Clasificacion de Masas Rocosas

Mecánica de Rocas Clasificación de Macizos Rocosos

CAPITULO II

CLASIFICACION DE MASAS ROCOSAS

1. Introducción:

Durante las etapas preliminares del diseño de un proyecto,

cuando se dispone de muy poca información de la masa rocosa,

de los esfuerzos in situ y de las características hidrológicas; la

utilización de los esquemas de clasificaciones geomecánicas de

macizos rocosos puede ser muy beneficiosa, a fin de obtener

estimaciones iniciales de la resistencia y deformación del

macizo rocoso.

Su utilización esta destinado a responder preguntas como:

¿Qué criterios habría que utilizar para saber si las decisiones

tomadas son lógicas?, ¿Cómo podemos saber si la excavación a

ejecutar es demasiado grande o si el sostenimiento aplicado es

escaso o sobrante?.

La respuesta consiste en emplear algún sistema de

clasificación en el que se puede confrontar la problemática

propia con la encontrada por otros. Tal sistema de clasificación

sirve para que el diseñador tenga acceso a la experiencia sobre

condiciones de roca y necesidades de refuerzo recabada en

otras obras para compararla con las condiciones supuestas en

su propia obra.

Es importante comprender que la utilización de las

clasificaciones geomecánicas de macizos rocosos no debe

reemplazar los procedimientos de diseño más elaborados. La

realización de estos estudios requiere de información detallada

como: esfuerzos in situ, propiedades de la masa rocosa y

secuencia de excavación, los cuales no están disponibles en las

primeras etapas del proyecto.

Las clasificaciones de masas rocosas han sido desarrollados

desde hace más de 100 años. Ritter (1879) formuló un criterio

empírico para el diseño de túneles, específicamente para

Ing. Carlos Cueva Caballero 1


determinar los requerimientos de soporte. Se debe entender

que los esquemas desarrollados son apropiados para su

original concepción, su aplicación en ambientes geológicos

diferentes debe ser ejecutado con precaución.

2. Clasificaciones geomecánicas:

2.1 Clasificación de Rocas de Terzaghi

En 1946, Terzagui propuso un sistema de clasificación de

roca orientado al cálculo que deben soportar arcos de

acero en túneles. Tuvo como base la experiencia captada

en la ejecución de túneles ferrocarrileros en los Alpes.

Describió varios tipos de roca y fijó escalas según las

diferentes condiciones del terreno.

Terzagui en su artículo original describió los siguientes

términos:

1. Roca Intacta: no tiene discontinuidades ni fracturas. Por

lo que si se rompe lo hace a través de la roca sana.

Debido al daño que se causa a la roca con el uso de

explosivos, pueden caer del techo.

2. Roca Estratificada: esta constituida por capas unitarias

con poca o ninguna resistencia a ala separación a lo

largo del plano limítrofe entre estratos. La capa puede

haberse debilitado o no debido a fracturas

transversales. Los desprendimientos son comunes en

este tipo de roca.

3. Roca Medianamente Fisurada: tiene fisuras y ramaleos

pero los bloques entre las juntas están soldados o

íntimamente embonados que las paredes verticales no

necesitan refuerzo. En rocas de este tipo, se puede

encontrar a la vez desprendimientos y chasquido.



4. Roca Agrietada en Bloques: es una roca químicamente

inalterada o casi inalterada, cuyos fragmentos se

encuentran casi totalmente separados unos de otros y

no embonan. Este tipo de roca puede necesitar además

laterales en las paredes.

5. Roca Triturada: pero químicamente sana tiene la

apariencia de ser un producto de trituradora. Si los

fragmentos, en su mayoría o todos, son del tamaño de

arena y no ha habido recementación, la roca triturada

que esta abajo del nivel de aguas freáticas tiene la

propiedad de una arena saturada.

6. Roca Comprimida: avanza lentamente en el túnel sin

aumento perceptible de volumen. Un prerrequisito de

compresión es un porcentaje elevado de partículas

microscópicas o sub-microscópicas de micas o de

minerales arcillosos de poca expansibilidad.

