Mecnica de Suelos Aplicada. Grupo 2

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CAPTULO 2

MECNICA DE ROCAS

METODOLOGA PARA LA CARACTERIZACIN DE ROCA INTACTA

Proyecto de Grado Presentado en Cumplimiento Parcial de los Requisitos Para Optar al Diploma Acadmico de

Licenciatura en Ingeniera Civil

POR: HCTOR JAVIER MENDIETA BARRERA TUTOR: Ing. LUDGER SUREZ BURGOA

Mecnica de Suelos Aplicada. Grupo 2

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CAPTULO 2 A- MATERIAL ROCOSO

2.1 DEFINICIN

Para propsitos ingenieriles se define a la roca como un agregado de partculas minerales

discretas, fundidas, cementadas o comprimidas con composicin qumica definida y

estructura molecular cuyas propiedades dependen de las propiedades fsicas de los

constituyentes y el tipo de vnculo entre cada uno de estos constituyentes.

2.2 NATURALEZA DISCONTINUA DE LAS ROCAS

En toda masa rocosa existen discontinuidades fsicas en forma de planos o superficies las

cuales separan bloques de roca intacta. Por consiguiente, para aplicaciones prcticas se

debe hacer una distincin entre los trminos roca intacta y macizo rocoso.

El trmino roca intacta se refiere al cuerpo continuo macroscpicamente homogneo

y libre de fracturas y juntas que se encuentra entre los planos de debilidad o

discontinuidades (juntas, fallas, cavidades, estratificacin esquitosidades, etc.).

En el caso de macizo rocoso, las discontinuidades pueden estar presentes en forma

de superficies de debilidad llamadas defectos del macizo rocoso (juntas, fallas, cavidades,

estratificacin y esquistosidades).

Por lo citado anteriormente se puede ver que la resistencia y deformacin

caractersticas de un macizo rocoso estn influenciadas por las propiedades fsicas de los

bloques de roca intacta y por el nmero y naturaleza de las discontinuidades que separan los

bloques individuales.

Para realizar la descripcin del comportamiento del macizo rocoso es necesario

conocer ciertas propiedades de la roca intacta y aplicar factores de reduccin apropiados

que nos ayuden a determinar las propiedades fsicas y mecnicas de la masa rocosa.

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La cantidad de discontinuidades presente en un sistema rocoso es variable y depende

del volumen de masa que se analiza. La posibilidad de que se presenten discontinuidades es

mayor en una masa de mayor volumen (Figura 2.1) y afecta directamente a ciertas

propiedades como se muestra a continuacin:

Figura 2.1 Contraposicin Roca intacta Macizo rocoso (Evert Hoek; 2000)

- Resistencia

La resistencia de la roca intacta es mayor que la del macizo rocoso, esto se debe a la

existencia de planos de debilidad (juntas, fallas, cavidades, estratificacin y

esquitosidades, etc.).

- Permeabilidad

La permeabilidad es mayor en el macizo rocoso que en la roca intacta. Esto se debe a

que el agua no solamente fluye por los poros o fisuras del bloque de roca, sino lo hace

a travs de las discontinuidades. Estas discontinuidades pueden tener material de

relleno que habitualmente es ms permeable que los bloques de roca intacta.

- Deformabilidad

La deformabilidad es mayor en el macizo rocoso que en la roca intacta. Las superficies

de separacin o discontinuidades presentan material de relleno que generalmente es

ms deformable que la roca lo que aumentar la deformabilidad del conjunto.

Propiedades ndice de la matriz rocosa

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1 MUESTRAS Y MUESTREO

Para la realizacin de los diferentes ensayos de caracterizacin de roca es necesaria la

obtencin de muestras que sean representativas del material que ser investigado. El grado

de perturbacin en el muestreo no deber afectar los resultados de los ensayos.

1.1 MUESTREO

Las muestras utilizadas para los ensayos tanto in situ como en laboratorio pueden ser

muestras rutinarias o muestras para investigacin.

Las muestras rutinarias son aquellas que estas ligeramente perturbadas pero que

mantienen sus caractersticas fsicas y propiedades mecnicas. Las muestras rutinarias

deben ser tomadas por personal experimentado y deben ser almacenadas y rotuladas

cuidadosamente.

El equipo necesario para el muestreo de las rocas es el siguiente: Mapa de la regin,

brjula, martillo, navaja, marcador indeleble, bolsas de plstico, libreta de anotaciones, regla,

guantes, mazo, cinceles y cajas para el transporte seguro de las muestras.

