DATOS OBTENIDOS EN CAMPO PARA CLASIFICAR EL MACIZO ROCOSO

RESISTENCIA UNIAXIAL DE LA ROCA INTACTACUADRO 1: Valoracin de la resistencia de la roca intacta para LA ESTACION GradoDescripcinIdentificacin de campoRango aprox.c MPa

R1

Roca muy dbil

Desmenuzable bajo golpes firmes con la punta de un martillo de gelogo, puede desconcharse con una navaja.1.0 5.0

R2

Roca dbil

Puede desconcharse con dificultad con una navaja, se puede hacer marcas poco profundas golpeando firmemente con el martillo de gelogo.5.0 25

R3

Roca medianamente duraNo se puede rayar o desconchar con una navaja, las muestras se pueden romper con un golpe firme del martillo de gelogo.25 50

R4Roca fuerte

Se requiere ms de un golpe con el martillo de gelogo para romper la muestra.50 100

R5

Roca muy fuerte

Se requieren varios golpes con el martillo de gelogo para romper la muestra.100 250

R6Roca extremadamenteresistenteSolo se puede romper esquirlas de la muestra con el martillo de gelogo. 250

Puntaje= 12

Valorizando la tabla de resistencia a la compresin uniaxial nos vota 150 Mpa Rock Quality Designation (RQD) :

Calculado mediante la frmula:Dnde: Calculamos:

Entonces:

RQD = 91.4

Cuadro de valoracin de RQD para LA ESTACION RQD (%)Calidad de la roca

100 90Muy buena

90 75Buena

75 50Mediana

50 25Mala

25 - 0Muy mala

Donde :RQD : Rock Quality DesignationJn : Joint Set Number, ndice de diaclasado que tiene en cuenta el nmero de Familias.Jr : Joint roughness number, ndice de rugosidad de las juntas. Ja : Joint alteration number, ndice de alteracin de las juntas.Jw : Joint water reduction factor, factor de reduccin por presencia de agua en las juntas.SRF : Stress reduction factor, factor de reduccin por esfuerzos. Al aplicar la formula descrita en la parte superior obtendremos el Valor de Q que varia y clasifica al macizo rocoso segun la tabla siguiente:Clasificacin de Q (oscila entre 0.001 y 1000)Q (rock mass quality)valoracin

0.001 0.01excepcionalmente mala

0.01 0.1 extremadamente mala

0.1 1.0muy mala

1.0 4 mala

4 10 regular

10 40 buena

40 100muy buena

100 400extremadamente buena

400 - 1000excepcionalmente buena

A continuacin se definen y valoran cada uno de los factores que intervienen en la clasificacin:Cuadro 1:

ndice de Calidad de rocaRQDObservaciones

A.- Muy mala 0 251.- cuando RQD 10, incluyendo cero; se puede utilizar el valor 10 para el RQD. 2.- Intervalos de 5 para RQD, sea 100, 95, 90 son precisos.

B.- Mala25 50

C.- Regular50 75

D.- Buena75 90

E.- Excelente90 100

Cuadro 2:Nmero de FamiliasJnObservaciones

A.- Masivo, sin o con pocas juntas0.5 - 1 1.- Para cruces en tneles utilizar ( 3 x Jn) 2.- Para Portales utilizar (2 x Jn)

B.- Una familia de juntas2

C.- Una familia y algunas juntas ocasionales3

D.- Dos familias de juntas4

E.- Dos familias y algunas juntas6

F.- Tres familias de juntas9

G.-Tres familias y algunas juntas12

H.-Cuatro familias o ms, roca muy fracturada, Terrones de azcar15

I.- Roca triturada terrosa20

Puntaje= 12

Cuadro 3:Nmero de rugosidad de las JuntasJrObservaciones

- Contacto entre las dos caras de la junta1.- Se aade 1.0 si el espaciamiento medio juntas es mayor de 3 m. 2.- Jr = 0.5 se puede usar para juntas de friccin planas y que tengan alineaciones orientadas para la resistencia mnima

- Contacto entre las dos caras de la junta mediante un desplazamiento lateral 10 cm

A.- Juntas discontinuas4

B.- Junta rugosa o irregular ondulada3

C.- suave ondulada2

D.- Espejo de falla, ondulada1.5

E.- Rugosa o irregulares plana 1.5

F.- Suave plana1

G.- Espejo de falla o superficie de friccin plana.0.5

*Sin contacto entre las dos caras de la Junta desplazados lateralmente

H.- Zona que contiene minerales arcillosos de espesor suficientemente gruesa para impedir el contacto entre las dos caras.1

I.- Zona arenosa de grava o roca triturada suficientemente gruesa para impedir el contacto entre las dos caras de la junta1

Puntaje= 3

Cuadro 4: Nmero de alteracin de las juntasJar (aprox.)Observacin

- Contacto entre las dos caras de la junta.

