Articulo Bieniawski

7/26/2019 Articulo Bieniawski

1/35

CARACTERIZACINGEOTCNICADELTERRENO

Madrid,29dejuniode2011

ERRORES EN LA APLICACIN DE LASCLASIFICACIONES GEOMECNICAS

Y SU CORRECCIN

Prof. Richard Z. Bieniawski von Preinl

Bieniawski Design Enterprises, USA


2/35

CARACTERIZACINGEOTCNICADELTERRENO

2

ERRORES EN LA APLICACIN DE LAS CLASIFICACIONESGEOMECNICAS

Y SU CORRECCIN

Richard Z. Bieniawski von Preinl,DrHon.C (Madrid), DrHon.C (Cracovia)

Bieniawski Design Enterprises, USA

Lo que nos crea problemas no son las cosas que no conocemos;sino las que creemos conocer con certeza.

Presidente Dwight Eisenhower

La cita que reproduzco arriba es muy apropiada para el tema de nuestraJornada por su importancia en muchos campos, incluida la ingeniera, donde las

creencias errneas son una plaga para la humanidad que genera prdidas de vidasy recursos a gran escala. Recientemente se produjeron errores en la polticaexterior en 2003, cuando se bas la guerra de Irak en informaciones errneasaceptadas como seguras por los lderes de Norteamrica, Reino Unido yEspaa, o en la crisis financiera de 2008 cuando los expertos en bolsa saban conseguridad cmo controlar la burbuja bancaria hasta que explot. Entremedias se han producido desastres en la ingeniera, como colapsos de minas decarbn en Norteamrica, y otros en Chile y China, que fueron provocados porhacer lo que siempre se haba hecho de manera segura. Posteriormente en

todos los casos se realizaron grandes esfuerzos para corregir los errores, pero laprdida de vidas, o el dinero malgastado y los minerales no recuperados soninjustificables.

De hecho, el ltimo nmero de Tunnels & Tunnelling International(Febrero de 2011) enumera no menos de 41 grandes roturas de tneles. El estudiode estos casos, dos de ellos acaecidos en Espaa, muestra que ms del 85% se

produjeron por condiciones geotcnicas inesperadas y errores interpretativos.


3/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

3

Esta situacin me hizo reflexionar sobre nuestra disciplina, tneles en

rocas, y sobre mi propia especialidad, diseo y caracterizacin de macizos rocosos,cuando me pidieron dar un discurso inaugural en Polonia hace diez meses conmotivo de recibir la distincin de Doctor Honoris Causa por la UniversidadPolitcnica de Cracovia, Polonia. De inmediato record el discurso que di en estaciudad cuando me otorgaron, lo que tambin fue un gran honor para m, mi primer

Doctor Honoris Causapor la distinguida Universidad Politcnica de Madrid en elao 2001. Hay un lapso de una dcada entre estos dos discursos que trataban, enambos casos, sobre la caracterizacin y clasificacin de macizos rocosos, aspectosque deben comprenderse bien y evitar los errores, pues proporcionan los datos

iniciales a los modelos numricos, cada vez ms sofisticados y complejos. Puestoque la estimacin realista de las propiedades mecnicas de los macizos rocosos,

principalmente su resistencia y deformabilidad, es la esencia de la ingeniera derocas, lament entonces que cuando los datos iniciales resultan errneos (como lainteligencia militar o la arrogancia financiera), los resultados que proporcionan sontambin errneos.

Se dice que errar es humano(Alexander Pope, 1688-1744) y que Loscientficos e ingenieros aprenden de sus errores (Henry Petroski, 1991) pero

llega un momento en que debemos revisar nuestros errores y efectuar lascorrecciones necesarias para evitarlos en el futuro.

Por mi parte, he recopilado una cantidad significativa de material quedemuestra que los mitos(o errores de concepto) todava persisten cuando se usanlas clasificaciones geomecnicas y me gustara ofrecer algunas soluciones queemergieron a lo largo de los 10 aos que pasaron entre mis dos Doctor HonorisCausa y que siguen desarrollndose.

Mientras hay soluciones, se sigue esperando respuestas para ponerlas en

marcha, a pesar de muchos proyectos hechos, de muchas publicaciones y un sin finde reuniones en oficinas de distintas compaas.


4/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

4

MITOS frecuentes en las Clasificaciones Geomecnicas

Dado el tiempo limitado del que dispongo, he elegido los CINCO errores deconcepto ms evidentes que aparecen con frecuencia en la ingeniera geomecnica.

MITO N1: LOS TNELES PUEDEN DISEARSE USANDO BIEN LASCLASIFICACIONES GEOMECNICAS,BIEN LOS MODELOS NUMRICOS, O BIEN APARTIR DE LOS DATOS DE LA INSTRUMENTACIN.

No es cierto. Hacerlo as es un grave error.

Este mito se refiere al diseo de tneles en general, que implica tres formasde aproximarse al problema que deberan ir de la mano para formar parte de unnico proceso de diseo de ingeniera, como por ejemplo la Metodologa deBieniawski (1992), Figura 1.

Figura 1.-Metodologa de Diseo y principios de la Ingeniera de Rocas (Bieniawski 1992)

Es primordial evitar elegir un nico mtodo de diseo, justificndolo conno tenamos el tiempo y el dinero para afrontar la aproximacin correcta. Lostres mtodos sealados son: el emprico (por ejemplo la clasificacin RMRo laQ), el analtico (por ejemplo, las soluciones concretas que se obtienen en losmodelos numricos de ordenador), y el observacional (por ejemplo, lasmediciones que se realizan durante la construccin o el Nuevo Mtodo Austriaco

NMA).


5/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

5

La razn por la que deberan utilizarse los tres mtodos en el Proyecto deun tnel es que cada uno tiene sus virtudes y juega un papel determinado. De estaforma, las clasificaciones geomecnicas empricas RMR o Q representan un grannmero de experiencias prcticas sobre casos histricos y proporcionan un criteriotcnico veraz y actual. En cuanto al mtodo terico, los criterios analticos deresistencia y deformabilidad del macizo rocoso son fundamentales, puesto queincluyen una relacin entre la resistencia del macizo rocoso y los esfuerzosexistentes en vistas a la determinacin de factores de seguridad. Y en cuanto almtodo observacional, las medidas de convergencia y deformaciones durante laconstruccin resultan imprescindibles para comparar las predicciones con elcomportamiento real, permitiendo as revisar las hiptesis y estimacionesasumidas en el diseo.