7. Roca Expansiva: avanza básicamente en el túnel a su

propia expansión. La capacidad de esponjamiento

parece estar limitada a las rocas que contienen

minerales arcillosos como la montmorillonita, con una

alta capacidad de expandirse.

2.2 Clasificación de Stini y Lauffer:

Stini, en su manual de geología de túneles, propuso una

clasificación de los macizos rocosos y comentó muchas de

las condiciones adversas que pueden encontrarse en la

construcción de túneles.

Lauffer (1958) llamó la atención sobre la importancia del

tiempo de sostén del claro activo en un túnel. El tiempo de

sostén es el lapso durante el cual una excavación será

capaz de mantenerse abierta sin sostenimiento.



Figura N° 1. Definición de Lauffer del claro activo S.

Figura N° 2. Relación entre claro activo y tiempo de

sostén para diferentes clases de roca. (A roca muy buena.

G. Roca muy mala) según Lauffer.

Al diseñar el sostenimiento para excavaciones en roca

dura es prudente asumir que la estabilidad de la masa

rocosa alrededor de la excavación no depende del tiempo.

Toda vez que si una cuña, formada estructuralmente, es

expuesta en el techo, ésta debería caer

2.3 Indice de calidad de la roca RQD:



Fue desarrollado por Deere (1967), provee una estimación

cuantitativa de la calidad de la masa rocosa a partir del

registro de perforaciones diamantinas.

El RQD se define como el porcentaje de piezas de roca

intacta mayores que 100 mm., que se recuperan enteras

del largo total del barreno.

El testigo debería tener al menos 50 mm., recuperado con

una perforadora diamantina de doble carril. Generalmente

se da un valor de RQD para cada dos metros de

perforación.

Esta operación es bastante sencilla, rápida y, se ejecuta

conjuntamente con el registro geológico normal del

sondeo.

Deere propuso la siguiente relación entre el valor

numérico RQD y la calidad de la roca.

RQD CALIDAD DE

ROCA

25% Muy mala

25-50% Mala

50-75% Regular

75-90% Buena

90-100% Muy Buena

Merrit que el criterio de refuerzos RQD tiene limitaciones

en el caso de que exista fracturas con rellenos delgados de

arcilla o de material meteorizado. Este caso puede

presentarse cerca de la superficie donde la meteorización

y las infiltraciones hayan producido arcilla, lo que reduce

la resistencia a la fricción a lo largo de los planos de

fractura. Esto genera una roca inestable aún si las fisuras

están muy separadas una de otra y el valor de RQD es alto.



El RQD no toma el factor orientación de las

discontinuidades lo cual es muy importante para el

comportamiento de la roca alrededor de una obra

subterránea.

Figura N° 3. Proposición del uso del RQD para escoger el

soporte de roca (Según Merrit).

2.4 Clasificación rock structure rating RSR:

Wickham, Tiedemann y Skinner (1974) propusieron un

método cuantitativo para describir la calidad de la masa

rocosa y seleccionar el sostenimiento necesario. En este

sistema la roca se determina por un valor numérico

variable entre 0 y 100, que se deduce de la sumatoria de

tres parámetros ponderados (RSR=A+B+C). La principal

contribución del concepto RSR fue introducir un sistema

de clasificación de las masas rocosas basado en la

ponderación de diversos factores y permitir además

cuantificar la importancia relativa de cada factor

considerado en el sistema de clasificación.

Los factores considerados fueron:

Geológicos:

Tipo de roca.



Sistemas de fracturas (espaciamiento).

Orientación de las fracturas (rumbo y buzamiento).

Tipo de discontinuidades.

Fallas principales, pliegues y/o cizallamientos.

Propiedades de la roca.

Intemperismo o alteración.

Construcción:

Dimensión del túnel.

Orientación.

Método de excavación.

Todos estos factores fueron agrupados en tres parámetros

básicos A, B, C.

Parámetro A: Consideración general de la estructura

rocosa.