1.- Los valores de r el ngulo de friccin residual, se indican como gua aproximadades mineralgicas de los productos de la alteracin si es que estn presentes.

A.- Junta sellada, dura, sin reblandamiento relleno impermeable, ej. Cuarzo.0.75

B.- Caras de la junta nicamente manchadas.125 - 35

C.- Las caras de la junta estn alteradas ligeramente y contienen minerales no reblandecibles, partculas de arena, roca desintegrada libre de arcilla.225 - 30

D.- Recubrimiento de limo o arena arcillosa,pequea fraccin arcillosa no reblandecible320 - 25

E.-Recubrimiento de minerales arcillosos blandos o de baja friccin, ej. Caolinita,mica,clorita,alco, y pequeas cantidades de arcillas expansivas, los recubrimientos son discontinuos con espesores de 12 mm48 - 16

- Contacto entre las dos caras de la junta con menos de 10 cm de desplazamiento lateral.

F.- Partculas de arena, roca desintegrada, libre de arcilla.425 - 30

G.- Fuertemente sobreconsolidados, rellenos de minerales arcillosos no reblandecidos. Los recubrimientos son continuos menores de 5 mm. de espesor.616 - 24

H.- Sobreconsolidacin media a baja, reblandecimiento, relleno de mineral arcilloso Los recubrimientos son continuos menores de 5 mm. de espesor.88 - 16

I.- Relleno de arcillas expansivas ej. Montmo- rillonita, de espesor continuo de 5mm. El Valor Ja depende del porcentaje de particulas del tamao de la arcilla expansiva.8 - 126 - 12

- No existe contacto entre las dos caras de la junta cuando esta es cizallada.

J.- Zonas o bandas de roca desintegrada o machacada y arcilla.6 - 88 - 126 - 24

K.- Zonas blandas de arcilla limosa o arenosacon pequea fraccin de arcilla sin reblandamiento.56 - 24

L.- Zonas o capas gruesas de arcilla.10 - 1313 - 206 - 24

Puntaje= 4

cuadro 5: Factor de reduccin por presencia de agua en las juntas.JwPresin agua Kg/cmObservaciones

A.- Excavaciones secas o de fluencia poco importante, menos de 5 l/min. localmente.1< 11.- Los factores de C a E, son estimaciones aproximadas aumenta Jw si se instalan drenes. 2.- Los problemas especiales causados por la presencia de hielo no se toman en consideracin.

B.- Fluencia o presin media, ocasional lavado de los rellenos de las juntas.0.661 - 2.5

C.- Fluencia grande o presin alta, considerable lavado de los rellenos de las juntas.0.332.5 - 10

D.- Fluencia o presin de agua excepcionalmente altas con las voladuras diminuyendo con el tiempo.0.1 - 0.2> 10

E.- Fluencia o presin de agua excepcionalmente altas y continuas, sin disminucin.0.05 - 0.1> 10

Puntaje= 1

CALCULO DEL SRF La resistencia a la compresin es: 150 Mpa 1= esfuerzo principal vertical = ?2= esfuerzo principal horizontal = ?Densidad de la roca traquita = ** =

Cuadro 6:Factor de Reduccin de esfuerzosSRFObservaciones

Zonas dbiles que intersectan la excavacin y pueden causar cadas de bloques, segn avanza la misma.1.- Redzcanse estos valores SRF de25%-50% si las zonas de fractura solo se intersectan pero no cruzan la excavacin.2.- Para un campo virgen de esfuerzos fuertemente anisotropico, medidas: cuando 5 10, redzcase: a 0.6 la c y el t. donde:c = ResistenciaCompresiva.t = Esfuerzo a la traccin1 = Esfuerzo Principal Mayor.3 = Esfuerzo Principal Menor.

A.- Varias zonas dbiles conteniendo arcilla o roca desintegrada qumicamente, roca muy suelta alrededor (cualquier profundidad).10

B.- Solo una zona dbil conteniendo arcilla o roca desintegrada qumicamente ( profundidad de excavacin menor de 50 m.).5

C.- Solo una zona dbil conteniendo arcilla o rocadesintegrada qumicamente (profundidaddeexcavacin mayor de 50 m.).2.5

D.- Varias zonas de fractura en roca competente(libre dearcilla), roca sueltaalrededor(cualquier profundidad).7.5

E.- Solo una zona fracturada en roca competente(libre de arcilla), (profundidad de excavacinmenor de 50 m.).5

F.- Solo una zona fracturada en roca competente(libre de arcilla), (profundidad de excavacinmayor de 50 m.).2.5