Es asombroso ver cmo en muchas publicaciones se han escritoargumentos en contra de las clasificaciones geomecnicas como mtodo exclusivo

para el diseo de tneles, y sin embargo nunca pretend esta exclusividad cuandodesarroll el ndice RMR hace 38 aos! Siempre he enfatizado que lasclasificaciones geomecnicas deben usarse en conjunto con los otros dos mtodosde aproximacin. Por el mismo argumento estas no deben desestimarse en el

proceso de diseo pues juegan un papel crucial en la caracterizacin de macizosrocosos, que es servir de puente entre las descripciones geolgicas cualitativas y

los datos cuantitativos que se requieren en la ingeniera.Por ltimo, una advertencia! Cuando hablamos sobre los mtodos

empricos y considerando como ejemplo las clasificaciones geomecnicas, debetenerse en cuenta que estas clasificaciones no son iguales; Se desarrollaron paradistintos propsitos y a partir de distintas bases de datos! En esencia el RMRy laQ estn sin duda en la misma categora de evaluar la calidad del macizo rocosocon el propsito de construir tneles y proporcionar datos para el proyecto y laconstruccin. En consecuencia, se complementan y correlacionan entre s(Barton y Bieniawski, 2007). El ndice de resistencia geolgica GSI es diferentede estos dos; no tiene otro uso que el de proporcionar datos al criterio de Hoek-Brown (Hoek et al, 1995) siendo un ndice de caracterizacin de macizos rocosos.La clasificacin NMAdifiere tambin del RMR y la Q; forma parte de un mtodoobservacional de construir tneles que no se propone caracterizar geotcnicamenteel terreno pero que proporciona unas bases objetivas para calcular el coste de lostneles y las velocidades de avance (Galler, 2010), es decir, establecer clases deexcavacin a efectos de compensaciones contractuales.

Debido a los malentendidos que existen sobre la historia y la aplicabilidad

del RMR(1989) y del GSI(1995), los apartados siguientes tratarn estos aspectoscon algo de detalle, mientras que el NMA, que no pretende caracterizargeotcnicamente el terreno, queda fuera del alcance de esta Jornada.


6/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

6

MITO N2: PARA MACIZOS ROCOSOS DE MUY MALA CALIDAD,NO ES APLICABLELA CATEGORA INFERIOR DE LA CLASIFICACIN RMR.

No es cierto, son ideas equivocadas sobre los hechos. Los hechos son que elRMR continua usndose con xito incluso para rocas de muy mala calidad,Clase 5 con RMR


7/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

7

Sin embargo, existan en la literatura grficas para la valoracin de losparmetros, preparadas para facilitar los anlisis con ordenadores (Figura 2),quemuestran claramente que las curvas comienzan en cero. Por lo tanto, el macizo

rocoso de peor calidad tiene un valor de RMR=0, que significa que en tal caso setrata de un suelo y no de una roca.

Este malentendido surgi cuando Hoek et al. (1995), actuando de buena fepara tratar con macizos rocosos de muy mala calidad, present un ejemplo dondeen la aplicacin del RMR se asuman condiciones secas en el macizo y unaorientacin de las discontinuidades muy favorable para un macizo rocoso de muymala calidad con resistencia insignificante c. En tal caso, y segn la Tabla 1, el

mnimo valor de RMRque se tom errneamente fue de 8 (3+5) concluyendo queel ndice RMR no funcionaba para macizos rocoso de muy mala calidad. Parasuperar estas supuestas limitaciones se introdujo el Geological Strength Index(GSI).

Figura 2a.-Grficas para la valoracin del RMR y RQD (Bieniawski 1989)


8/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

8

Figura 2b.-Grficas para la valoracin del RMR en macizos rocosos (Bieniawski 1989)

Adems, se especulaba que en esas condiciones, con RMR>20, puesto que era

ms fcil realizar una aproximacin descriptiva mediante el GSI que unacuantitativa mediante el RMR, donde hay que medir los parmetros que locomponen. En este proceso se obtuvieron resultados inexactos que fueron tomadoscomo fiables al introducirlos en sofisticados anlisis por ordenador.

De hecho, cuando el GSIse introdujo en 1995, las herramientas geolgicasno estaban tan avanzadas como lo estn hoy y su lema no intente ser precisocondujo a estimaciones rpidas. Los que desarrollaron el GSIsealaron que es unndicedecaracterizacinde los macizos rocosos y no pretende sustituir a sistemas

declasificacindel tipo del RMRo el Q pero esto se pasa por alto, incluso a dade hoy. Hay que tener en cuenta que la nica funcin que se le exigi al GSIfue la


9/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

9

de estimar la resistencia del macizo rocoso utilizando el criterio de Hoek-Brown,especficamente para macizos rocosos de muy mala calidad.

Figura 3.-Correlacin entre el RQD y el Espaciado (Bieniawski 1983)

Otro error fue afirmar que el parmetro RQD, utilizado para determinar el

RMR, es muy difcil de obtener en macizos rocosos de muy mala calidad, ya quepuede aproximarse a cero. De hecho, este aspecto fue estudiado en 1989 ypublicado en varios artculos que sealaban que el RQD se utiliz originariamentetanto en la clasificacin RMR como en la Q porque contaba con la ventaja dehaberse determinado en un gran nmero de casos histricos. Este parmetroequivala en cierta forma al espaciado de las discontinuidades puesto que existancorrelaciones entre el RQD y el espaciado, (Figura 3), que condujeron al conceptode densidad de discontinuidades introducido en el RMRen 1989. La unin deestos dos parmetros en este nico concepto permiti usarlos de manera

aventajada en dos situaciones: la primera durante la campaa de sondeos ensuperficie, donde se utilizaba el RQD como parmetro principal para determinar ladensidad de discontinuidades, puesto que no haba acceso al frente del tnel paramedir espaciados de discontinuidades. Y la segunda, cuando en el interior de untnel se tena acceso al frente pero no se contaba con sondeos, donde el RQD

podra ignorarse y utilizar el espaciamiento de las discontinuidades para obtener elvalor de la densidad a partir de la Figura 3. Queda claro entonces, que lasclasificaciones cuantitativas RMRy Q son iguales o ms adecuadas para macizosrocosos de muy mala calidad que el ndice cualitativo GSI.


10/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

10

Por ltimo, una prueba de la aplicabilidad de la clasificacin RMR paraevaluar los macizos rocosos de muy mala calidad se obtiene de la observacin delos numerosos casos histricos de la Figura 4,donde se muestra una correlacinentre el RMRy el Qpublicada en un ao tan temprano como 1976. En la grficase observa una notable dispersin de resultados. Por lo tanto, en un proyectodeterminado deben emplearse ambas clasificaciones para comprobar que esaplicable la correlacin:

RMR = 9 ln Q + 44

(la misma correlacin figura tambin en la literatura comoRMR = 9 logeQ + 44).Esta expresin no resulta vlida cuando se utiliza el GSIen lugar delRMR.

Figura 4.-Correlacin entre RMR y Q (Bieniawski 1976)


11/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

11

MITO N 3: EL CRITERIO DE HOEK-BROWN Y EL CRITERIO DE MOHR-COULOMBSON LOS NICOSPARA ESTIMAR LA RESISTENCIA DE LOS MACIZOS ROCOSOS YEL

FACTOR DE

SEGURIDAD

.No es cierto, el criterio de Mohr-Coulomb, que se remonta a 1773 (!),

sirve para bastantes cosas, en particular para el anlisis de la estabilidad detaludes, pero existen otros criterios de resistencia de pico - igualmenteefectivos -por ejemplo, el criterio de Yudhbir-Bieniawski (1983) que se utilizapara cotejar los resultados del criterio de Hoek-Brown (Edelbro et al, 2006).

