Caracterización Del Macizo Rocoso-Orbasa

download Caracterización Del Macizo Rocoso-Orbasa

If you can't read please download the document

description

determinacion de macizos rocosos

Transcript of Caracterización Del Macizo Rocoso-Orbasa

  • UNIVERSIDAD NACIONAL

    DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERA

    ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE

    INGENIERA GEOLGICA

    MECNICA DE ROCAS

    CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    DOCENTE: Ing. REYNALDO RODRGUEZ CRUZADO

    ALUMNOS:

    BAZN SANTA CRUZ, Orlando

    FALCONI REYES, Alejandro

    HERRERA VENTURA, Albert

    SPELUCIN ESTELA, Jhennyfer

    TORRES CABRERA, Daniel

    TUESTA RABANAL, Julio

    Cajamarca, agosto de 2012

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 1

    NDICE NDICE ....................................................................................................................................... 1

    INTRODUCCIN ...................................................................................................................... 2

    I. CARACTERIZACIN DE LA MATRIZ ROCOSA .................................................... 3

    1.1. Litologa. .................................................................................................................. 3

    1.2. Meteorizacin ........................................................................................................... 5

    1.3. Propiedades Fsicas: ................................................................................................. 6

    1.4. Propiedades elsticas ................................................................................................ 7

    1.5. Propiedades Mecnicas ............................................................................................ 7

    II. CARACTERIZACIN DE LAS DISCONTINUIDADES ....................................... 11

    2.1. Tipo de discontinuidades ........................................................................................ 11

    2.2. Orientacin ............................................................................................................. 14

    2.3. Espaciado ............................................................................................................... 14

    2.4. Persistencia ............................................................................................................. 15

    2.5. Rugosidad ............................................................................................................... 15

    2.6. Abertura .................................................................................................................. 16

    2.7. Relleno ................................................................................................................... 16

    2.8. Resistencia a las paredes de la discontinuidad ....................................................... 17

    2.9. Filtraciones ............................................................................................................. 17

    III. CARACTERIZACIN DE AFLORAMIENTOS ..................................................... 18

    3.1. Tamao de bloque y grado de fracturacin ............................................................ 18

    3.2. Grado de meteorizacin ......................................................................................... 21

    3.3. El ndice de resistencia geolgica, GSI .................................................................. 22

    IV. EL AGUA EN EL MACIZO ROCOSO .................................................................... 23

    4.1. El agua en el macizo rocoso ................................................................................... 23

    4.2. Parmetros hidrulicos. .......................................................................................... 25

    4.3. Efectos del agua sobre el comportamiento del macizo rocoso............................... 25

    V. IMPORTANCIA DE LA GEOFSICA ..................................................................... 26

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 2

    INTRODUCCIN

    Para realizar cualquier trabajo ingenieril, como construccin de estructuras, sobre un macizo

    rocoso, es necesario conocer el comportamiento de ste y la respuesta que pueda ofrecer

    frente a dicha construccin; para lo cual una de las actividades principales que se debe

    realizar es la caracterizacin del macizo rocoso, considerando su grado de fracturamiento,

    grado de meteorizacin, adems de las propiedades de la matriz rocosa como litologa,

    meteorizacin y resistencia, y las propiedades de las discontinuidades como su espaciado,

    persistencia, rugosidad, abertura, relleno, filtraciones.

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 3

    I. CARACTERIZACIN DE LA MATRIZ ROCOSA

    Se define Matriz Rocosa como el material rocoso sin discontinuidades o bloques de roca entre

    discontinuidades, la cual queda caracterizada en base a su origen, propiedades fsicas y

    mecnicas.

    La descripcin de la matriz rocosa con fines ingenieriles requiere la descripcin de ciertos

    parmetros o propiedades con cierto grado de confiabilidad, la obtencin de estos parmetros

    pueden ser mediante ensayos de campo o laboratorio.

    1.1. Litologa.

    La identificacin de una roca se establece a partir de su composicin, textura y estructura. A

    estos criterios descriptivos se unen las caractersticas genticas, composicin qumica y de las

    relaciones temporales y espaciales con otras rocas.

    Las observaciones ms prcticas son:

    Composicin mineralgica.

    Forma y tamao de los granos.

    Color.

    Dureza.

