Clasificación de macizo rocoso

Clasificación de macizo Clasificación de macizo rocosorocoso

EXPLOTACIÓN DE MINAS – UNIVERSIDAD DE CHILEEXPLOTACIÓN DE MINAS – UNIVERSIDAD DE CHILE

Geomecánica – Clasificación Geomecánica – Clasificación de macizo rocosode macizo rocoso El comportamiento de probetas en El comportamiento de probetas en

laboratorio es muy distinto al laboratorio es muy distinto al comportamiento del macizo rocoso, comportamiento del macizo rocoso, producto de las discontinuidades y planos producto de las discontinuidades y planos de debilidad.de debilidad.

Es necesario medir el comportamiento del Es necesario medir el comportamiento del macizo rocoso macizo rocoso

Sistemas de clasificación de Sistemas de clasificación de macizos rocososmacizos rocosos


RQD: Rock Quality RQD: Rock Quality Designation Index (Deere et Designation Index (Deere et al., 1967)al., 1967) RQD: % del RQD: % del

testigo intacto de testigo intacto de más de dos veces más de dos veces el diámetro del el diámetro del testigo.testigo. A partir de A partir de

testigos de testigos de sondajes de al sondajes de al menos 54.7 mm menos 54.7 mm de diámetro.de diámetro.

RQD es un RQD es un parámetro parámetro direccional.direccional.

Fracturas por Fracturas por manejo deben manejo deben ser ignoradas.ser ignoradas.


RSRRSR: Rock Structure Rating : Rock Structure Rating (Wickham et al., 1972)(Wickham et al., 1972) El RSR es un método cuantitativo para seleccionar el soporte El RSR es un método cuantitativo para seleccionar el soporte

apropiado y describir calidad del macizo rocoso. Su valor máximo apropiado y describir calidad del macizo rocoso. Su valor máximo es 100. Se calcula como la suma de tres valores, que miden es 100. Se calcula como la suma de tres valores, que miden respectivamente parámetros geológicos, geométricos y de respectivamente parámetros geológicos, geométricos y de presencia de agua.presencia de agua.

RSR = A + B + CRSR = A + B + C A: GeologíaA: Geología

Origen del tipo de roca (ígneo, sedimentario o metamórfico)Origen del tipo de roca (ígneo, sedimentario o metamórfico) Dureza de la roca (dura, media, blanda, descompuesta)Dureza de la roca (dura, media, blanda, descompuesta) Estructura geológica (masiva, levemente, moderadamente, Estructura geológica (masiva, levemente, moderadamente,

intensamente plegada o fallada)intensamente plegada o fallada) B: Geometría B: Geometría Patrones de discontinuidad con respecto a la Patrones de discontinuidad con respecto a la

dirección del tuneldirección del tunel Espaciamiento de fracturasEspaciamiento de fracturas Orientación de fracturas (manteo e inclinación)Orientación de fracturas (manteo e inclinación) Dirección del túnelDirección del túnel

C: Aguas subterráneas y condición de fisurasC: Aguas subterráneas y condición de fisuras Calidad del macizo rocoso basado en A y BCalidad del macizo rocoso basado en A y B Condición de fisura (buena, mediana, mala)Condición de fisura (buena, mediana, mala) Cantidad de flujo de aguaCantidad de flujo de agua


RSRRSR En base al valor de RSR se recomiendan elementos de En base al valor de RSR se recomiendan elementos de

fortificación, mediante el gráfico siguiente. Estas fortificación, mediante el gráfico siguiente. Estas recomendaciones son puramente empíricas. El cálculo de los recomendaciones son puramente empíricas. El cálculo de los parámetros se presenta en las tres tablas siguientes.parámetros se presenta en las tres tablas siguientes.


RSRRSR Parámetro AParámetro A


RSRRSR Parámetro BParámetro B


RSRRSR Parámetro CParámetro C


RMR: Rock Mass Rating RMR: Rock Mass Rating (Bieniawski, 1976 – 1989)(Bieniawski, 1976 – 1989)Combina 6 factores asignándoles puntajes:Combina 6 factores asignándoles puntajes:1.1. Resistencia a la compresión uniaxialResistencia a la compresión uniaxial

a.a. LaboratorioLaboratoriob.b. Ensayo de carga puntual en terrenoEnsayo de carga puntual en terreno

2.2. RQD: % de recuperación de testigo de largo > 2 RQD: % de recuperación de testigo de largo > 2 veces el diámetroveces el diámetro

3.3. Espaciamiento de discontinuidades (se mide en Espaciamiento de discontinuidades (se mide en testigos)testigos)

a.a. Se asume que la roca tiene 3 conjuntos de fracturasSe asume que la roca tiene 3 conjuntos de fracturasb.b. Se utiliza el sistema más relevanteSe utiliza el sistema más relevante


RMRRMR4.4. Condición de discontinuidadesCondición de discontinuidades

a.a. Descripción de “aspereza” de la superficieDescripción de “aspereza” de la superficieb.b. Material de rellenoMaterial de rellenoc.c. Usar el más liso y desfavorableUsar el más liso y desfavorable