TIPO DE TERRENO

ESTRUCTURA

Masiva Ligeram.fallada

Moderadam.

fallada

Intensam.fallada

Igneo 30 26 15 10Sedimentario

24 20 12 8

Metamórfico 27 22 14 9

Parámetro B: Efecto de las familias de discontinuidades

respecto a la dirección de avance del túnel.

SEPARACION MEDIA ENTRE

DIACLASAS(m).

RUMBO PERPENDICULAR AL EJE

RUMBO PARALELO AL

EJE

Buzando en la misma dirección

Buzando en dirección contraria

1 2 3 2 3 1 2 3<0.15 14 17 20 16 18 14 15 120.15-0.30 24 26 30 20 24 24 24 20



0.30-0.60 32 34 38 27 30 32 30 250.60-1.20 40 42 44 36 39 40 37 30>1.20 45 48 50 42 45 45 42 36 1=20° 2=20° - 50° 3=50° - 90°

Parámetro C: Efecto del agua subterránea y las

condiciones de las discontinuidades.

AFLUENCIA DE AGUA PREVISTA

SUMA DE PARAMETROS A + B

20-45 46-80

Estado de las discontinuidades

Lt/min/mt 1 2 3 1 2 3Nula 18 15 10 20 18 14Ligera < 2.5 17 12 7 19 15 10Media 2.5 – 12.5 12 9 6 18 12 8Alta 12.5 8 6 5 14 10 6 Cerradas o cementadas Ligeramente alteradas Abiertas o muy alteradas



Figura N° 4. Relación la luz máxima y el periodo de

autosoporte para distintos valores de RMR.

Figura N° 5. Relación entre la carga de roca por unidad de

longitud del túnel y la luz de excavación para distintos

avalores de RMR.

2.5 Clasificación rock mass rating RMR:

Bieniawski, en 1976, publicó su clasificación de masas

rocosas llamada Clasificación Geomecánica o Rock Mass

Rating. Con el pasar de los años, este sistema ha sido

refinado sucesivamente cambiando los índices asignados a


0 5 10 15 20 25 30

16000

14000

12000

10000

8000

6000

4000

2000

Car

ga d

e ro

ca a

pli

cad

a p

or m

etro

lin

eal d

e tú

nel

(K

N/m

)

Máximo luz de excavación (m).


cada uno de los parámetros de clasificación. La sistema

que se presenta data de 1989 y es la más reciente.

Bieniawski utilizó 6 parámetros para clasificar las masas

rocosas haciendo uso del sistema Rock Mass Rating:

1. Resistencia a la compresión uniaxial de la roca intacta.

2. Rock Quality Designation (RQD)

3. Espaciamiento de discontinuidades.

4. Condición de discontinuidades.

5. Condición de agua subterránea.

6. Orientación de discontinuidades.

Para aplicar este sistema, la masa rocosa debe dividirse en

áreas llamadas dominios estructurales; cada uno de éstos

debe clasificarse separadamente. La periferia de los

dominios estructurales generalmente coincide con una

estructura mayor o cambio del tipo de roca. En algunos

casos, cambios significantes en el espaciamiento o

características de las discontinuidades, dentro de un

mismo tipo de roca, pueden hacer necesario dividir la

masa rocosa en varios dominios estructurales pequeños.

El sistema Rock Mass Rating se presenta en las tablas

siguientes, los cuales proporcionan los índices para cada

uno de los seis parámetros listados arriba. Estos índices se

suman y dan un valor R.M.R.

Bieniawski publicó, en 1989, una serie de reglas para la

selección del sostenimiento en túneles ejecutados en

masas rocosas que han sido valorados con el sistema

R.M.R.



Estas reglas se han publicado para túneles de 10 m de

ancho, construidos utilizando métodos convencionales de

perforación y voladura, asumiendo esfuerzos verticales

menores a 25 MPa (equivalente a una profundidad menor

de 900 m).

Figura N° 6. Relaciones entre el tiempo libre de

autosostenimiento de una excavación subterránea con la

clasificación geomecánica CSRI de Bieniawski


Mecánica de Rocas Clasificación de masas rocosas

A. PARAMETROS DE CLASIFICACION Y SUS INDICES

Parámetros Rango de valores

1 Resistencia de la roca intacta

Carga puntual

>10MPa

4-10MPa

2-4MPa

1-2MPa

Se requiere pruebas de compr. uniaxial.

