note que esta tabla NO es aplicable a problemas con control estructural. Si hay estruc-turas desfavorablemente orientadas ellas controlarn el comportamiento del macizo rocoso. En a-quellos casos en que la resistencia al corte de las estructuras podria ser afectada por la humedad,deber considerarse la eventual presencia de agua. Esto puede hacerse desplazando hacia la de-recha el rango estimado para GSI para condiciones regular, mala o muy mala de las estructuras.La presin del agua no se considera al evaluar el GSI (anlisis en esfuerzos efectivos).

    COMPOSICION Y ESTRUCTURA DEL MACIZO ROCOSO MU

    Y B

    UEN

    AM

    uyru

    gosa

    s, s

    uper

    ficie

    s fre

    scas

    o no

    Met

    eoriz

    adas

    .

    BU

    ENA

    Rug

    osas

    , sup

    erfic

    ies

    algo

    met

    eoriz

    adas

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    REG

    ULA

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    sas,

    sup

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    erad

    amen

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    oriz

    adas

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    das.

    MA

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    as, o

    casi

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    ptin

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    o re

    lleno

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    ento

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    MU

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    arc

    illa

    blan

    da.

    G H

    A

    B, C, D, E

    F

    Indica deformacin por tectonismo.

    H. Esquistos limosos o arcillosos, defor-mados tectnicamente, con una estruc-tura catica y bolsones de arcilla. Estra-tos delgados de arenisca quebrados enpequeos bloques de roca.

    G. Esquistos limosos oarcillosos no perturba-

    cos, con o sin intercala-ciones de estratos del-gados de arenisca.

    F. Esquistos limosos o arcillosos, defor-mados tectnicamente, muy plegados yCizallados, con estratos de arenisca de-formados y quebrados, definiendo unaestructura casi catica.

    C, D, E y G: Pueden estar ms o menosplegados que lo indicado, pero esto no al-tera su resistencia. Si presentan deforma-cin tectnica, fallamientos y prdidas decontinuidad, cambie estas categoras a Fy H.

    B. Areniscacon lentesdelgados delimolita.

    C. Areniscay limonita,en estratosde similarpotencia.

    D. Limolitaso esquistoslimosos conestratos dearenisca.

    E. Limolitasdbiles o es-quistos arci-llosos conestratos dearenisca.

    A. Estratos gruesos de arenisca de mucha blocosidad. El efecto de posibles ptinas pelti-cas en los planos de estratificacin se ve minimizado por el confinamiento del macizo ro-coso; sin embargo, en tneles poco profundos y/o taludes, estos planos de estratificacinpueden generar inestabilidades controladas estructuralemente.

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    )INDICE DE RESISTENCIA GEOLOGICAMACIZOS ROCOSOSO ESTRATIFICADOS HETEROGENEOS

    (Marinos & Hoek (2000))

    En base a una descripcin de la litologa, la estructura del macizo y la condicin de las estructuras(especialmente los planos de estratificacin), seleccione una zona en la tabla. Ubique en esa zonala posicin correpondiente a la condicin de las estructuras y estime el valor medio de GSI. NO tra-te de ser demasiado preciso. De hecho, el considerar 33 GSI 37 es ms realista que suponerGSI = 35. Note que esta tabla NO es aplicable a problemas con control estructural. Si hay estruc-turas desfavorablemente orientadas ellas controlarn el comportamiento del macizo rocoso. En a-quellos casos en que la resistencia al corte de las estructuras podria ser afectada por la humedad,deber considerarse la eventual presencia de agua. Esto puede hacerse desplazando hacia la de-recha el rango estimado para GSI para condiciones regular, mala o muy mala de las estructuras.La presin del agua no se considera al evaluar el GSI (anlisis en esfuerzos efectivos).

    COMPOSICION Y ESTRUCTURA DEL MACIZO ROCOSO

    H. Esquistos limosos o arcillosos, defor-mados tectnicamente, con una estruc-tura catica y bolsones de arcilla. Estra-tos delgados de arenisca quebrados enpequeos bloques de roca.

    G. Esquistos limosos oarcillosos no perturba-

    cos, con o sin intercala-ciones de estratos del-gados de arenisca.

    F. Esquistos limosos o arcillosos, defor-mados tectnicamente, muy plegados yCizallados, con estratos de arenisca de-formados y quebrados, definiendo unaestructura casi catica.

