UNIVERSIDAD ANDINA

NESTOR CACERES VELASQUEZ

Escuela de Postgrado

MAESTRIA EN INGENIERIA CIVIL

INTRODUCCION Y CONCEPTOS

BASICOS

MG. ALFREDO ALARCON ATAHUACHI

Modulo de Mecnica de rocas

CAPITULO I

INTRODUCCION

1. Generalidades

2. Definiciones

3. Campos de Aplicacin

4. Caractersticas Determinables de las Rocas

5. Clasificacin de las Rocas por su Origen o Gnesis

6. Clasificacin Geolgica o Litolgica

7. Clasificacin Ingenieril

INTRODUCCIN A LA MECNICA DE ROCAS

El estudio de la Mecnica de Rocas, es esencialmente

el estudio de la accin de las fuerzas actuando sobre

los macizos rocosos.

Algunas condiciones importantes, son asociadas con

las rocas sometidas a esfuerzos, las cuales propician la

formacin del fenmeno de fracturamiento causada por

los esfuerzos, deformacin y la formacin de la energa

resultante.

La disciplina Mecnica de Rocas estudia laspropiedades y comportamiento mecnico de la roca,

con el fin de disear y construir con criterios de

ingeniera obras temporales (generalmente

mineras) u obras permanentes (generalmente

civiles), empleando la roca como material

estructural.

El estudio de la mecnica de rocasprincipalmente trata del anlisis de las cargas o

las fuerzas aplicadas a los macizos rocosos y los

efectos internos de estos; los cuales pueden

ocasionar: deformaciones, Fracturas y roturas o

el deslizamiento.

Para el ingeniero geotcnico

Su preocupacin principal esta en la fenomenologa que

influencia la prediccin de las fracturas y los deslizamientos

con algunos cambios en el volumen y las formas de las

rocas.

Entonces, el estudio de la mecnica de rocas abarca:

El anlisis de las cargas o las fuerzas que estn siendoaplicadas a las rocas.

El anlisis de los efectos internos en trminos de losesfuerzos, deformaciones y la energa almacenada.

Finalmente el anlisis de las consecuencias de estos

efectos internos como discontinuidades, diaclasas, fracturas,

fallamiento, deslizamientos o simplemente las

deformaciones de las rocas.

CAMPOS DE APLICACIN DE LA MECNICA DE

ROCAS

Las aplicaciones de la mecnica de rocas a nivel

mundial son :

Diseo de tneles, piques, frontones, cruceros, casasde fuerza para operaciones subterrneas.

Diseo de taludes para minera a tajo abierto,canteras, presas, etc.

Estudio de los procesos de conminucin.

Diseo para trabajos mineros subterrneos,tales como: mtodos de explotacin, Tajeos,

cmaras, pilares, etc.

Sostenimiento para galeras principales,tajeos y otros sistemas de sostenimiento.

Diseo para operaciones por hundimiento,por ejemplo para conseguir el hundimiento

inicial, un eficiente acarreo y evitar los efectos

perjudiciales de la subsidencia.

Diseo para instalaciones de defensa subterrneas,para soportar las ondas de choque producidas por los

disparos primarios. as por ejemplo, los efectos de los

esfuerzos y el movimiento de la deformacin dinmica.

Diseo de cimentaciones para diques, presas,canales.

Diseo de cimentaciones de obras estructurales.

Evaluacin de los daos producidos por estallamientode rocas.

Diseo optimo de las mallas de perforacin y voladuray el tipo y la cantidad de las mezclas explosivas

comerciales a ser usadas.

CARACTERSTICAS IMPORTANTES Y

DETERMINABLES DE LAS ROCAS PARA

OPERACIONES MINERAS Y/O CONSTRUCCIN

De la revisin de las aplicaciones para efectuar

trabajos de ingeniera haciendo uso de la ciencia de la

mecnica de rocas, se mencionan las siguientes

propiedades, que son las mas importantes :

Resistencia compresiva uniaxial de la roca

Esta propiedad indica, si la roca es suficientemente

resistente o dbil con respecto a la aplicacin de

una carga.

Se sabe que hay correlacin entre el modulo de

deformacin de la roca, su esquistosidad y la

resistencia compresiva.

Caractersticas de deformacin antes del

fallamiento de la roca

Esta propiedad indicar si el deslizamiento natural del

material podra estar en el rango esperado y en los

niveles de esfuerzos menores que los que son

requeridos para causar la falla.