Resist. Comp. Uniax.

> 250MPa

100 - 250MPa

50 - 100MPa

25 - 50MPa

5 - 25

MPa

1 - 5MPa

< 1MPa

Indice 15 12 7 4 2 1 0

2 Calidad de testigo perfor. Diamantina

90 – 100 % 75 – 90 % 50 – 75 % 25 – 50 % < 25 %

Indice 20 17 13 8 3

3 Espaciamiento de discontinuidades

> 2 m 0.6 – 2 m 200 - 600 mm 60 - 200 mm < 60 mm

Indice 20 15 10 8 5

4 Condición de discontinuidades.(Ver Tabla E)

Superficies muy rugosas

No continuasSin separación Paredes de roca inalteradas

Superficies ligeramente rugosas

Separación < 1 mm

Paredes de roca ligeramente

Superficies ligeramente rugosas

Separación < 1 mm

Paredes de roca altamente alteradas

Superficies de espejo de falla o gouge < 5 mm de espesor o separación 1 – 5 mm. Continua

Suave gouge > 5 mm de espesor o separación > 5 mm. Continua.

Ing. Carlos Cueva Caballero - UNDAC


alteradas

Indice 30 25 20 10 0

5 Flujo para 10 m de túnel (l/m)

Ninguno < 10 10 - 25 25 - 125 > 125

Presión de agua en la discontinuidades/esfuerzo principal mayor

0 < 0.1 0.1 – 0.2 0.2 – 0.5 >0.5

Condiciones generales

Completamente seco

Semi seco húmedo goteo flujo

Indice 15 10 7 4 0

B. AJUSTE DE INDICES POR ORIENTACION DE DISCONTINUIDADES

Orientación strike y dip

Muy favorable Favorable Regular Desfavorable Muy desfavorable

Indice

Túneles y minas

0 - 2 - 5 - 10 - 12

Cimientos 0 - 2 - 7 - 15 - 25

Indice 0 - 5 - 25 - 50 - 60

C. TIPOS DE MASA ROCOSA DETERMINADAS A PARTIR DEL INDICE TOTAL



Indice 100 - 81 80 - 61 60 - 41 40 - 21 < 21

Número de clase I II III IV V

Descripción Roca muy buena

Roca buena Roca regular Roca pobre Roca muy pobre

D. SIGNIFICADO DE LOS TIPOS DE MASA ROCOSA

Número de clase I II III IV V

Promedio de tiempo sin sostenimiento

20 años para 15 m de abertura

1 año para 10 m de abertura

1 semana para 5 m de abertura

10 horas para 2.5 m de abertura

30 minutos para 1 m de abertura

Cohesión de la masa rocosa (Kpa)

> 400 300 - 400 200 - 300 100 - 200 < 100

Angulo de fricción de la masa rocosa (deg)

> 45 35 - 45 25 - 35 15 - 25 < 15

E. REGLAS PARA LA CLASIFICACION DE DISCONTINUIDADES (Condición)

Persistencia (longitud)Indice

< 1 m6

1 – 3 m4

3 – 10 m2

10 – 20 m1

> 20 m0

Separación (apertura)Indice

Ninguno6

< 0.1 mm5

0.1 – 1.0 mm4

1 – 5 mm1

> 5 mm0

Rugosidad Muy rugoso Rugoso Ligeramente Liso Espejo de falla



Indice 6 5rugoso

31

0

Relleno (gouge)Indice

Ninguno6

Relleno duro <5 mm4

Relleno duro >5 mm2

Relleno suave <5 mm

2

Relleno suave >5 mm

0

AlteraciónIndice

Inalterado6

Ligeramente alterado

5

Moderad. Alterado

3

Altamente alterado

1

Descompuesto0

E. EFECTO DEL RUMBO Y BUZAMIENTO DE LAS DISCONTINUIDADES EN LA EJECUCION DE TUNELES

Rumbo perpendicular al eje del túnel Rumbo paralelo al eje del túnel Orientación independiente

del rumboAvance con el buzamiento Avance contra el buzamiento

Dip 45°-90° Dip 20°-45° Dip 45°-90° Dip 20°-45° Dip 45°-90° Dip 20°-45° Dip 0°-20°

Muy favorable

Favorable Regular Desfavorable

Muy desfavorable

Regular Regular

REGLAS PARA LA EXCAVACION Y SOSTENIMIENTO DE TUNELES DE 10 m. DE ANCHO BAJO EL SISTEMA R.M.R.