Si bien el criterio de Hoek-Brown es ms conocido y frecuentemente usadoen los clculos con ordenador, el criterio de Yudhbir (1983), basado en Bieniawski

(1974), merece tenerse en cuenta para comprobar las estimaciones de la resistenciadel macizo rocoso, lo que resulta necesario, pues este valor es muy difcil medirlodirectamente. Estos dos criterios se incluyen en la Tabla 2.

TABLA 2.-Los criterios de rotura usados actualmente

Criterio de rotura delmacizo rocoso

Parmetros y definiciones

Generalizada por Hoek-Brown(2002)

a

C

bC sm

++=

''' 331

=

D

GSImm ib 1428

100exp

=D

GSIs

39100exp

( )3/2015/6

1

2

1 += eea GSI

mi: constante de la roca intactami=f (tipo de roca)

p.ej: arenisca mi= 12-17mb : valor minorado de laconstante mi

s y a: constantes del macizorocoso

D: Factor de perturbacin

Modificado por Yudhbir-Bieniawski(2011)

75.0

31001

+= C

RMR

cBA

20100

=RMR

eA

A:constante del macizo rocosoA = f (calidad del macizo)p.ej: A=1 para roca intacta

B: constante de la roca intacta

B =f (tipo de roca)p.ej. areniscaB= 4.0

Si se quiere aplicar el criterio de Hoek-Brown es necesario conocer elRMRo el GSIy la constante de la roca mi. Ntese que las ecuaciones originales(1988) para determinar los parmetros mb (definido como m en 1980) y s delcriterio de Hoek-Brown, se basaban en el RMR (despus de Priest e Brown,1983), y muchos ingenieros an las consideran las ms apropiadas. Con

posterioridad (Hoek et al., 1995) estas ecuaciones se modificaron al sustituirse elRMRpor el GSI, pero manteniendo las mismas expresiones. El criterio originalinclua tambin un trmino exponencial donde la potencia a tomaba el valor de


12/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

12

0,5, en lugar de la compleja y variable expresin usada en la actualidad (queproporciona un valor mximo para ade 0,666).

Ms recientemente, Malkowski (2010) estudi detalladamente estosaspectos. Determin cmo el valor del GSI afecta a las constantes empricasmby

s, as como a la resistencia del macizo rocoso M. Como se muestra en la Tabla 3,los clculos de Malkowski demuestran que una variacin de 5 puntos en el GSI,de 35 a 40, conlleva dramticos incrementos en los siguientes valores: un 37% en

M, un 20% en el valor del parmetromby un 33% en el mdulo de deformacinEM, mientras que el parmetrosse incrementa en un 85%!

TABLA 3.- Parmetrosmbys, resistencia My mdulo de deformacinEM

para diferentes valores deGSI con c= 50 MPa ym i= 10 e D (despus de Malkowski , 2010)

GSI mb s M (MPa) EM(GPa)

35 0,981 0,0007 1,204 2,982

40 1,173 0,0013 1,654 3,976

45 1,403 0,0022 2,241 5,303

50 1,677 0,0039 3,011 7,071

55 2,005 0,0067 4,022 9,429

60 2,367 0,0117 5,350 12,574

65 2,865 0,0205 7,099 16,768

70 3,425 0,0357 9,401 22,361

En los clculos anteriores, se necesita tambin la constante emprica de la

roca mipara obtener la constante mbdel criterio Hoek-Brown (como se observa enla Tabla 2).

El valor real de la constante de la roca mi depende de varios factores ypuede variar considerablemente para una roca dada segn las tablas publicadas porHoek y Brown en 1995. Posteriormente se puso a disposicin del pblico el

programa RocLab (www.rocscience.com) que proporciona estimaciones de mi.Adicionalmente muchos investigadores realizaron ensayos triaxiales sobre la rocaintacta, pero la eleccin del valor de mi contina siendo bastante subjetiva. Muy

recientemente, Kwasniewski realiz 625 ensayos triaxiales (Malkowski, 2010)sobre 75 tipos de rocas y 46 tipos de carbn de varias partes del mundo y concluyque las desviaciones estndar resultaban demasiado grandes, que si bien haba


13/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

13

cierta convergencia en el rango de los valorespara algunas rocas, la dispersin delos valores arrojaba dudas sobre lafiabilidad en las aplicaciones prcticas, yrecomend revisar y cotejar los resultados.

Debido a las incertidumbres para cuantificar el GSIya sealadas, y dada laimportancia del criterio de Hoek-Brown, una prctica frecuente en Europa esdeterminar en primer lugar el RMRy convertirlo en el GSI utilizando la expresinGSI = RMR 5, como recomendaba Hoek et al. (1995). Pero, como se mostranteriormente, esta ecuacin solo es vlida para macizos rocosos de muy malacalidad.

Tambin de forma bastante reciente, Brown (2008) reevalo el criterio de

Hoek-Brown al proporcionar una revisin de sus usos, abusos y limitaciones,aclarando que el criterio se cre para su uso en la estimacin aproximada de lasresistencias de pico de los macizos rocosos en estudios preliminaresde proyectosde ingeniera de rocas que incluyeran excavaciones subterrneas, el autor sealtres aspectos que requeran de especiales precauciones, que son los siguientes:

(1) el criterio no debera utilizarse en los casos donde aparecen solo una o dosfamilias de discontinuidades;

(2)existe un lmite en el rango de valores del GSI para el que se puede aplicar el

criterio con confianza: debe tenerse cuidado cuando se trata con roturas frgiles en rocasresistentes y masivas con valores de GSI por encima de 75, y del mismo modo, debetenerse un especial cuidado con losbajos valores de GSI, por debajo de 30, y casos con

baja c, as como tambin con las rocas heterogneas tectonizadas. La estimacin de losvalores del GSI en tales casos es una labor para especialistas experimentados porque elcriterio de Hoek-Brown puede no ser de aplicacin en rocas muy blandas con

c < 15 MPa donde el parmetro a puede superar su valor mximo de 0,666 yaproximarse a uno, valor que normalmente se asigna a los suelos;

(3)El factor de perturbacin Dest sujeto a errores significativos si se aplica a la

totalidad del macizo rocoso en lugar de nicamente a una zona perturbada de unos pocosmetros.

Por consiguiente, parece necesario comprobar y cotejar los resultadosproporcionados por elcriterio de Hoek-Brown. Esto puede lograrse con el apoyodelcriterio deYudhbir-Bieniawski, como se sealaba en un estudio de Edelbro atal. (2006) que comparaba todos los criterios disponibles con valores medidos(Tabla 5).

El factor de perturbacin D introducido en el ndice GSI no es necesario cuando se usa el sistema RMR, pues unfactor Abde ajuste ms fcil forma parte del procedimiento del RMR para caracterizar la calidad de la voladura.