    Para la correcta observacin de estas propiedades es necesario limpiar la roca, eliminando la

    capa superficial de alteracin. La composicin mineralgica permite clasificar litolgicamente

    la roca. Los minerales ms comunes que forman las rocas se pueden identificar a nivel de

    muestra de mano con una lupa. La identificacin detallada de los minerales requiere un

    estudio petrogrfico mediante lmina delgada, que se realizar siempre que existan dudas en

    la identificacin de los mismos. Una vez descritos los minerales, se nombra y clasifica la roca.

    El sistema ms recomendable se basa en clasificaciones geolgicas orientadas hacia usos

    geotcnicos. En el Cuadro 2 Gonzales de Vallejo 2002 se incluye la clasificacin propuesta

    por la Sociedad Internacional de Mecnica de Rocas (ISRM). La identificacin de la roca se

    completa definiendo el tamao de grano y el color.

    EI tamao de grano hace referencia a las dimensiones medias de los minerales o fragmentos

    de roca que componen la matriz rocosa. En rocas de grano fino es til la ayuda de una lupa de

    mano. EI tamao de las partculas minerales que componen la roca puede ser homogneo

    (rocas equigranulares) o presentar variaciones importantes (heterogranulares).

    Los trminos utilizados y los intervalos de tamao reconocidos internacionalmente son los

    indicados en el Cuadro1

    Cuadro 1. Tamao de grano

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 4

    EI color de una roca depende de los minerales que la componen. Algunos minerales tienen un

    color distintivo, pero frecuentemente contienen sustancias o impurezas que lo modifican. El

    color se puede describir de forma semejante al de los suelos, dando un color principal seguido

    de uno secundario e indicando, por ltimo, la intensidad que presenta (por ejemplo, granito

    gris verdoso claro). La observacin debe realizarse sobre la roca fresca, una vez retirada la

    capa superficial de alteracin. La variacin en la coloracin puede afectar a todos los

    minerales constituyentes o solo a algunos, aspecto que ha de indicarse en la descripcin.

    La dureza es una propiedad directamente relacionada con la resistencia, que depende de la

    composicin mineralgica y del grado de alteracin que afecte a la roca. Su descripcin es

    cualitativa. Generalmente se adoptan como criterios la densidad y la resistencia de la roca,

    establecindose el grado 1 para la roca menos densa y resi3

    y c = 50 kg/

    cm2 3

    y c = 1.800 kg/cm

    2

    ). Para

    evaluar la dureza de los minerales se emplea la escala de Mohs, que asigna un valor de 1 para

    el mineral ms blando (talco) y un valor de 10 para el ms duro (diamante).

    Cuadro 2. Clasificacin de rocas para usos geotcnicos

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 5

    Cuadro 3. Escala de Dureza de Mohs

    Dureza Mineral Comentario Composicin qumica

    1 Talco Se puede rayar fcilmente con la ua Mg3Si4O10(OH)2

    2 Yeso Se puede rayar con la ua con ms dificultad CaSO42H2O

    3 Calcita Se puede rayar con una moneda de cobre CaCO3

    4 Fluorita Se puede rayar con un cuchillo de acero CaF2

    5 Apatito Se puede rayar difcilmente con un cuchillo Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)

    6 Ortosa Se puede rayar con una lija para el acero KAlSi 3O8

    7 Cuarzo Raya el vidrio SiO2

    8 Topacio Rayado por herramientas de carburo de wolframio Al 2SiO4(OH-,F-)2

    9 Corindn Rayado por herramientas de carburo de Silicio Al 2O3

    10 Diamante El ms duro, no se altera con nada excepto otro diamante . C

    10 Grafeno El ms duro, no se altera con nada excepto otro grafito.

    1.2. Meteorizacin

    EI grado de meteorizacin de la roca es un parmetro importante ya que que condiciona sus

    propiedades mecnicas. Segn avanza el proceso de meteorizacin aumentan la porosidad,

    permeabilidad y deformabilidad del material rocoso, al tiempo que disminuye su resistencia.

    La identificacin del estado o grado de meteorizacin de la matriz rocosa se puede realizar de

    forma sistemtica a partir ndices normalizados propuestos por la Sociedad Internacional de

    *Admiten grados: ligeramente (< 10%), moderadamente (

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 6

    1.3. Propiedades Fsicas:

    a b

    c

    Cuadro 5. Valores tpicos de propiedades fsicas de las rocas

    Imagen 1. Diferentes grados de meteorizacin de matriz rocosa grantica. a) roca

    ligeramente decolorada, con cambios en el color original de la matriz rocosa; b) roca

    desintegrada, alterada al estado de suelo, manteniendo la fbrica original; c) roca

    descompuesta

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 7

    1.4. Propiedades elsticas

    Cuadro 7. Mdulo de Elasticidad en algunas Rocas (Farmer, 1968)

    1.5. Propiedades Mecnicas

    Parmetros que permiten caracterizar y clasificar la matriz rocosa: la resistencia (compresin

    simple), y el comportamiento frente a la deformacin (mdulo de Young, coeficiente de

    Poisson).