    C, D, E y G: Pueden estar ms o menosplegados que lo indicado, pero esto no al-tera su resistencia. Si presentan deforma-cin tectnica, fallamientos y prdidas decontinuidad, cambie estas categoras a Fy H.

    B. Areniscacon lentesdelgados delimolita.

    C. Areniscay limonita,en estratosde similarpotencia.

    D. Limolitaso esquistoslimosos conestratos dearenisca.

    E. Limolitasdbiles o es-quistos arci-llosos conestratos dearenisca.

    A. Estratos gruesos de arenisca de mucha blocosidad. El efecto de posibles ptinas pelti-cas en los planos de estratificacin se ve minimizado por el confinamiento del macizo ro-coso; sin embargo, en tneles poco profundos y/o taludes, estos planos de estratificacinpueden generar inestabilidades controladas estructuralemente.

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    N/A N/A

    H. Esquistos limosos o arcillosos, defor-mados tectnicamente, con una estruc-tura catica y bolsones de arcilla. Estra-tos delgados de arenisca quebrados enpequeos bloques de roca.

    G. Esquistos limosos oarcillosos no perturba-

    cos, con o sin intercala-ciones de estratos del-gados de arenisca.

    F. Esquistos limosos o arcillosos, defor-mados tectnicamente, muy plegados yCizallados, con estratos de arenisca de-formados y quebrados, definiendo unaestructura casi catica.

    C, D, E y G: Pueden estar ms o menosplegados que lo indicado, pero esto no al-tera su resistencia. Si presentan deforma-cin tectnica, fallamientos y prdidas decontinuidad, cambie estas categoras a Fy H.

    B. Areniscacon lentesdelgados delimolita.

    C. Areniscay limonita,en estratosde similarpotencia.

    D. Limolitaso esquistoslimosos conestratos dearenisca.

    E. Limolitasdbiles o es-quistos arci-llosos conestratos dearenisca.

    A. Estratos gruesos de arenisca de mucha blocosidad. El efecto de posibles ptinas pelti-cas en los planos de estratificacin se ve minimizado por el confinamiento del macizo ro-coso; sin embargo, en tneles poco profundos y/o taludes, estos planos de estratificacinpueden generar inestabilidades controladas estructuralemente.

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    H. Esquistos limosos o arcillosos, defor-mados tectnicamente, con una estruc-tura catica y bolsones de arcilla. Estra-tos delgados de arenisca quebrados enpequeos bloques de roca.

    G. Esquistos limosos oarcillosos no perturba-

    cos, con o sin intercala-ciones de estratos del-gados de arenisca.

    F. Esquistos limosos o arcillosos, defor-mados tectnicamente, muy plegados yCizallados, con estratos de arenisca de-formados y quebrados, definiendo unaestructura casi catica.

    C, D, E y G: Pueden estar ms o menosplegados que lo indicado, pero esto no al-tera su resistencia. Si presentan deforma-cin tectnica, fallamientos y prdidas decontinuidad, cambie estas categoras a Fy H.

    B. Areniscacon lentesdelgados delimolita.

    C. Areniscay limonita,en estratosde similarpotencia.

    D. Limolitaso esquistoslimosos conestratos dearenisca.

    E. Limolitasdbiles o es-quistos arci-llosos conestratos dearenisca.

    A. Estratos gruesos de arenisca de mucha blocosidad. El efecto de posibles ptinas pelti-cas en los planos de estratificacin se ve minimizado por el confinamiento del macizo ro-coso; sin embargo, en tneles poco profundos y/o taludes, estos planos de estratificacinpueden generar inestabilidades controladas estructuralemente.

    H. Esquistos limosos o arcillosos, defor-mados tectnicamente, con una estruc-tura catica y bolsones de arcilla. Estra-tos delgados de arenisca quebrados enpequeos bloques de roca.

    G. Esquistos limosos oarcillosos no perturba-

    cos, con o sin intercala-ciones de estratos del-gados de arenisca.

    F. Esquistos limosos o arcillosos, defor-mados tectnicamente, muy plegados yCizallados, con estratos de arenisca de-formados y quebrados, definiendo unaestructura casi catica.

    C, D, E y G: Pueden estar ms o menosplegados que lo indicado, pero esto no al-tera su resistencia. Si presentan deforma-cin tectnica, fallamientos y prdidas decontinuidad, cambie estas categoras a Fy H.