14/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

14

El criterio de Yudhbir-Bieniawski tiene la forma dada en la Tabla 2. Laconstante A tambin puede obtenerse de A=exp(0.042RMR-4.167).La constanteBse obtiene a partir de ensayos triaxiales sobre los litotipos rocosos,representndose en la Figura 5(Bieniawski, 1974).

La constante adopta aqu un valor de = 0.75 pero hay excepciones paraalgunas rocas, por ejemplo, el carbn de Pittsburgh parece estar mejorcaracterizado con = 0.65 y con B = 4.4.

Figura 5.-Esfuerzos en la rotura a compresin triaxial para distintas rocas(Bieniawski 1974)


15/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

15

TABLA 5.-Resistencia del macizo rocoso Mestimada por los criterios de Hoek-Brown y de

Yudhbir-Bieniawski comparada con los resultados de ensayos reales a gran escala(segn Edelbro et al, 2006)

Laisval Case,M = 19.8MPa +/-1.4MPa,C = 180 MPa RMR= 47 +/- 18

Criterio M (MPa) min (MPa) max (MPa)

Hoek-Brown-RMR (1980) 34,5 12,0 74

Hoek-Brown-GSI (2002) 15,0 2,5 50

Yudhbir-Bieniawski 16,3 4,2 53Sheorey-RMR (1989) 37,0 15,5 81

Edelbro et al (2006) concluyeron del anterior estudio que los criterios deHoek-Brown y de Yudhbir-Bieniawski proporcionan coincidencia razonable conlas medidas de resistencia y son (a pesar del amplio rango entre los valores

mnimos y mximos) los mejores candidatos para estimar la resistencia de forma

realista, siempre que se sea cuidadoso en la eleccin de los valores de cada uno

de los parmetros en cada mtodo. No obstante, la concordancia con laresistencia medida fue relativamente escasa, lo que implica que no puedenesperarse estimaciones precisas con ninguno de los criterios.

Para finalizar, todos los criterios anteriores asumen que los macizosrocosos son homogneos e istropos, y como sealan los propios autores nodeben usarse para analizar macizos rocosos anistropos o con marcado controlestructural. Adems, y como seal Brown (2008), hasta que se desarrolle unametodologa fundamentada en la evaluacin explcita de los factores que influyen

en las propiedades mecnicas de los macizos rocosos, los criterios empricossiguen siendo la nica alternativa. Por lo tanto, creo firmemente que es muyimportante comprobar y cotejar siempre los resultados, y no depender de un nicomtodo.


16/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

16

MITO N4:LA MEJOR FORMA DE ESTIMAR EL MDULO DE DEFORMACIN ES APARTIR DE CUALQUIERA DE LAS CORRELACIONES QUE SE ENCUENTRAN EN LA

LITERATURA DE LA MECNICA DE ROCAS

.No es cierto, unas correlaciones estn mejor sustentadas que otras, y algunascorrelaciones deben evitarse si no se confirman con ensayos in situ. Pero hayuna gran diferencia entre determinar y estimar la deformabilidad delmacizo rocoso: determinar es muy deseable; estimar se hace en ausencia dedatos in situ fiables y para diseos preliminares.

Este mito se refiere al mdulo de deformacin del macizo, imprescindibleen el diseo de obras subterrneas para determinar deformaciones y

desplazamientos en un tnel sometido a la presin litosttica y a esfuerzosinducidos. Este dato puede obtenerse a partir de ensayos in situ, tales comoensayos de placa de carga o gato plano a gran escala, ensayos muy fiables peromuy caros y de larga duracin, por lo que rara vez se usan hoy en da salvo encasos muy especiales (almacenamiento subterrneo de residuos nucleares). Escierto que este valor puede obtenerse a partir de una clasificacin geomecnica quese haya probado adecuada para este propsito. De hecho, el sistema RMR fue elque primero propuso (en 1978) una correlacin directa entre la calidad del macizorocoso y el mdulo de deformacin de campo EM, como se muestra en la

Figura 6, en lugar de usar la relacin entre el mdulo de elasticidad de laboratorioEC y EM. La correlacin se bas en numerosos ensayos in situ a gran escalacuidadosamente supervisados y analizados, constituyendo los datos obtenidos la

base de estudios posteriores.

Figura 6.-Correlacin entre el RMR y el modulo de deformacin del macizo rocosoEM(Palmstrm y Singh 2001)


17/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

17

Algunos de esos estudios fueron muy tiles, por ejemplo, aumentando lavalidez de la correlacin original a los macizos rocosos de inferior calidad(Serafim and Pereira, 1983); otros no fueron tan provechosos ya que introdujeroninnecesariamente otra variable, la resistencia a compresin simple de la rocaintacta c, que slo aadi la incertidumbre inherente a los procedimientos de losensayos de laboratorio. Adems, el asunto se complic al utilizar el ndicecualitativo GSIen lugar de las correlaciones cuantitativas y apoyadas en ensayosde campo basadas en el RMR, compuesto por parmetros medibles, y por tanto

preferibles para su uso en la ingeniera a las estimaciones descriptivas. Elargumento de que los datos cualitativos son mas sencillos y baratos de obtener esclaramente errneo, ya que se trata de un paso atrs al aadir ms empirismo a unenfoque ya de por s emprico. No obstante, algunos proyectistas y planificadoresaceptan este razonamiento de miras tan limitadas. Por lo tanto la ecuacinreproducida a continuacin, que incluye la resistencia a compresin simple c,debera evitarse. Adems, puesto que el ndice GSI tiene la nica funcin de

proporcionar datos al criterio de Hoek-Brown, su papel para la determinacin delmdulo de deformacin es secundario y debera recurrirse al RMRpara ser muchoms preciso. Por ejemplo, el factor de perturbacin D introducido en el ndice GSIresulta innecesario cuando se utiliza el sistema RMR, puesto que existe un factorfcilmente ajustable Abpara evaluar la calidad de la voladura que forma parte delos procedimientos del RMR

Obsrvese que la sustitucin del GSIpor el RMRen la segunda ecuaciny en la Figura 6 es incorrecta puesto que no hay equivalencia entre la clasificacinRMRy el ndice GSI, excepto para rocas de una calidad excepcionalmente mala,como se ha demostrado en apartados anteriores.

En resumen, se recomiendan las ecuaciones incluidas en la Figura 6paralos dos rangos de RMR, puesto que son las que mejor se ajustan a los datosexperimentales y poseen un enfoque realista, apoyndose adems en los trabajosde Palmstrm y Singh, 2001. Usar los dos rangos de RMR tiene la ventaja de queel mdulo NO se sobreestima en el rango superior de valores ni se subestima en elrango inferior. Esto resulta ms realista que usar una ecuacin sigmoidal.

Si se dispone de datos de laboratorio del mdulo de elasticidad de la rocaintacta, estos podran incluirse en la expresin para determinar el mdulo dedeformacin del macizo, porque los procedimientos para obtener los mdulos en ellaboratorio estn mejor estandarizados que los de las determinaciones de laresistencia cen el laboratorio.