    Resistencia a la comprensin

    La resistencia determina la competencia de la matriz rocosa para mantener unidos sus

    componentes, y depende fundamentalmente de su composicin mineral y del grado de

    alteracin. La resistencia de la matriz rocosa puede ser estimada en el afloramiento mediante

    ndices de campo o a partir de correlaciones con datos proporcionados por sencillos ensayos

    de campo, como el ensayo de carga puntual PLT o el martillo Schmidt o de comprensin

    uniaxial, adems de los ensayos mecnicos y de comprensin uniaxial obtenidos en

    laboratorio.

    Cuadro 6. ngulo de friccion y cohesion por tipo de roca

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 8

    a. ndices de campo: Resistencia a la comprensin Uniaxial (ISMR):

    Es una aproximacin del valor de dicho parmetro, basado en la valoracin de caractersticas

    cualitativas que permite estimar su valor cuantitativo del rango de resistencia de rocas y

    suelos.

    Para ello de debe limpiar la capa de alteracin superficial, hacer pruebas con navaja, con

    picota y clasificar la resistencia de la roca de acuerdo con la tabla.

    Cuadro 8. Resistencia de la roca a partir de ndices de campo (ISMR):

    b. Ensayo con el esclermetro o martillo Schmidt

    Es un ensayo sencillo de campo o laboratorio, que permite estimar la resistencia a la

    comprensin simple de la matriz rocosa y que tambin se aplica a discontinuidades. Se debe

    tener en cuenta algunas discontinuidades de aplicacin como: en la roca matriz se debe evitar

    bloques pequeos o discontinuidades cercanas, y en superficies de discontinuidad aplicar

    directamente.

    El ensayo consiste en lanzar una masa mediante un muelle sobre un vstago en contacto con

    la roca

    simple (grfico de Miller).

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 9

    c. Ensayo de carga puntual o ensayo PLT (Point Load Test)

    EI ensayo de carga puntual o de rotura entre puntas, PLT, permite obtener un ndice, Is,

    correlacionable con la resistencia a compresin simple. Utilizando fragmentos de roca o

    testigos. Se aplica una carga puntual a un trozo de roca hasta su rotura y as obtener dicho

    ndice

    Is = P / D2

    El ndice obtenido (Is) est relacionado con la resistencia a la com

    correccin.

    Cuadro 9. Clasificacin de la Resistencia de la Matriz Rocosa-ISMR 1981 Bieniawski 1973.

    1MPa = 10,2 Kp/ cm2

    En ambos casos es recomendable tomar un nmero elevado de medidas y realizar su anlisis

    estadstico. Con los valores de resistencia obtenidos con estos mtodos se puede clasificar la

    matriz rocosa en base a los criterios del Cuadro 8

    Imagen 2. Martillo Schdmith y su baco para estimar el valor de la resistencia a la

    comprensin de una roca.

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 10

    Cuadro 10. Mostrando Valores tpicos de resistencia de la roca:

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 11

    II. CARACTERIZACIN DE LAS DISCONTINUIDADES

    Las discontinuidades condicionan de una forma definitiva las propiedades y el

    comportamiento resistente, deformacional e hidrulico de los macizos rocosos. La resistencia

    al corte de las discontinuidades es el aspecto ms importante en la determinacin de la

    resistencia de los macizos rocosos duros fracturados, y para su estimacin es necesario definir

    las caractersticas y propiedades de los planos de discontinuidad.

    2.1. Tipo de discontinuidades

    El termino discontinuidad hace referencia a cualquier plano de separacin en el macizo

    rocoso, pudiendo tener origen sedimentario, como las superficies de estratificacin o

    laminacin, diagentico o tectnico, como las diaclasas o las fallas.

    Los principales tipos de discontinuidades presentes en el macizo rocoso son:

    Planos de estratificacin, dividen en capas o estratos a las rocas sedimentarias.

    Se trata de discontinuidades sistemticas con una persistencia elevada, y cuyo espaciado

    oscila generalmente entre unos pocos centmetros y varios metros.