    B. Areniscacon lentesdelgados delimolita.

    C. Areniscay limonita,en estratosde similarpotencia.

    D. Limolitaso esquistoslimosos conestratos dearenisca.

    E. Limolitasdbiles o es-quistos arci-llosos conestratos dearenisca.

    A. Estratos gruesos de arenisca de mucha blocosidad. El efecto de posibles ptinas pelti-cas en los planos de estratificacin se ve minimizado por el confinamiento del macizo ro-coso; sin embargo, en tneles poco profundos y/o taludes, estos planos de estratificacinpueden generar inestabilidades controladas estructuralemente.

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    1010

    2020

    30304040

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    )INDICE DE RESISTENCIA GEOLOGICAMACIZOS ROCOSOSO ESTRATIFICADOS HETEROGENEOS

    (Marinos & Hoek (2000))

    En base a una descripcin de la litologa, la estructura del macizo y la condicin de las estructuras(especialmente los planos de estratificacin), seleccione una zona en la tabla. Ubique en esa zonala posicin correpondiente a la condicin de las estructuras y estime el valor medio de GSI. NO tra-te de ser demasiado preciso. De hecho, el considerar 33 GSI 37 es ms realista que suponerGSI = 35. Note que esta tabla NO es aplicable a problemas con control estructural. Si hay estruc-turas desfavorablemente orientadas ellas controlarn el comportamiento del macizo rocoso. En a-quellos casos en que la resistencia al corte de las estructuras podria ser afectada por la humedad,deber considerarse la eventual presencia de agua. Esto puede hacerse desplazando hacia la de-recha el rango estimado para GSI para condiciones regular, mala o muy mala de las estructuras.La presin del agua no se considera al evaluar el GSI (anlisis en esfuerzos efectivos).

    COMPOSICION Y ESTRUCTURA DEL MACIZO ROCOSO MU

    Y B

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    MU

    Y M

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    B, C, D, E

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    Indica deformacin por tectonismo. Figura 2: Carta para evaluar el ndice de resistencia geolgica en macizos rocosos estratificados y hete-rogneos (Marinos & Hoek, 2000).

  • SISTEMAS DE CALIFICACION Y CLASIFICACION GEOTECNICA DE MACIZOS ROCOSOS METODO DEL INDICE GSI Prof. Antonio Karzulovic

    - GSI.5 -

    (f) Una evaluacin del ndice GSI en base al mapeo de afloramientos de roca en superficie, usual-mente afectados por desconfinamiento e intemperizacin, no necesariamente es vlida en profun-didad debido a que el macizo rocoso estar confinado y no afectado por la intemperizacin.

    (g) El efecto de la meteorizacin es desplazar el ndice GSI hacia la derecha en la carta de Figura 1. Si la meteorizacin ha afectado la roca intacta es necesario que los ensayos de laboratorio se ejecuten sobre probetas de roca meteorizada y representativa de la condicin in situ del macizo rocoso. Por otra parte, si la meteorizacin es tan intensa que las estructuras tienden a desapare-cer el ndice GSI ya no es aplicable y el macizo rocoso deber tratarse como un suelo residual.

    (h) En el caso de macizos rocosos daados por tronadura y/o por desconfinamiento (cual el caso de los taludes de minas a rajo abierto), debe tenerse especial cuidado al evaluar el GSI ya que podra contarse dos veces el efecto del dao por tronadura, al incluir el parmetro D propuesto por Hoek et al (2002) para cuantificar este dao al evaluar la resistencia al corte del macizo rocoso.

    (i) En el caso de macizos masivos de roca blanda el ndice GSI no es aplicable, ya que en este caso la resistencia del macizo puede evaluarse en base a los resultados de ensayos de laboratorio (con las consideraciones pertinentes respecto resistencia de largo plazo y eventuales efectos tipo de-formacin a carga constante).

    (j) En el caso de roca dura a gran profundidad (eg ms de 1000 m), la estructura del macizo rocoso suele ser masiva y su comportamiento se asemeja al de la roca intacta, por lo que el ndice GSI se aproxima a 100 y deja de tener sentido su uso para escalar la resistencia del macizo rocoso. En este caso es frecuente que la ruptura del macizo est asociada a la fractura frgil de la roca y la propagacin de grietas que, al interactuar, generan los tpicos lajamientos en las cajas de exca-vaciones subterrneas en roca dura.

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