De esta forma, para estimar el modulo de deformacin se pueden utilizar laexpresin de Galera et al(2005):


18/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

18

EM(GPa) = EL 36100RMR

e

donde EL es el modulo de deformacin de la roca intacta, determinado enlaboratorio.

Galera (2007) tambin obtuvo una til expresin que incluye tanto elmdulo del macizo rocoso EMcomo la resistencia del macizo rocoso M, que es:

EM/ EL= { M/ C }2/3

donde ELyC son los valores del mdulo y la resistencia a compresinuniaxial respectivamente determinados en el laboratorio.

La expresin anterior tiene el mrito de resultar til como comprobacin,ya que est de acuerdo con un antiguo concepto propuesto por Deere y Miller en1966: la representacin de la relacin esfuerzo-deformacin mediante el modulusratio (MR), que se muestra en la Figura 7, que propona que ante la ausencia dedatos, ELpoda obtenerse a partir de la relacin:

EL= MRC.Palmstrm y Singh (2001), as como Hoek y Diederichs (2006),

actualizaron los valores de MR para distintas rocas.


19/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

19

Figura 7.-El concepto de Modulus Ratio (MR): una representacin de la relacinesfuerzo-deformacin para roca intacta y macizos rocosos (Deere y Miller 1966)

Mas recientemente. Vn y Vsrhelui (2010) propusieron dos expresionessimilares:

EM/ EL= M/ C = 22100RMR

e y EM/ M =MR e2(RMR100)

100

donde MR es el modulus ratio representativo de una roca en concretosegn las tablas de Palmstrm y Singh (2001), por ejemplo para areniscas;

MR = 257 (C=109 MPa, EL=28 GPa).Como es obvio, las expresiones anteriores todava no se han comprobado

con datos experimentales, y las correlaciones empricas no deberan reemplazar a


20/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

20

los ensayos in situ en los diseos definitivos. Sin duda alguna, la prctica actual deprescindir de los ensayos in situ, incluso en los grandes proyectos, es lamentable,ponindose en peligro con demasiada frecuencia la seguridad del proyecto con laexcusa del escaso plazo y del limitado presupuesto.

MITO N5: ES SUFICIENTE CON BASARSE EN EJEMPLOS ESTUDIADOS YDESARROLLADOS EN EL CAMPO DE LA INGENIERA CIVIL DE TNELES.

Una gran equivocacin! Hay una gran cantidad de valiosa informacin queobtener de nuestros primos los ingenieros de minas, para aplicarla a laingeniera civil.

Tanto los ingenieros civiles como los de minas tienen gran tradicin ysuficientes logros en su haber en el diseo y construccin de tneles de obrasciviles y galeras mineras, cavernas y chimeneas. Sin embargo, llama la atencin laescasa interaccin entre las dos disciplinas, y esto es particularmente evidente enlo que se refiere a las clasificaciones del macizo rocoso. Como estoy involucradoen ambos campos y me he esforzado durante aos en integrar en mis proyectos aequipos de ingenieros civiles, ingenieros de minas y gelogos, estoy convencidode que se pierden excelentes oportunidades por no intercambiar ideas. Porejemplo, las aplicaciones del RMR a las explotaciones mineras por hundimientoen rocas resistentes de Chile y Australia, el denominado RMR minero, o a lasgaleras de carbn norteamericanas en representacin de la minera en rocas

blandas, el denominado Valor del techo de las minas de carbn (Coal Roof MineRating), proporcionaron grandes avances en el diseo de los sostenimientos deexcavaciones subterrneas con grandes vanos y en la estabilidad de los pilares decarbn o roca, incluyendo los efectos de la presin litosttica y los esfuerzosinducidos por la minera (Figuras 8 y 9).


21/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

21

Figura 8.-RMR y Factores de ajuste (Bieniawski 1989)

Figura 9.-Esquema de la clasificacin RMR para aplicaciones mineras(Kendorski et al. 1983)

El diseo de los pilares es un rea especfica en la que los ingenierosciviles pueden beneficiarse de las investigaciones y experiencias de sus colegasmineros. Se trata del dimensionamiento de los pilares de roca teniendo en cuenta el


22/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

22

efecto de su forma y la resistencia del macizo rocoso, M. La conocida ecuacinpara este propsito (Bieniawski, 1984), muy utilizada en la minera de los Estados

Unidos, es:

pilar= M[ 0.64 + 0.36 w/h ]

Donde:pilar resistencia global del pilar, MPa.

M resistencia unitaria in situ del macizo rocoso (1m3), MPa(Figura 10a)

w anchura del pilar, m.h altura del pilar, m.

La resistencia a compresin uniaxial del macizo rocosos, Mse determina partir del criterio de Kalamaras-Bieniawski de 1995 (Figuras 10a), que estambin muy til para proyectos de ingeniera civil concernientes a tneles ycmaras subterrneas.

Figura 10a.- Un criterio de rotura para macizos rocoso en funcin del RMR(Kalamaras y Bieniawski 1995).(Los datos experimentales de esta figura proceden de losensayos in siturecopilados por Aydan y Dalgic (1998) en Japn).


23/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

23

Figura 10b.- La correlacin directa en funcin del RMR (Aydan y Dalgic (1998))

SOLUCIONES

Las clasificaciones geomecnicas RMR y Q, se desarrollaron de formaindependiente en 1973 y 1974 con el propsito comn de cuantificar

preliminarmente las caractersticas del macizo rocoso en base a descripcionesgeolgicascualitativas. Siempre se ha destacado la importancia de un minucioso

reconocimiento geolgico. Adems, se seal en repetidas ocasiones que estossistemas de clasificacin no eran "libros de cocina", sino que deban emplearse

con el propsito para el que fueron desarrollados: formar parte del proceso dediseo de los proyectos de ingeniera. Este proceso es reiterativo cuando se aplicaa las obras subterrneas, donde el reconocimiento detallado del terreno debeactualizarse da a da.

En la poca en la que se desarrollaron las clasificaciones RMR y Q losgelogos trabajaban a menudo en equipos distintos que los ingenieros, lo queconllevaba a potenciales malentendidos sobre lo que el proyecto requera. Dehecho, la llegada de nuestras clasificaciones geomecnicas parece haber

proporcionado la oportunidad de combinar los esfuerzos de ingenieros y gelogospara actuar como un solo equipo, que cubra las necesidades de procedimientosclaros en la ingeniera bsica de tneles y los requerimientos de informacingeolgica cuantitativa y cuidadosamente seleccionada. Como se muestra en la


24/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

24

Tabla 6, esto propici el desarrollo de muchas variantes en la clasificacin paradiferentes fines, tales como los tneles, la minera, la estabilidad de taludes y lascimentaciones de presas.

mbito de aplicacin de las clasificaciones RMR y Q.