En casos extremos estos podran tambin, indicar la

posibilidad del esponjamiento del macizo rocoso.

Las caractersticas del fallamiento de la roca

La naturaleza del fallamiento del material por

ruptura o por deslizamiento tiene una influencia

determinante en el factor de seguridad que es

usado o calculado para ser utilizado en trabajos

de diseo, as como para las precauciones que

deben ser tomadas en cuenta durante las

operaciones.

La densidad, homogeneidad e isotropa de

la formacin

El origen de la formacin de las rocas gobierna con

mayor magnitud, si el macizo rocoso en la naturaleza

es generalmente isotrpico o anisotrpico.

Desde el punto de vista de la mecnica es necesario

conocer que tipo de macizo rocoso existe en la zona

de trabajo.

La continuidad de la roca

La cual puede o no puede causar problemas. Las

propiedades del macizo rocoso son de gran

importancia.

Ya sea que la roca sea dividida en bloques de gran

tamao o en fragmentos pequeos, la continuidad ser

de mayor importancia que las propiedades mismas de

la roca.

Roca en bloque Basalto Roca fracturada

CLASIFICACIN DE LAS ROCAS POR SU ORIGEN

O GNESIS

La clasificacin geolgica de las rocas, de acuerdo a su

origen ha sido el mtodo mas comn de describir a

cualquier tipo de roca.

Es importante examinar este mtodo de clasificacin

desde un punto de vista funcional con respecto a la

ciencia de la mecnica de rocas.

Este sistema de clasificacin es el siguiente:

Rocas Sedimentaras

Esta clasificacin esta definida por el mecanismo de

depositacin de los sedimentos que determinan

finalmente la textura y estructura final.

Tambin se les puede considerar desde el punto de vista

mecnico, qumico y orgnico.

Rocas Sedimentaras

Rocas Sedimentaras

Rocas Sedimentaras

Rocas Sedimentaras

Rocas Sedimentaras

Rocas gneas : cidas, intermedias y bsicas Intrusivas :

Cristalizadas lentamente a altas temperaturas.

Hipabisales : Cristalizadas a profundidades intermedias.

Extrusivas : Cristalizadas en superficie bajo condiciones de

presin atmosfrica.

Rocas gneas

Rocas gneas INTRUSIVAS

Rocas gneas

Rocas gneas

Rocas gneas EXTRUSIVAS

Rocas gneas

Rocas gneas

Rocas Metamrficas

Son productos del metamorfismo, el proceso modifica

la composicin mineralgica y la estructura, por

cambios de presin y temperatura.

Los procesos bsicos son : Grado de Metamorfismo,

Zonas metamrficas, Facies metamrficas.

Rocas Metamrficas

Rocas Metamrficas

Rocas Metamrficas

Rocas Metamrficas

Rocas Metamrficas

CLASIFICACIN GEOLGICA O LITOLGICA

La informacin estructural, que es a menudo

obtenida mediante mapeo geolgico por supuesto

provee informacin muy importante.

Por lo tanto, se debe mencionar que el trabajo

realizado por los ingenieros gelogos para la

determinacin de una clasificacin del macizo rocoso

es muy importante en el modelo geolgico.

Una descripcin mas detallada de la roca, la cual

incluira datos litolgicos, Qumicos, mineralgicos

y petrogrficos, va a contribuir con una informacin

mas detallada para los propsitos de la mecnica

de rocas.

El anlisis petrogrfico y petrolgico, podra incluir

informacin acerca de la textura y origen, lo mismo

que la composicion de los minerales, la cual podra

proveer informacin importante geolgicamente.

Por ejemplo, de una manera indirecta la magnitud de la

resistencia y la naturaleza de las propiedades de

deformacin pueden ser deducidas de este anlisis.

As se tiene, que las micro-fracturas pueden ser

detectadas en los cristales de cuarzo en un granito, las

cuales serian significativas con respecto a la resistencia

del granito.

Sin embargo, este seria un mtodo de alto costo para

obtener tal informacin, cuando pruebas directas de

resistencia podran dar los mismos resultados y a un

costo menor.

CLASIFICACIN INGENIERIL

Creado por Deere (1968) y se basa en la propiedad

ingenieril de la resistencia a la Compresin Uniaxial

CONCEPTOS

GEOMECANICOS

BASICOS.

GRACIAS. GRACIAS.