    Imagen 3. Planos de estratificacin, intercalacin de lutitas y calizas, Fm-Pariatambo

    Fallas, son discontinuidades singulares que

    corresponden a planos de rotura o

    fracturacin con desplazamiento relativo

    entre los bloques, la extensin de las fallas

    pueden variar entre algunos metros y

    centenares de kilmetros. Pueden llevar

    asociadas zonas de debilidad denominadas

    ocasiones no se pueden distinguir un plano

    neto de rotura.

    Imagen 4. Falla normal

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 12

    Diaclasas, tambin denominadas juntas, son fracturadas que no han tenido desplazamiento y

    las que ms comnmente se presentan en el macizo rocoso.

    Son los planos de discontinuidad ms frecuentes en los macizos rocosos. Atendiendo a su

    origen se distinguen varios tipos:

    - Diaclasas de origen tectnico asociadas a

    plegamientos y a fallas.

    - Diaclasas en rocas gneas formadas por

    contraccin durante o despus del

    emplazamiento del cuerpo gneo. Presentan

    una disposicin caracterstica en tres familias

    ortogonales entre s.

    - Diaclasas de relajacin debidas a una reduccin

    de la carga litosttica. Se disponen

    subparalelamente a la superficie topogrfica y su

    frecuencia disminuye en profundidad.

    Planos de foliacin o esquistosidad, se

    forman entre las capas de las rocas

    metamrficas dando la apariencia de hojas o

    lminas.

    Tambin pueden ser de origen tectnico

    cuando aparecen en rocas que han sufrido

    una deformacin importante, deponindose

    perpendicularmente a la direccin

    compresiva del mximo acortamiento.

    Imagen 5. Familias de diaclasas asociadas

    a pliegues

    Imagen 6. Disyuncin columnar en

    basaltos con juntas verticales.

    Imagen 7. Fracturas de descompresin

    en macizos rocosos de granito

    Imagen 8. Planos de esquistosidad en relacin con

    pliegues

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 13

    Contactos litolgicos, son planos singulares

    de separacin entre diferentes litologas de un

    macizo rocoso. En el caso de las rocas

    sedimentarias tienen menor significacin con

    respecto al comportamiento del macizo en su

    conjunto, incluyndose en las superficies de

    estratificacin. Sin embargo en las rocas gneas

    tienes gran importancia sobre todo en el caso

    de los diques y de rocas filonianas.

    Venillas, Son rellenos de las fracturas con otros materiales.

    Imagen 10. Venillas rellenas con xidos

    Pliegues, son estructuras en las cuales los estratos se presentan curvados.

    Imagen 11. Anticlinal recumbente, Fm-Carhuaz

    Imagen 9. Contacto litolgico entre la Fm-

    Pariatambo y Fm-Yumagual

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 14

    2.2. Orientacin

    Es la posicin de la discontinuidad en el espacio y comnmente es descrito por su rumbo y

    buzamiento. Cuando un grupo de discontinuidades se presentan con similar orientacin o en

    otras palabras son aproximad

    La orientacin relativa y el espaciado de las diferentes familias de un macizo rocoso definen

    la forma de los bloques que conforman el macizo. La orientacin de las discontinuidades con

    respecto a las estructuras u obras de ingeniera condiciona la presencia de inestabilidades y

    roturas a su favor.

    Imagen 12. Medida de Orientacin de planos de discontinuidad

    2.3. Espaciado

    Es la distancia perpendicular entre

    discontinuidades adyacentes de una misma

    familia. ste determina el tamao de los boques

    de roca intacta. Cuanto menos espaciado tengan,

    los bloques sern ms pequeos y cuanto ms

    espaciado tengan, los bloques sern ms grandes.

    El espaciado juega un papel muy importante en

    la permeabilidad del macizo rocoso. En general,

    la conductividad hidrulica referida a una

    determinada familia es inversamente

    proporcional a su espaciado, siempre que la

    abertura de las discontinuidades individuales sea

    comparable.

    Cuadro 11. Descripcin del espaciado, ISRM (1981)

    Imagen 13. Espaciado de una familia de

    discontinuidades

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 15

    2.4. Persistencia

    Es la extensin del plano de discontinuidad. Es

    importante destacar las familias ms continuas, ya que

    por lo general sern stas las que condicionen

    principalmente los planos de rotura del macizo

    rocoso. Cuanto menor sea la persistencia, el macizo

    rocoso ser ms estable y cuanto mayor sea sta, ser

    menos estable.

    Cuadro 12. Clasificacin de la persistencia, ISRM (1981)

    2.5. Rugosidad

    Es la aspereza o irregularidad de la superficie de la discontinuidad. Determina su resistencia al

    corte, cuanto menor rugosidad tenga una discontinuidad, el macizo rocoso ser menos

    competente y cuanto mayor sea sta, el macizo rocoso ser ms competente.