Tipo de masa rocosa

Excavación Pernos de Roca Concreto Lanzado

Steel sets



I.Roca muy buenaR.M.R.: 81 - 100

Todo el frente3m. De avance

Generalmente no requiere sostenimiento excepto empernado esporádico

II. Roca buenaR.M.R.: 61 – 80

Todo el frente 1-1.5 m de avance. Completo

sostenimiento 20 m detrás del frente

Locales. Pernos de 3m de longitud.

Con espaciamiento de 2.5 m y malla soldada ocasional

50 mm en el techo y donde se requiera

Ninguno

III. Roca RegularR.M.R.: 41 - 60

Corte piloto y banqueo con 1.5 a 3 m de avance

en el corte piloto. El sostenimiento se instala

después de cada voladura. Completo

sostenimiento de los 10 m hasta el frente.

Pernos sistemáticos de 4

m de longitud, espaciados 1.5-2 m

en el techo y las paredes con malla

soldada en el techo.

50-100 mm en el techo y 30 mm

en los lados

Ninguno

IV. Roca PobreR.M.R.: 21 - 40

Corte piloto y banqueo. 1.0 a 1.5 m de avance en

el corte piloto. El sostenimiento debe

instalarse juntamente con la ejecución de la

excavación

Pernos sistemáticos de 4-5

m de longitud, espaciados 1-1.5 m

en el techo y las paredes con malla

soldada.

100-150 mm en el

techo y 100 mm en los

lados

Aceros ligeros a medios

espaciados 1.5 m

colocados donde se requiera.

V. Roca muy pobreR.M.R.: < 20

Multiples cortes. 0.5 – 1.5 m de avance en el

corte piloto. El sostenimiento se instala

Pernos sistemáticos

espaciados 1-1.5 m en el techo y las

150-200 mm en el

techo, 150 mm en los

Acero medio a duro

espaciados a 0.75 m con



juntamente con la ejecución de la

excavación. El concreto lanzado se debe colocar

tan pronto como sea posible

paredes con malla soldada

lados y 50 mm en el

frente

aceros termoaislado

s y anticorrosivo

s.


Mecánica de rocas Clasificación de Macizos Rocosos

2.6 Clasificación índice de calidad de tuneles Q:

Basados en más de 200 casos históricos, Barton, Lien y

Lunde de la Norwegian Geotechnical Institute (NGI),

propusieron en 1974 el Tunnelling Quality Index,

orientado a la determinación de las características de la

masa rocosa y requerimientos de sostenimiento de

túneles.

El valor numérico del índice Q varía, en una escala

logarítmica, desde 0.001 a 1000 y se define como:

Donde:RQD : Indice de calidad de rocaJn : Número de sistemas de fisurasJr : Número de rugosidad de las fisurasJa : Número de alteración de las fisurasJw : Factor de reducción del aguaSRF : Factor de reducción por esfuerzos

Los valores arriba especificados se obtienen a partir de

tablas las cuales están en función de las características

estructurales de los macizos rocosos.

Los autores consideran que los parámetros Jn, Jr y Ja son

más importantes que la orientación de las fisuras, ya que

este factor se encuentra incluido en los parámetros Ja y Jr.

Una somera descripción del significado de los parámetros

usados para obtener el valor de Q es el siguiente:

RQD/Jn representa la estructura dl macizo rocoso y es una

medida relativa del tamaño de los bloques.

Jr/Ja representa la rugosidad y las características de

fricción de las paredes de las fisuras. Esto es la

resistencia al esfuerzo cortante entre los bloques.