La muestra para investigacin se colecta con el mayor cuidado posible mediante

procesos costosos que evitan la perturbacin. Mtodos tales como perforacin nos

proporcionan datos como la composicin, espesor y extensin de cada una de las

formaciones del rea, tambin se obtienen muestras a las cuales se harn las diferentes

pruebas de laboratorio.

1.2 MUESTRAS

Los procedimientos de muestreo son las tcnicas que se aplican para obtener especmenes

alterados o inalterados a diferentes profundidades del subsuelo con lo que posteriormente se

realizan pruebas de laboratorio.

Muestras alteradas. Son muestras cuyo acomodo estructural se pierde a consecuencia

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de su extraccin; se utilizan en laboratorio para identificar el tipo de roca al que corresponde,

para realizar pruebas ndice y someterlas a pruebas mecnicas.

Muestras inalteradas. Son muestras donde el material ha sido sujeto a una pequea

alteracin y el contenido de humedad ha sido conservado. Las muestras conservan las

caractersticas mecnicas y fsicas las mismas que son obtenidas en ensayos de laboratorio.

1.3 REQUERIMIENTOS DE TRANSPORTE

La muestra puede daarse si no se toman ciertas precauciones durante el transporte. La

forma de transporte, distancia, terreno y manejo son factores importantes para mantener

inalteradas las propiedades de la roca.

La muestra debe ser almacenada en una caja especialmente construida para evitar la

alteracin de las propiedades a determinar mediante los ensayos de caracterizacin.

El manipuleo de las muestras en la carga y descarga debe hacerse teniendo cuidado

de no golpear o dejar caer las muestras. Si una muestra cae accidentalmente, esto debe ser

registrado y tomado en cuenta para la realizacin de los ensayos.

Se debe prever el transporte adecuado de las muestras envueltas en material a prueba

de golpes para mantener su integridad. Se deben tomar las previsiones necesarias para

mantener el contenido natural de agua.

1.4 REGISTRO Y ALMACENAMIENTO

Se debe asignar un nmero de identificacin para cada espcimen en el inventario. El

nmero de identificacin debe ser lo menos complejo posible para evitar errores en el

registro de resultados. El nmero de identificacin debe tener alguna relacin con la

procedencia de la muestra (Posicin, profundidad, etc.).

Cuando las muestras son removidas y cortadas para ser utilizadas en los diferentes

ensayos, los especmenes deben ser registrados de tal forma que tengan trazabilidad y que

la muestra de la cual se extrajeron se identifique fcilmente.

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La profundidad de la extraccin debe ser registrada y se debe identificar el tipo de

ensayo que se realizar con cada muestra. Las muestras se deben almacenar de tal forma

que sean fcilmente recuperables y en un ambiente que no altere las propiedades de inters.

1.5 PREPARACIN DE ESPECIMENES

Las muestras removidas del inventario deben ser manipuladas cuidadosamente para

preservar el contenido de humedad y la integridad de la muestra. Las tcnicas de

preparacin deben ser elegidas cuidadosamente para prevenir la alteracin de los

especmenes. Las tcnicas de preparacin para cada ensayo se especifican en las

siguientes secciones.

La cantidad de muestra requerida para realizar los diferentes ensayos de

caracterizacin se detalla en las tablas 1.1 y 1.2

Ensayo N de especmenes Descripcin Masa

p/espcimen (g) Masa total

(g)

Carga puntual 15 Bloques prismticos irregulares o ncleos

500 7500 D=50 mm; 0.3W

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Ensayo N de especmenes Descripcin Masa

p/espcimen (g) Masa total

(g)

Carga puntual 25 Bloques prismticos irregulares o ncleos

500 12500 D=50 mm; 0.3W

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2 DETERMINACIN DEL COLOR

2.1 ALCANCE

Este mtodo completa las guas, requerimientos y procedimientos para determinar el color en

estado seco y hmedo de las rocas.

2.2 TERMINOLOGA

Tono o matiz: Es el estado puro del color, sin el blanco o negro agregados.

Valor o intensidad: el valor es el mayor grado de claridad u oscuridad de un color.

Cromaticidad o saturacin: es la pureza o intensidad de un color particular.

2.3 RESUMEN

El color de las rocas se determina mediante comparacin visual de la superficie de la roca en

estado seco y hmedo con fichas estandarizadas de colores de la cartilla de colores e rocas.

2.4 EQUIPO Y HERRAMIENTAS

- Cartilla de colores de Munsell

2.5 MUESTRAS

Una muestra representativa deber comprender varios especmenes de roca con

caractersticas similares. La superficie sobre la cual se realizara la determinacin del color

debe estar limpia y no mostrar seales de intemperizacin.