G.- Juntas abiertas sueltas, muy fracturadas, etc.(cualquier profundidad).5

cuadro 6.a: Factor de Reduccin de esfuerzosc / 1 t / 1SRFObservaciones

- Roca Competente, problemas de esfuerzos. 3.- Hay pocos casos repor tados donde el techo debajo de la superficie sea menor que el ancho del claro. Se sugiere Que el SRF sea aumentado de 2.5 a 5 para estos casos, ver H

H.- Esfuerzo bajo, cerca de la superficie.> 200 > 132.5

I.- Esfuerzo medio.200-1013-0.661

J.- Esfuerzo grande, estructura muy cerrada (generalmente favorable para laestabilidad.Pude ser desfavorable para la estabilidad de los hastales.10-50.66-0.330.5-2

K.- Desprendimiento moderado de la roca masiva.5-2.50.33-0.1605-10

L.- Desprendimiento intenso de la roca masiva.< 2.5< 0.1610-20

- Roca fluyente, flujo plstico de roca incompetente bajo la influencia de altas presiones litostaticas.

M.- Presin de flujo moderado.05-10

N.- Presin de Flujo Intenso.10-20

- Roca expansiva, actividad actividad qumica expansiva dependiendo de la presencia de agua.

O.- Presin de expansin Moderado.05-10

P.- Presin de expansin Intensa.10-15

Algunas Recomendaciones para el uso de los cuadros:

1.- El parmetro Jn, que representa en nmero de familia de juntas, puede estar afectado por foliacin, esquistosidad, clivaje y laminaciones. Si las juntas paralelas tienen suficiente desarrollo, deben contabilizarse como una familia completa. Si hay pocas juntas Visibles, roturas ocasioanles en los testigos debido a estos planos, se contabilizn como juntas ocasionales al considerar el Jn en la tabla2.- Los parmetros Jr y Ja, cuyo cociente representa la resistencia al esfuerzo cortante, sern los de la familia de juntas o discontinuidad rellena de arcilla, ms dbil que exista en la roca, adems es necesario tener en cuenta la orientacin de las familias o discontinuidades, de tal forma que deban ser representativas.3.- El valor SRF, en el caso de que el macizo rocoso contenga arcilla, en este caso la resistencia de la roca es factor determinante de la estabilidad de la excavacin subterrnea. Cuando el macizo rocoso no contenga arcilla y el nmero de Juntas sea pequeo la resistencia de la roca puede convertirse en factor, tal que el cociente de t/c, defina la estabilidad de la roca.4.- En el caso de rocas muy anisotropicas,la resistencia compresiva de la roca c y el esfuerzo a la traccin t, se evaluarn en la direccin ms favorable para la estabilidad.Los parmetros que definen Q, representan el siguiente aspecto:RQD/Jn : Tamao de bloques, representa la estructura global del macizo rocoso.Jr/Ja : Resistencia al corte entre bloques.Jw/SRF : Estado tensional en el macizo rocoso.Para relacionar Q ndice de calidad tunelera, con el comportamiento de una excavacin subterrnea y con las necesidades de sostenimiento de la misma. Barton Lien y Lunde desarrollaron la relacin denominada Dimensin Equivalente De de la excavacin, esta relacin se obtiene de dividir el ancho, dimetro o altura de la excavacin por un factor denominado Relacin de soporte de la excavacin ESR (Excavation Support Ratio).

La relacin de soporte de la excavacin ESR tiene que ver con el uso que se pretende dar a la excavacin y hasta donde se le puede permitir cierto grado de inestabilidad Barton da los siguientes valores supuestos para ESR:

Tipo de excavacinESR

A.- Excavaciones mineras provisionales.03-5

B.- Excavaciones mineras permanentes, tneles de conduccin de agua para obras hidroelctricas (con la excepcin de las cmaras de alta presin para compuertas), tneles pilotos (exploracin), excavaciones parciales para cmaras subterrneas grandes.1.6

C.- Cmaras de almacenamiento, plantas subterrneas para el tratamiento de aguas, tneles carreteros y ferrocarriles pequeos, cmaras de alta presin, tneles auxiliares.1.3

D.- Casas de maquinas, tneles carreteros y ferrocarriles mayores, refugios de defensa civil, portales y cruces de tnel.1

E.- Estaciones nucleoelectricas subterrneas, estaciones de ferrocarril, instalaciones para deportes y reuniones, fabricas.0.8

La relacin entre el ndice de calidad tunelera Q y la dimensin equivalente De de una excavacin, Barton Lien y Lunde, elaboraron una tabla a partir de las cual se puede diagnosticar las necesidades de sostenimiento.