Jw/SRF Jw es una medida de la presión de poros y SRF

representa:



La carga disipada en el caso que el túnel

atraviesa zonas de falla o con altos contenidos de

arcilla

Los esfuerzos en roca competente.

Cargas compresivas en roca de comportamiento

plástico e incompetentes.

Barton creó un elemento cuantitativo adicional que llamó

dimensión equivalente “De”; el fin que perseguía era

relacionar “Q” con el comportamiento de una excavación

subterránea y sus necesidades de sostenimiento.

El valor de ESR de una tabla, mostrada a continuación,

que esta en función del tipo de excavación.

La relación entre ”Q” y “De” de una excavación que se

sostendrá sin refuerzo se ilustra en la figura siguiente:

Figura N° 7. Relaciones entre la dimensión equivalente

máxima de una excavación subterránea no soportada y el

índice de calidad de túneles Q.


Mecánica de Rocas Clasificación de masas rocosas

CLASIFICACION DE LAS MASAS ROCOSAS PARA ESTIMAR EL ESFUERZO EN EXCAVACIONES SUBTERRANEAS

DESCRIPCION VALOR NOTAS

1. Indice de Calidad de Roca

A. Muy MalaB. MalaC. RegularD. BuenaE. Excelente

RQD

0-25

25-50

1. Estimar el RQD con _ 5% de aprox.2. Si RQD (= que 10, emplear un valor

nominal de 10.

2. NÚMERO DE SISTEMAS DE FISURAS

A. Masivos, sin o con pocas fisurasB. Un sistema de diaclasas.C. Un sistema principal más uno

secundarioD. Dos sistemas de diaclasasE. Dos sistemas principales mas uno

secundarioF. Tres sistemas de diaclasas.G. Tres sistemas principales más uno

secundario.H. Cuatro sistemas de diaclasas (roca

muy fracturada)I. Roca Triturada. (terrosa).

Jn

0.5-1.023

46

912

15

20

1. Para intersecciones de túneles utilizar (3 * Jn).

2. Para portales utilizar (2 * Jn).

3. NUMERO DE LA RUGOSIDAD DE LAS FISURAS

A) Contacto entre las superficies de las discontinuidades con desplazamientos cizalla inferiores a los 18 Cm.

A) Diaclasas discontinuasB) Rugosas o irregulares, corrugadas.C) Suaves, corrugación suave.D) Lustrosas o superficie de fricción

ondulado.E) Rugosas o irregulares pero planas.F) Lisas y planaresG) Lustrosas y planares

B) Sin contacto de roca después de un cizalleo de 10 Cm.

Jr

432

1.51.51.00.5

1. Añadir 1.0 si el espaciamiento medio dos sistemas de diaclasas es mayor de 3 N.

2. Jr. = 0.5 se puede usar para fisuras de fricción planas y que tengan alienaciones con la condición de que estas estén orientadas para resistencia mínima.

Ing. Carlos Cueva Caballero - UNDAC



H. Zona conteniendo arcilla en cantidad suficiente como para impedir el contacto entre las superficies que limitan las discontinuidad.

J. Zona de material arenoso en cantidad suficiente como para impedir el contacto entre las superficies que limitan la discontinuidad.

1

1

4. NÚMERO DE ALTERACION DE LAS JUNTAS

A) Contacto en las paredes de la roca.

A. Rellenas con material compacto, impermeable, duro e inablandable.

B. Superficies inalteradas, ligeras manchas de oxidación.

C. Superficie legeramente alteradas, cubiertas con material granular no arcilloso producto de la trituración de la roca.

D. Capas superficiales de material linoso o arcilloso-arenoso con una pequeña fracción cohesiva.

E. Capas superficiales de arcilla (caolinita, mica, clorita, etc.)Pequeñas cantidades de arcilla expansiva en capas de 1-2 mm de espesor.

B) Contacto en las paredes antes de un cizalleo de 10 cm.