    Imagen 15. Diferencia entre una superficie poco rugosa u una superficie rugosa

    El trmino rugosidad se emplea en sentido amplio para hacer referencia tanto a la ondulacin

    de las superficies de discontinuidad, como a las irregularidades o rugosidades a pequea

    escala de los planos, definidas en ocasiones como de 1 y 2 orden respectivamente.

    Imagen 16. Diferencia entre rugosidad y ondulacin

    Imagen 14. Persistencia de una

    discontinuidad en un macizo rocoso

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 16

    2.6. Abertura

    Es la separacin entre las paredes rocosas

    de una discontinuidad o el grado de

    abierto que sta presenta, cuando no existe

    relleno. A menor apertura, las condiciones

    del macizo rocoso sern mejores y a

    mayor apertura las condiciones sern ms

    desfavorables.

    Este parmetro puede variar en las

    diferentes zonas del macizo rocoso:

    mientras que en la superficie la abertura

    puede ser elevada, al aumentar la

    profundidad sta se reduce, pudiendo

    llegar a cerrarse.

    Cuadro 13. Clasificacin de la abertura, ISRM (1981)

    2.7. Relleno

    Son los materiales que se encuentran

    dentro de la discontinuidad. La

    presencia de relleno gobierna el

    comportamiento de la discontinuidad,

    por lo que deben ser reconocidos y

    descritos todos los aspectos referentes a

    sus propiedades y estado.

    Las caractersticas principales del

    relleno que deben describirse en el

    afloramiento son: su naturaleza,

    espesor o anchura, resistencia al corte y

    permeabilidad. Cuando los materiales

    son suaves, el macizo rocoso es menos competente y cuando stos son ms duros, sta es ms

    competente.

    Imagen 17. Abertura de una discontinuidad

    Imagen 18. Brecha de falla

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 17

    2.8. Resistencia a las paredes de la discontinuidad

    La resistencia de la pared de una discontinuidad influye en su resistencia al corte y en su

    deformabilidad.

    Depende del tipo de matriz rocosa, del grado de alteracin y de la existencia o no de relleno.

    En discontinuidades sanas y limpias, la resistencia sera la misma de la matriz rocosa, pero

    generalmente es menor debido a la meteorizacin de las paredes: los procesos de alteracin

    afectan en mayor grado a los planos de discontinuidad que a la matriz rocosa.

    La resistencia puede estimarse en campo con el martillo Schmidt, aplicndolo directamente

    sobre la discontinuidad o a partir de los ndices de campo. En ambos casos las medidas deben

    realizarse sobre paredes representativas del estado de alteracin de las discontinuidades,

    considerando tambin las discontinuidades ms frecuentes o ms significativas en el macizo

    rocoso.

    2.9. Filtraciones

    EI agua en el interior de un macizo rocoso procede generalmente del flujo que circula por las

    discontinuidades (permeabilidad secundaria), aunque en ciertas rocas permeables las

    filtraciones a travs de la matriz rocosa (permeabilidad primaria) pueden ser tambin

    importantes.

    Cuadro 14. Descripcin de un flujo de agua en discontinuidades con relleno y sin relleno

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 18

    III. CARACTERIZACIN DE AFLORAMIENTOS

    EI primer paso en el estudio de un afloramiento de un macizo rocoso debe ser la

    identificacin del mismo y su descripcin general y objetiva basados nomenclaturas y

    clasificaciones normalizadas. Posteriormente se dividir en zonas o sectorizacin si el

    afloramiento es bastante amplio y la descripcin ms puntual de las mismas en forma

    sistemtica, sin omitir informacin bsica, para lo cual es muy til realizar fotografas y

    dibujos esquemticos del afloramiento, donde se pueden indicar las caractersticas bsicas de

    cada zona.

    3.1. Tamao de bloque y grado de fracturacin

    Es una de las clasificaciones que establecen el grado de calidad del macizo rocoso,

    proporcionando valores estimativos de sus propiedades resistentes. Y es as que el grado de

    fracturamiento es el que controla el tamao y forma de los bloques que forman el macizo

    rocoso y ste a su vez condiciona de forma definitiva y sus propiedades resistentes y

    deformacionales del macizo.