Las clasificaciones RMR y Q son especialmente adecuadas en laplanificacin del proyecto de un tnel, donde es necesaria una valoracinpreliminar del sostenimiento ms adecuado basndose en la testificacin desondeos, en la cartografa geolgica y en los estudios de ssmica de refraccin.Durante la construccin su aplicacin es ms esencial si cabe, ya que la idoneidadde los sostenimientos se comprueba da a da. Las razones para esto son las

siguientes:

1) El RMR y el Q surgieron, y se actualizaron especficamente, para laestimacin del sostenimiento de los tneles. Ms tarde se utilizaron para evaluarlas propiedades del macizo rocoso, como el mdulo de deformacin, para lainterpretacin de velocidades ssmicas, y como complemento en el anlisis de losdatos de auscultacin durante la construccin a travs de las relaciones entreconvergencia, calidad del macizo rocoso y dimensiones del tnel.

2) Estimar las propiedades del macizo rocoso para incluirlas en los modelosnumricos ha demostrado ser una alternativa competitiva a los costosos ycomplejos ensayos in situ, que se basan en una serie de hiptesis interpretativas delos datos. Resulta significativo que los ensayos de placa de carga, el gato plano agran escala y las clulas de presin rara vez se utilicen en la actualidad, debido asu coste y a las dudas sobre el comportamiento de la zona perturbada en laexcavacin.

Las clasificaciones RMRy Qproporcionan estimaciones realistas para los

modelos y, a travs de las mediciones ssmicas y su interpretacin, pueden ayudara conocer las caractersticas de la zona perturbada.

3) Una adecuada auscultacin y el registro de una o ambas clasificacionesgeomecnicas durante la construccin del tnel es fundamental para cuantificar lascondiciones existentes en el macizo rocoso y seleccionar el tipo de sostenimientoms adecuado, resultando tambin tiles si aparecen controversias contractuales,

peritajes y modificaciones del proyecto.


25/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

25

TABLA 6.- Principales clasificaciones geomecnicas en la Ingeniera

NOMBRE CREADOR Y FECHA PAS DE ORIGEN APLICACIONES

1. Carga en rocas Terzaghi, 1946 Estados UnidosTneles con sostenimiento deacero

2. Tiempo de autoestabilidad Lauffer, 1958 Austria Tneles

3. Nuevo mtodo austriaco deconstruccin de tneles (NATM)

Pacher, Rabcewicz, 1964 Austria Tneles

4. Rock QualityDesignation (RQD) Deere et al., 1967 Estados Unidos Testigos de sondeos, tneles

5. Rock Structure Rating

(RSR) conceptoWickham et al., 1972 Estados Unidos Tneles

6.Rock Mass Rating

(RMR) sistema

Bieniawski, 1973

Modificado en 1989Sudfrica y EstadosUnidos

Tneles, minas, taludes ycimentaciones

Weaver, 1975 Sudfrica Ripabilidad

Laubscher, 1976 Sudfrica Minera en rocas duras

Olivier, 1979 Sudfrica Resistencia a la meteorizacin

Ghose y Raju, 1981 India Minera del carbn

Moreno Tallon, 1982 Espaa Tneles

Kendorski y Cummings, 1983 Estados Unidos Minera en rocas duras

Nakao et al., 1983 Japn Tneles

Serafim y Pereira, 1983 Brasil Cimentaciones

Gonzalez de Vallejo, 1983 Espaa Tneles

nal, 1983 Estados UnidosMinera del carbn con clavesbulonadas

Romana, 1985 Espaa Estabilidad de taludes

Newman, 1985 Estados Unidos Minas de carbon

Sandbak, 1985 Estados Unidos Perforabilidad

Smith, 1986 Estados Unidos Facilidad para el dragado

Venkateswarlu, 1986 India Minera del carbn (CMRS)

Robertson, 1988 Canad Estabilidad de taludes

Thiel, 1985 Polonia Flysch de los Crpatos

nal, 1996 Turqua Rocas blandas, carbn

Extensiones al sistema RMR

Pakalnis et al., 2007 Canad Minera en rocas blandas

7. Sistema Q Barton et al., 1974 Noruega Tneles, cavernas

Kirsten, 1982 Sudfrica Excavabilidad

Kirsten, 1983 Sudfrica TnelesExtensiones al sistema Q

Barton, 2000 Noruega, Brasil Tneles con TBM

8. Resistencia-tamao Franklin, 1975 Canad Tneles

9. Clasificacin unificada Williamson, 1984 Estados Unidos General, comunicaciones

10. Coal Mine Roof Rating(CMRR)

Molinda y Mark, 1994 Estados Unidos Minas de Carbn

11. Geological Strength Index(GSI)

Hoek et al., 1995 CanadCaracterizacin de macizosrocosos

12. Rock Mass index (RMi) Palmstrm, 1995 Noruega Ingeniera de rocas13. Deutsche Steinkohle Witthaus, 2006 Alemania Minas de carbn

14. Rock Mass Excavability (RME) Bieniawski et al., 2007 Espaa Tneles con TBM


26/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

26

4) La tecnologa ha cambiado mucho en los 38 aos que han pasado desdeque se desarroll la clasificacin RMR, por lo que deben revisarse los mtodos yelementos de sostenimiento. En consecuencia de vez en cuando se realizanimportantes actualizaciones, como la sustitucin del mallazo por las fibras.

5) El RMR y el Q resultan ser eficaces tanto en macizos de muy malacalidad como en macizos de muy buen calidad, y es incorrecto afirmar quemtodos descriptivos alternativos podran ser preferibles en macizos rocosos demala calidad. De igual forma que las tcnicas de la ingeniera geolgica mejorancon el avance de la tecnologa, nuestros sistemas cuantitativos de clasificacinsiempre sern preferibles a cualquier evaluacin cualitativade tipo descriptivo.

6) Tanto el Qcomo el RMRconstituyen la base de los nuevos mtodos deprevisin de avance de tuneladoras, en forma del QTBM y del RME, que hangenerado tanto partidarios como detractores, lo que era de esperar en unaespecialidad tan dinmica como la nuestra.

7)Para finalizar, puesto que las clasificaciones geomecnicas forman partede una aproximacin emprica, se debera ser cuidadoso, puesto que las solucionesque se obtienen, que son estimadas, no son un comodn ante la complejidad que

pretendan una precisin superior a lo que significa una aproximacin emprica.

Barton (2007) puso un ejemplo relativo a la formulacin de Hoek-Brown mostradaen la Tabla 7 y que se basa en el GSI; llamando a esta: frmulasextraordinariamente complejas (a la izquierda) creadas para proporcionar datos aalgunos modelos continuos recientes, en los que no es posible tener en cuenta lainfluencia de variaciones locales en la calidad de la roca sobre la resistencia delmacizo rocoso, la deformacin, ngulo de friccin y cohesin, cuando laformulacin requiere de software ms que de estimaciones para su resolucin.

