Libro Mecanica de Rocas Parte 2(18)
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9.2.8. Cálculo con el programa SWEDGE
La resolución de problemas de rotura en forma de cuña que a veces resulta algo complicado
realizar de manera manual ha sido implementada, en su versión basada en el cálculo vectorial(Hoek y Bray, 1974) ha sido implementada en algunos programas de cálculo como eldenominado SWEDGE de la compañía ROCSCIENCE (2002), que también permite cálculosestadísticos y realización de análisis de sensibilidad.
Este programa tiene la ventaja de que permite realizar cálculos de manera bastante sencilla y
rápida. Si se introducen los datos correspondientes tal y como muestra la Figura 9.46. Seobtienen rápidamente tanto los resultados gráficos que se presentan en la Figura 9.47, dondecomo se ve se incluye la representación en perspectiva de la cuña en cuestión, como laproyección estereográfica de los planos que afectan el estudio.
Figura 9.46. Introducción de datos en el programa SWEDGE (ROCSCIENCE, 2002).
Representación en perspectiva Representación estereográfica
Figura 9.47. Resultados gráficos del programa SWEDGE (ROCSCIENCE, 2002).
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También se obtendrán los resultados analíticos que se muestran en la Figura 9.48.
Figura 9.48. Resultados analíticos de la cuña analizada con el programa SWEDGE (ROCSCIENCE, 2002).
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REFERENCIAS
Hoek, E. y Bray, J.W. (1974). Rock Slope Engineering. Revised 3rd edition. IMM. Chapman &
Hall, Londres.
Hoek, E.; Kaiser, P.K. y Bawden, W.F. (1995). Support of Underground Excavations in Hard
Rock. Ed. Balkema. Rotterdam. Holanda.
Hoek, E. (2000). Rock Engineering. Course Notes by E. Hoek. Internet: página webwww.rocscience.com.
Hoek, E.: Carranza-Torres, C.; Corkum, B. (2002): The Hoek-Brown Failure Criterion - 2002Edition. 5th North American Rock Mechanics Symposium and 17th Tunneling Association ofCanada Conference: NARMS-TAC, 2002, pp. 267-271. Ed. Hammah, R., Bawden, W.,Curran, J. & Telesnicki, M. University of Toronto Press.
Kliche, CH. A. (1999). Rock slope engineering. SME. Society for Mining, Metallurgy andExploration, Inc. Colorado, EEUU.
Öcal, A, y Özgenoğlu, A. (1997). Determination of the sliding mode of tetrahedral wedges injointed slopes. Rock Mech. & Rock Eng. Vol. 30 (3). Pp 161-165.
ROCSCIENCE (2001). Roc-plane. User’s manual & Demo. Toronto, Canadá.ROCSCIENCE (2002). SWEDGE, Version 4. User’s guide. Toronto, Canadá.
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10. ROTURA POR VUELCO Y ROTURA DE TALUDES
PARALELOS A UNA FAMILIA DE DISCONTINUIDADES
Cada vez existen herramientas más sofísticadas en mecánica de rocas y sin embargo muchas
cuestiones fundamentales todavía no tienen respuesta como por ejemplo ¿Como se
decide el riesgo aceptable en una corta? o ¿Se debe excavar un túnel
mediante perforación y voladura o con un topo?E. Hoek, 1998
10.1. Introducción a la rotura por vuelco
Las roturas por vuelco de taludes aparecen principalmente cuando el rumbo del plano de
discontinuidad: falla, estratificación, etc., coincide aproximadamente con el del plano del talud yademás tiene un fuerte buzamiento hacia el interior del macizo rocoso.
Cuando el macizo rocoso presenta un conjunto de paquetes que quedan en voladizo, se
produce el vuelco por flexión (Figura 10.1.a); además, puede aparecer una familia dediscontinuidades conjugada con la principal, produciéndose en este caso un vuelco de bloques(Figura 10.1.b, 10.5 y 10.7 ) o un vuelco de bloques por flexión (Figura 10.1.c y 10.4).
a) Vuelco por flexión b) Vuelco de bloques c) Vuelco de bloques por flexiónFigura 10.1. Tipos de rotura por vuelco, Goodman y Bray (1977)
De los métodos analíticos para resolver los problemas de vuelco de taludes, uno de los másdifundidos es el propuesto por Goodman y Bray (1977), que se adapta sobre todo a taludesque presentan roturas con base escalonada ascendente reguIar, del tipo de vuelco de bloquesde la Figura 10.1.b.
Existen algunos desarrollos ulteriores basados en este modelo de Goodman y Bray (1977),
como el de Bobet (1999), posteriormente desarrollado por Sagaseta (2001), que consideracada bloque de espesor diferencial, pudiendo así integrar toda la masa y permitiendo realizaranálisis sobre un número ilimitado de bloques.
En lo que concierne al vuelco por flexión (Figura 10.1.a, 10.2, 10.3 y 10.6), se debe considerar
la resistencia a tracción del material rocoso de cada estrato o lamina de roca. Uno de los pocos
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métodos existentes que permite analizar este tipo de mecanismos es el denominado método deAdhikary (1999), basado también en equilibrio límite y ajustado a diversas observacionesrealizadas sobre modelos físicos y vuelcos naturales.
Figura 10.2.:Mecanismo de vuelco por flexión. Figura 10.3.: Caída evolutiva por vuelco de placasen la corta de Tharsis (Huelva).
Figura 10.4.: Caída por vuelco bloques. Según Hoek& Bray (1974).
Figura 10.5.: Caída por vuelco bloques en LasBatuecas (Salam anca).
Figura 10.6.: Pequeñas caídas evolutivas por vuelcopor flexión en esquistos. Cerca de Castelo-Branco
(Portuga).
Figura 10.7.: Talud de cantera en el que se hanvenido produciendo caídas por vuelco de bloques.
Actualmente se pueden utilizar también métodos numéricos y especialmente los de elementosdiscretos, como el código UDEC, para realizar análisis de estabilidad de este tipo de roturas.
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