    A. La descripcin del tamao de bloque se puede realizar de las siguientes formas:

    Imagen 19. Descripcin de los bloques en funcin al nmero de familias de discontinuidades

    Mediante el ndice de tamao de bloque Ib, es el que representa las dimensiones medias de

    los bloques en el afloramiento.

    Ib = ( Si) / n (espaciado modal) [m]

    Ib = (e1 + e2 + e3)/3 (afloramiento con tres discontinuidades, incluido el plano de

    estratificacin)

    Siendo e1 e

    2 y e

    3 los valores medios del espaciado de las tres familias de discontinuidades.

    Mediante el parmetro Jv, que representa el nmero total de discontinuidades que

    interceptan una unidad de volumen (1 m3

    ) del macizo rocoso. Ante la dificultad de observar

    tridimensionalmente un afloramiento, el valor de Jv

    se suele determinar contando las

    discontinuidades de cada familia que interceptan una longitud determinada, midiendo

    perpendicularmente a la direccin de cada una de las familias (o en su defecto realizando la

    correccin necesaria con respecto a la direccin aparente de medida):

    n de discontinuidades

    JV

    ----------------------------------

    Longitud de medida (m3)

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 19

    Por ejemplo, para un macizo con tres familias de discontinuidades (J1, J

    2 y J

    3):

    JV

    = (n J1/L1) + (n J

    2/L

    2) + (n J

    3/L

    3)

    De forma ms rpida, aunque menos exacta, tambin puede estimarse el valor de Jv

    contando el nmero total de discontinuidades que interceptan una longitud L en cualquier

    direccin de inters (cortando al mayor nmero posible de planos), correspondiendo este valor

    n de discontinuidades

    = ----------------------------------

    L (m)

    El valor de Jv

    se relaciona con el tamao de los bloques segn el Cuadro 1; los valores

    mayores de 60 corresponden a un macizo rocoso brechificado.

    Cuadro 15. Descripcin del tamao de bloque en funcin del nmero de discontinuidades (ISRM, 1981)

    El siguiente cuadro incluye una clasificacin del macizo rocoso en funcin de la forma y

    tamao del bloque y de la intensidad de fracturacin.

    Cuadro 16. Clasificacin de macizos rocosos en funcin del tamao y forma de los bloques

    Imagen 20.

    a) Bloques cbicos pequeos formados por familias de discontinuidades ortogonales entre si en materiales

    margocalizos: b) bloques columnares grandes (de unos 3 m de altura) en un macizo volcnico con la parte

    inferior afectad a por un mayor grado de fracturacin: (fotos L. G. de Vallejo.)

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 20

    B. El grado de fracturamiento del macizo rocoso est definida por el nmero, espaciado y condiciones de las discontinuidades.

    EI grado de fracturacin se expresa habitualmente por el valor del ndice RQD (rock quality

    designation). En base a su valor se clasifica la calidad del macizo rocoso, tal como lo

    podemos ver en el siguiente cuadro.

    Cuadro 17. Clasificacin de la calidad del macizo segn el ndice RQD (L. G. de Vallejo)

    RQD% CALIDAD

  • CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

    MECNICA DE ROCAS Pgina 21

    3.2. Grado de meteorizacin

    El grado de meteorizacin se emplea tambin para la clasificacin cualitativa de los macizos

    rocosos, puesto que influyen de manera importante en sus propiedades de resistencia y

    deformacin

    Factores internos: mineraloga, componentes, textura y estructura, (cada tipo de roca sufre unos procesos: presenta mayor o menor intensidad).

    Factores externos: clima (temperatura, humedad, lluvia, viento), determina el tipo y la intensidad.

    Se realiza por observacin directa del afloramiento y en comparacin con los ndices

    estndares. Siendo necesario en ocasiones fragmentar la roca para observar el grado de la

    meteorizacin de la matriz rocosa.

    Cuadro 19. Evaluacin del grado de meteorizacin del macizo rocoso (ISRM, 1981) (L. G. de Vallejo)

    En la siguiente figura. se presentan ejemplos de macizos rocosos afectados por diferentes

    grados de meteorizacin.

    Imagen 22

    Ejemplos de meteorizacin de macizos rocosos. a) Grado II: gneiss glandular con matriz rocosa y superficies de

    discontinuidad ligeramente decoloradas; b) y c) Grado III: macizos rocosos calizo y cuarctico moderadamente

    meteorizados, con alteracin en las superficies de discontinuidad y en los bloques de matriz rocosa; d) Grado

    IV: macizo cuarctico muy meteorizado, con los bloques de matriz rocosa separados y muy alterados. (L. G. de

    Vallejo)