F. Relleno granular no cohesivo. Roca desintegrada libre de particulas arcillosas.

G. Rellenos de minerales arcillosos muy consolidados e inablandables, contínuos con espesores de hasta 5 mm.

H. Relleno contínuo de hasta 5 mm de espesor de material arcilloso con grande medio o bajo de consolidación.

Ja

0.75

1.0(25*-35*)

2.0(25*-38*)

3.0(20*-25*)

4.0(8*-16*)

4.0(25*-30*)

6.0(16-24*)

8.0(8*-16)

1. Los valores de 0R son aprox.2. Los valores de 0, el ángulo de

fricción residual, se indican como guía aproximada de las propiedades mineralógicas de los productos de alteración si es que están presentes.




I. Relleno contínuo de arcillas expansivas (montrorillonita) de hasta 5 mm de espesor. El valor de Ja dpenderá del procentaje de expansión del tamaño de partículas arcillosas la accesibilidad de agua etc.

C) Sin contacto de las paredes después del cizacelleo.

J,K,L.- Zonas y capas de arcilla de gradas o trituradas (ver G,H,I para condiciones de arcilla).

M.- Zonas de arcilla linosa o arenosa pequeñas fracciones de arcilla.

N,O,P.- Zona o capas gruesas de racilla G,H,I para las condiciones de arcilla.

8.0-12.0(6* -12*)

6.0, 8.08.0-12.0(6* -24*)

5.0

10.0-13.0

13.0-20.0(6* -24*)

5. FACTOR DE REDUCCION POR AGUA EN LAS DIACLASAS.A. Secas o flujos bajos (( 5 1/min).B. Flujos o presiones medias que

ocasiona erosión del material de relleno.

C. Flujos o presiones altas en roca competente sin relleno.

D. Flujos o presiones altas con erosión considerable del material de relleno.

E. Flujos o presiones excepcionalmente altas luego del disparo, disminuyendo con el tiempo.

F. Flujos o presiones excepcionalmente altas sin que ocurra disminución con el tiempo.

Jw

1.00.66

0.50

0.33

0.2 –0.1

0.1 –0.05

Pres. Aprox. Del agua (Kgf / cm)

1.01.0- 2.5

2.5 – 10.0

10

10

1. Los factores C a F son estimaciones - aproximadas. Aumenta Jw al instalar drenes.

2. Los problemas especiales causados por prescencia del hielo no se toman en consideración.

6. FACTOR DE REDUCCION DE ESFUERSOS A) Zonas de debilidad que intersectan la excavación y que pueden ser la causa de que el macizo se destabilice cuando se construye el túnel.

SRF




A. Muchas zonas débiles con arcilla o roca con evidencias de desintegración química. Roca circundante muy suelta. Cualquier profundidad.

B. Zona débil aislada con arcilla o roca desintegrada. Profundidad ( de 50 m.

C. Zona débil aislada con arcilla o roca desintegrada. Profundidad ( de 50 m.

D. Muchas zonas de falla en roca competente. Roca circundante suelta. Cualquier profundidad, sin arcilla.

E. Zonas de fracturas aisladas en roca competente. Sin arcilla. Profundidad ( 50 m.

F. Zonas de fracturas aisladas en roca competente. Sin arcilla. Profundidad ( 50 m.

G. Diaclasas abiertas y sueltas. Roca intensamente fracturada. Cualquier profundidad.

b) Roca competente, problemas de esfuerzos.

H. Esfuerzo bajo, cerca de la superficie.I. Efuerzos medianos.J. Esfuerzos grandes, estructura muy

cerrada (generalmente favorable para estabilidad, puede ser desfavorable para la estabilidad de las cajas.

K. Estatillados de roca moderados en roca competente.

L. Estadillo intenso de roca masiva. c) Roca compensiva, flujo plástico de roca incompetente bajo la influencia de presiones altas de la roca.

M. Presión moderada de roca con tendencia extrusiva.

10

5.0

2.5

7.5

5.0

2.5

5.0

1. Redúzcanse estos valores SRF de 25 50% si las zonas de fracturan solo intersectan pero no cruzan la excavación.

2. Para un campo virgen de esfuerzos fuertemente anisotrópico (si se mide). Cuando 5 ( G1/G3 ( 10. Redúzcase Gc y Gt a 0.6Gc, y 0.6Gt, donde Gc fuerza comprensiva no cofinada, Gt Fuerza de tensión y G1 y G3 son las fuerzas mayores y menores principales.