5.5. Aguas subterráneasAguas subterráneasa.a. Flujo de agua en excavación subterránea (si está Flujo de agua en excavación subterránea (si está

disponible)disponible)b.b. Presión de agua en discontinuidadesPresión de agua en discontinuidadesc.c. Se puede usar también el testigoSe puede usar también el testigo

6.6. Orientación de discontinuidadesOrientación de discontinuidadesa.a. Depende de aplicaciónDepende de aplicaciónb.b. No es fácil de determinarNo es fácil de determinar

i.i. Cámaras en sondajesCámaras en sondajesii.ii. Mapeo de piquesMapeo de piques


RMR: Rock Mass Rating RMR: Rock Mass Rating (Bieniawski, 1976 – 1989)(Bieniawski, 1976 – 1989)


EjemploEjemplo Túnel en granito levemente meteorizado Túnel en granito levemente meteorizado

con un set de discontinuidad principal con con un set de discontinuidad principal con inclinación 60º contra la dirección del túnel. inclinación 60º contra la dirección del túnel.

Ensayo de carga puntual entrega valores de Ensayo de carga puntual entrega valores de 8 MPa y un RQD promedio de 70%. 8 MPa y un RQD promedio de 70%. Discontinuidades son levemente ásperas y Discontinuidades son levemente ásperas y levemente alteradas con una separación de levemente alteradas con una separación de menos de 1 mm. Están espaciadas cada menos de 1 mm. Están espaciadas cada 300 mm. Se anticipa la presencia de agua 300 mm. Se anticipa la presencia de agua durante la construcción del túnel. durante la construcción del túnel.


MRMR: Modified Rock Mass MRMR: Modified Rock Mass Rating (Laubsher, 1977, Rating (Laubsher, 1977, 1984)1984) Ajusta el RMR para considerar:Ajusta el RMR para considerar:

Esfuerzos in situ e inducidosEsfuerzos in situ e inducidos Efectos de tronadura y alteración por Efectos de tronadura y alteración por

exposición de la roca fresca al ambienteexposición de la roca fresca al ambiente Modificaciones fueron hechas Modificaciones fueron hechas

inicialmente para condiciones en inicialmente para condiciones en minas de block cavingminas de block caving


Q: Rock Tunneling Quality Q: Rock Tunneling Quality Index (Barton et al., 1974)Index (Barton et al., 1974) Con el fin de entregar recomendaciones en la Con el fin de entregar recomendaciones en la

construcción de túneles (principalmente, en obras construcción de túneles (principalmente, en obras civiles), se desarrolló este índice. Q varía en escala civiles), se desarrolló este índice. Q varía en escala logarítmica de 0.001-1000logarítmica de 0.001-1000

Q = (RQD / Jn) x (Jr / Ja) x (Jw / SRF)Q = (RQD / Jn) x (Jr / Ja) x (Jw / SRF)

Donde:Donde: RQD RQD Rock Quality Designation Rock Quality Designation Jn Jn Número de sistemas de discontinuidad Número de sistemas de discontinuidad Jr Jr Número de rugosidad de discontinuidades Número de rugosidad de discontinuidades Ja Ja Número de alteración de discontinuidades Número de alteración de discontinuidades Jw Jw Factor de reducción por agua en discontinuidades Factor de reducción por agua en discontinuidades SRF SRF Stress reduction factor Stress reduction factor


QQ Además, las razones que participan en la Además, las razones que participan en la

expresión de Q, pueden también interpretarse:expresión de Q, pueden también interpretarse: (RQD / Jn) (RQD / Jn) mide tamaño de bloques mide tamaño de bloques (Jr / Ja) (Jr / Ja) rugosidad y fricción de discontinuidades rugosidad y fricción de discontinuidades

(resistencia al cizalle entre bloques)(resistencia al cizalle entre bloques) (Jw / SRF) (Jw / SRF) parámetros de esfuerzos parámetros de esfuerzos

Existe una fórmula empírica que correlaciona Q Existe una fórmula empírica que correlaciona Q con el RMR. Ésta relación fue propuesta por con el RMR. Ésta relación fue propuesta por Bieniawski:Bieniawski:

RMR = 9 log Q + 44RMR = 9 log Q + 44

Todos estos métodos pueden usarse para Todos estos métodos pueden usarse para determinar la estabilidad de las excavaciones y determinar la estabilidad de las excavaciones y definir la fortificación necesariadefinir la fortificación necesaria


QQ


QQ Q puede usarse para definir requerimientos Q puede usarse para definir requerimientos

de fortificación: Para ello, es necesario de fortificación: Para ello, es necesario conocer adicionalmente:conocer adicionalmente: La luz, diámetro o altura de la excavaciónLa luz, diámetro o altura de la excavación El ESR (Excavation Support Ratio)El ESR (Excavation Support Ratio)

El valor de ESR puede obtenerse de la tabla El valor de ESR puede obtenerse de la tabla siguiente y depende de la vida y uso que se siguiente y depende de la vida y uso que se le dará a la excavación. Una vez le dará a la excavación. Una vez determinado el ESR y la luz de la determinado el ESR y la luz de la excavación, se puede, con la ayuda del excavación, se puede, con la ayuda del valor de Q, determinar el requerimiento de valor de Q, determinar el requerimiento de soporte.soporte.


Q - ESRQ - ESR


Q Q – ESR (Fortificación)– ESR (Fortificación)

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