Quizs como resultado de las presiones presupuestarias y de plazo, ha

habido una clara tendencia a usar cdigos continuos apropiados, que ofrecen unaparticularmente buena representacin grfica de los resultados. Tambin estndisponibles sencillos programas para manejar las complejas ecuaciones de laTabla 7, de forma que un usuario medio necesita nicamente un conocimientolimitado de los principios de la mecnica de rocas para usar estos cdigos conxito. Como resultado, el informe de un consultor podra contener nada ms quedistribuciones de esfuerzos y patrones de deformacin coloreados, peroRepresentan todos estos colores algo real? Qu aproximacin continua se harealizado? La realidad es que usar correctamente cdigos sofisticados, con datos

iniciales realistas, requiere a la vez experiencia y tiempo, y por lo tanto tambinpresupuesto. Irnicamente, los datos iniciales requeridos para algunos modeloscontinuos parecen ser ahora considerablemente ms complejos que los datosrequeridos para los cdigosdiscontinuos, como se sugiere en la Tabla 7.


27/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

27

TABLA 7.- Las extraordinariamente complejas frmulas (a la izquierda) requeridas en losmodelos continuos en comparacin (a la derecha) con sus expresiones equivalentes(modificado de Barton 2007)

donde: ( )3/2015/6

1

2

1 += eea GSI

Adems de todo lo anterior, la pretendida precisin de las expresiones de laizquierda de la Tabla 7 carece de sentido cuando, en cualquier caso, losfactores de

seguridad (tambin conocidos como factores de ignorancia!) forman parte deldiseo de un tnel. Ellos nos protegen de los errores, de las grandes desviacionesestndar, y nos permiten plantear supuestos con un considerable margen de

seguridad, con factores entorno a 1,5 en tneles, 2.0 en grandes cavernas, y 3.0 ymas en grandes presas!


28/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

28

"Los Diez Mandamientos"para usar las clasificaciones RMR y Q

Para evitar la confusin, me gustara enumerar los diez mandamientospara un uso correcto de las dos principales clasificaciones geomecnicas (Barton yBieniawski, 2008).

I. Asegrate de que los parmetros de la clasificacin son cuantitativos(estn medidos no solo descritos), adecuados, provienen de ensayos normalizados,

pertenecen a cada regin estructural geolgica, se basan en sondeos, galeras deexploracin y cartografa geolgica de superficie, adems de en ssmica derefraccin que permita interpolar entre el inevitablemente escaso nmero desondeos.

II.Sigue los procedimientos establecidos para clasificar los macizos rocososcon el RMR y el Q, y determina los rangos de variacin tpicos y los valoresmedios.

III. Utiliza las dos clasificaciones y comprueba los valores obtenidos conlas correlaciones publicadas entre Bieniawski (1976) y Barton (2008).

IV.Estima las propiedades del macizo rocoso, en particular el mdulo del

macizo (para su uso en modelos numricos), ver Figura 6, y el tiempo deautoestabilidad, segn la Figura 11.No olvides incluir un ajuste para los tnelesconstruidos con TBM, como se muestra en la Figura 12.

Figura 11.- La duracin los tneles construidos por la perforacin y voladura, en funcinde RMR (Bieniawski, 1989). Cuadrados de color negro representan los casos de minera.


29/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

29

Figura 12.- Correlacin entre las calificaciones de RMR de perforacin y excavacinexplosin y un ajuste por tneles excavados TBM (Alber, 1993).

V. Estima las necesidades preliminares de sostenimiento (Figura 12),

aplicando las dos correlaciones en la seleccin.


30/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

30

Figura 13.- Grfica para la seleccin del sostenimiento de un tnel a partir de lasclasificaciones geomecnicas RMR y Q (modificado de Barton y Bieniawski 2008)

VI. Utiliza la modelizacin numrica, obteniendo factores de seguridad, ycomprueba que se dispone de suficiente informacin. Usar por lo menos doscriterios de comparacin y cotejar los resultatos proporcionados por el criterio deHoek-Brown.

VII.Si no se dispone de informacin suficiente, admite que el mtodo dediseo iterativo requiere de una exploracin geolgica ms intensiva y de nuevosensayos, por ejemplo medidas del estado tensional si fuera necesario.

VIII.Ten en cuenta el proceso constructivo, y en el caso de los estudios deviabilidad de las tuneladoras, estima las velocidades de avance usando el QTBMyel ndice de Excavabilidad de macizos rocososRME.


31/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

31

IX. Asegrate de que toda la informacin sobre la caracterizacin delmacizo rocoso est incluida en un Informe Geotcnico para Especificationes delDiseo que trate sobre la metodologa de diseo, las hiptesis y estimacionesasumidas y las desviaciones estndar de los datos.

X. Realiza los levantamientos del RMR y el Q a medida que avance laconstruccin, de manera que puedan compararse las condiciones previstas con lasreales con objeto de verificar el diseo o realizar las modificaciones oportunas.

Naturalmente, no es necesario resaltar que deben incluirse ensayos delaboratorio que estn de acuerdo con la normativa y cuenten con un presupuestoadecuado. Los ingenieros y los gelogos deberan trabajar en equipo y

comunicarse regularmente entre ellos y con el cliente.

CONCLUSIONES

Los errores en la caracterizacin de macizos rocosos, en general, y en el usode las clasificaciones geomecnicas y los criterios de resistencia y deformacin, en

particular, requieren de una atencin especial, como ciertamente lo demuestran losnumerosos casos recientes de roturas de tneles.

En cuanto a los criterios de resistencia, esta presentacin no se manifiesta encontra del ndice Geolgico de Resistencia GSI o el criterio de Hoek-Brown, queson mtodos tiles si se utilizan correctamente. Simplemente uno debe serconsciente de sus limitaciones y ser cuidadoso con las estimaciones realizadas con

programas comerciales, que pueden ser errneas. As que les recomiendo quesiempre cotejen con cuidado los resultados de varios mtodos alternativos.

El objetivo de esta presentacin ha sido el de estimular el dilogo sobre los

aspectos ms relevantes de este tema, resaltar las soluciones de las que disponenlos ingenieros y gelogos, e instar a actuar de forma adecuada en la planificacin yel diseo de los proyectos, as como en la construccin, recomendndose revisar ycotejar las hiptesis asumidas y la metodologa aplicada.


32/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

32

Referencias

Aydan, O, and Dalgic, S, 1998. Prediction of deformation behavior of 3-lanes Bolu tunnelsthrough squeezing rocks of North Anatolian fault zone (NAFZ). Proc. Reg. Symp. onSedimentary Rock Engng.Taipei, Taiwan, 228233.

Barton, N, 2000. TBM Tunnelling in Jointed and Faulted Rock. Balkema, Rotterdam, 173p.Barton, N, 2007. Future directions for rock mass classification and characterization. Proc. Rock

Mechanics Challenges. Taylor & Francis, London, 179-188.Barton, N and Bieniawski, ZT, 2008. Setting the record straight about RMR and Q. Tunnels &

Tunnelling International, February, 26-29.Bieniawski, ZT, 1974. Estimating the strength of rock materials. S. Afr. Inst. Min.Met., 74, 312-

320.Bieniawski, ZT, 1976. Rock mass classifications in rock engineering.Exploration For Rock

Engineering, A.A. Balkema, Cape Town, 97-106.Bieniawski, ZT, 1993. Engineering Classification of Rock Masses: The RMR System and FutureTrends. Comprehensive Rock Engineering, Pergamon Press, New York, v.3, 553-573.