3. Hay pocos casos reportados 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).

Gc Gt/G1 SRF200

200-1010-5

5-2.5

2.5

1313-0.60.66-0.33

0.33-0.16

0.16

2.51.00.5-2.0

5-10

10-20

SRF

5-10



N. Presión altas d eroca con tendencia extrusiva.

d. Roca expansiva, acción química expansiva dependiendo de la prescencia de agua.

O. Presión moderada de roca con tendencia extrusiva.

P. Presión alta de roca con tendencia extrusiva.

10-20

5-10

10-20

7.- RELACION DE SOPORTE DE LA EXCAVACION

A. Excavaciones mineras provisionales.B. Excavaciones mineras permanentes, túneles de conducción de agua para obras

hidroeléctricas ( con la excepción de las cámaras de alta presión para compuertas), túneles, pilotos (exploración), excavaciones parciales para cámaras subterráneas grandes.

C. Cámaras de almacenamiento, plantas subterráneas para el tratamiento de aguas, túneles carreteros y ferrocarriles pequeños, cámaras de alta presión túneles auxiliares.

D. Casas de máquinas, túneles carreteros y ferrocarriles mayores, refugios de defensa civil, portales y cruces de túneles.

E. Estaciones nucleoeléctricas subterráneas, estaciones de ferrocarril, instalaciones para deportes y reuniones, fábricas.

ESR

3-51.6

1.3

1.0

0.8

NOTAS COMPLEMENTARIAS PARA EL USO DE ESTAS TABLAS

1. Cuando no se dispone de núcleos de perforación se podrá estimar el RQD por la cantidad de diaclasas por unidad de volúmen, en la que la cantidad de juntas por metro de cada sistema se suman, una simple relaciónn podrá usarse para convertir esta cantidad en RQD para una roca sin arcilla.

RQD 115 – 3.3 Jv Donde : Jv cantidad total de fisuras por m. RQD 100 Para : Jv (4.5.)

2. El parámetro Jn que representa la cantidad de sistemas de fisuras estará afectado muchas veces por foliación, esquistosidad, crucero pizarroso o estratificación etc. Cuando están muy evidentes estas “fisuras” paralelas bererán evidentemente considerarse como sistemas completos de fisuras. Sin embargo, si hay pocas fisuras visibles, o si no hay más que interrupciones ocasionales, será más correcto contarlos como “fisuras aisladas” cuando se evalua Jn.

3. Los parámetros Jr. y Ja (que representan el esfuerzo cortante) deben referirse al sistema de fisuras o a la discontinuidad con relleno de arcilla más débiles de la zona que se examina. Sin embargo, cuando un sistema de fisuras o a la discontinuidad con la valuación mínima (Jr/ Ja) se usará al evaluar Q. De hecho, el valor de Jr/ Ja relaciona a la superficie en forma tan comprometedora que pueda llevar al novato al fracaso.



4. Cuando un macizo contiene arcilla, se aplicará el factor SRF para la roca que se puede solatar. En estos casos la resistencia de la roca inalterada es de poco interés. Sin embargo, cuando las fisuras son pocas no hay arcilla, la resistencia de la roca inalterada puede ser el eslabón más bébil y la estabilidad dependerá de la relación esfuerzo/resistencia de la roca. Un campo de esfuerzos fuertemente anisotrópico es desfavorable para la establidad y se toma en cuenta esto en forma aproximada en la nota 2 de la tabla para valuar el factor de reducción de esfuerzos.

5. La resistencia a la compresión y a la tensión (Gc y Gt) de la roca inalterada deberá evaluarse en unambiente saturado si así corresponde a las condiciones in situ presentes o futuras. Se hará una estimación muy conservadora de la resistencia para aquellas rocas que se alteran cuando se exponen a la humedad o a un ambiente saturado.


Clasificacion de Masas Rocosas

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