Bieniawski, ZT, 1978. Determining rock mass deformability.Int J Rock Mech Min Sci,15, 237-247.

Bieniawski, ZT, 1984.Rock Mechanics Design in Mining and Tunneling. A A Balkema,Rotterdam.

Bieniawski, ZT, 1989.Engineering Rock Mass Classifications: a Complete Manual. John Wileyand Sons, New York.

Bieniawski, ZT, 1992.Design methodology in Rock Engineering: Theory, Education andPractice. A A Balkema, Rotterdam.

Bieniawski, ZT, 2001. Construyendo puentes para el siglo XXI entre la Ingeniera, la Geologa yla Sociedad.IngeoPres, Madrid, no.100, Deciembre, 10-22.Bieniawski, ZT, Celada, B, and Galera, JM, 2007. Predicting TBM excavability. Tunnels &

Tunnelling International,September, 25-29.Bieniawski, ZT and Grandori, R, 2008. Predicting TBM excavability-Pt 2. Tunnels & Tunnelling

International,January, 15-20.Brown, ET, 2008. Estimating the mechanical properties of rock masses. Proc. SHIRMS 2008,

Australian Centre or Geomechanics, Perth, 3-22.Celada, B, Fernndez, M, Rodrguez, A, and Tardguila, I, 2010. Definicin preliminary de las

secciones tipo de sostenimiento en los tunnels proyectado por mtodos convencionales.IngeoPres, Mayo, nr 192, 16-22.

Deere, DU and Miller, RP, 1966.Engineering Classification and Index Properties for IntactRock. Rock Mechanics in Engineering Practice, eds Stagg K & Zienkiewicz O, Wiley,London, 1-20.

Edelbro, C, Sjlberg, J, and Nordlund, E, 2006. A quantitative comparison of strength criteriafor hard rock masses. Tunnelling & Underground Space Technology, 22, 57-68.

Galera, JM, lvarez , M and Bieniawski, ZT, 2005. Evaluation of the deformation modulus ofrock masses using RMR: comparison with dilatometer tests.Proceedings ISRM Workshop,eds C. Olalla , . Perucho and M. Romana, Taylor & Francis, Madrid, 7177.

Galera, JM, 2008. La deformabilidad de los macizos rocosos. Curso sobre Criterios para eldiseo de obras subterrneas, Geocontrol, Santiago de Chile.

Galler, R, 2010. NATM - The Austrian practice of conventional tunnelling. Proc. Conf. onUnderground Construction, Prague, Invited Lecture, 3-13.

Gonzles de Vallejo, LI, 2002.Ingeniera Geolgica, Clasificaciones Geomecnicas, PrenticeHall, Madrid, 199; 229-239.


33/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

33

Grandori, R, 2007. TBM performance and RME classification. Proc. Jornada sobre Tuneladoras,CEDEX, Madrid.

Grandori, R, Bieniawski ZT, Vinzzino, D, Lizzadro, L, Romualdi, P and Busillo, A, 2011. Hard

rock extreme conditions in the first 10 km of TBM-driven Brenner Exploratory Tunnel.Proc. RETC, San Francisco, SME, Denver, 667-685.

Hoek, E and Brown, ET, 1988. The Hoek-Brown failure criterion - a 1988 update. Proc. 15thCanadian Rock Mech. Symp., Univ. of Toronto, Toronto, 31-38.

Hoek, E, Kaiser, PK, and Bawden, WF, 1995. Support of Underground Excavations in HardRock.A.A. Balkema, Rotterdam, 215p.

Hoek, E, Carranza-Torres, C, and Corkum, B, 2002. Hoek-Brown failure criterion - 2002edition. Proc. 5th North Amer. Rock Mechanics Symp., Toronto, 1, 267-273.

Hoek E and Diederichs MS, 2006. Empirical estimation of rock mass modulus.Int. J. RockMech. Min. Sci.,43, 203-215.

Kalamaras, G and Bieniawski, ZT, 1995. A rock mass strength concept incorporating the effect

of time. Proc. 8th ISRM Congress, Tokyo, Sept., 295-302.Kendorski, FS, Cummings, RA, and Bieniawski, ZT, 1983. A rock mass classification scheme

for mining. Proc. RETC, New York, AIME, 193-223.Malkowski, P, 2010. Application of studies in mines and laboratories for selection of the

constants in the Hoek-Brown criterion, Achiwum Gornictwa, November.Pakalnis, R, Brady, TM, Hughes, P, Caceres, C, Ouchi, AM, and MacLaughlin, MM, 2008.

Weak rock mass (RMR


34/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

34

Agradecimientos

Para preparar esta presentacin, el autor solicit y recibi los valiososcomentarios de varios de sus colegas y amigos que mejor las ideas expresadas enesta presentacin y le inform de las ltimas novedades. Yo, en particular,agradezco a las siguientes personas:

Prof. Dr. Hasan Gercek, Zonguldak, Karaelmas University, TurquiaDr Nick Barton, NoruegaProf. Marek Caa, AGH University, Cracovia, PoloniaDr-ing. Benjamn Celada, EspaaDr Evert Hoek,CanadaDr Marek Mrugala, USAEng. Alex Lowdon, Reino Unido

El autor

Profesor Richard Z.T. Bieniawski, Ph.D-DSc (Eng), M.ASCE,esProfesor Emeritus de Ingeniera de Minas en la Pennsylvania State

University, retirndose para Prescott, Arizona, en 1996. Desde1979, que es consultor de proyectos internacionales en varios pasesa travs de la empresa Bieniawski Design Enterprises. En 2001,la Universidad Politcnica de Madrid, Espaa, le honr con elttulo de Doctor Honoris Causa y la Ctedra de Distincin(Ilustrsimo) en el Claustro Extraordinario (Consejo de Profesoresde Espaoles). En 2003, una sala de aula fue denominada con sunombre (Aula Bieniawski) en la Escuela Tcnica Superior deMinas) y fue establecida por Geocontrol SA. una beca (BecaBieniawski). Ao pasado, la University of Science and

Technology in Krakow, Poland, le honr con el segundo ttuloDoctor Honoris Causa.

Professor Bieniawski es autor de 12 libros, ms de 200 publicaciones cientficas (algunos fuerontraducidos al espaol, alemn, polaco, ruso, chino y coreano). Ha dado conferencias en muchospases y fue profesor visitante en la Universidad de Karlsruhe, Alemania, en la Universidad deStanford, en la Universidad de Harvard y en la Universidad de Cambridge, en Inglaterra.


35/35

CARACTERIZACIN

GEOTCNICADELTERRENO

Articulo Bieniawski

Documents

Transcript of Articulo Bieniawski