UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS

TEMA: ROCAS EN INGENIERIA GEOLOGICA

La Mecánica de Rocas se encarga del estudio teórico y práctico de las propiedades y comportamiento mecánico de los materiales rocosos, y de su respuesta ante la acción de fuerzas aplicadas en su entorno físico.

Las rocas en ingeniería geológica

La finalidad de la Mecánica de Rocas es conocer y predecir el comportamiento de los materiales rocosos ante la actuación de las fuerzas internas y externas que se ejercen sobre ellos.

Los distintos ámbitos de aplicación de la mecánica de rocas se agrupan en:

1)Cuando el material rocoso constituye la estructura (excavaciones de túneles, galerías, taludes, etc.).

2)Cuando la roca es el soporte de otras estructuras (cimentaciones de edificios, presas, etc.).

3)Cuando las rocas son empleadas como material de construcción (escolleras, pedraplenes, rellenos, etc.).

FACTORES GEOLOGICOS QUE DOMINAN EL COMPORTAMIENTO Y LAS PROPIEDADES MECANICAS DE LOS MACIZOS ROCOSOS

1. La Litología y propiedades de la matriz rocosa.2. La estructura geológica y las discontinuidades.3. El estado de esfuerzos a que está sometido

el material.4. El grado de alteración o meteorización.5. Las condiciones Hidrogeológicas.

Es el conjunto de los bloque de matriz rocosa y de las discontinuidades de diverso tipo que afectan al medio rocoso. Mecánicamente los macizos rocosos son medios discontinuos, anisótropos y heterogéneos. Prácticamente pueden considerarse que presentan una resistencia a la tracción nula.

MACIZO ROCOSO

DIAGRAMA QUE MUESTRA LA TRANSICIÓN DESDE LA ROCA INTACTAHASTA EL MACIZO ROCOSO MUY FRACTURADO.

DISCONTINUIDADES DE LA MASA ROCOSA

Los principales tipos de discontinuidades presentes en la masa rocosa son:

PLANOS DE ESTRATIFICACIÓNDividen en capas o estratos a las rocas sedimentarias.

Son fracturas que han tenido desplazamiento. Éstas son estructuras menores que se presentan en áreas locales de la mina o estructuras muy importantes que pueden atravesar toda la mina.

FALLAS

Son bandas de material que pueden ser de varios metros de espesor, en donde ha ocurrido fallamiento de la roca.

ZONAS DE CORTE

PLANOS DE EXFOLIACION O ESQUISTOCIDAD

Se forman entre las capas de las rocas metamórficas dando la apariencia de hojas o láminas.

CONTACTOS LITOLOGICOS

Cuando comúnmente forman, por ejemplo, la caja techo y caja piso de una veta.

VENILLAS

Son rellenos de las fracturas con otros materiales

PLIEGUESSon estructuras en las cuales los estratos se presentan curvados

DIQUESSon intrusiones de roca ígnea de forma tabular, que se presentan generalmente empinadas o verticales.

PROPIEDADES DE LAS DISCONTINUIDADES

ORIENTACIÓNEs la posición de la discontinuidad en el espacio y comúnmente es descrito por su rumbo y buzamiento.

ESPACIADO

Es la distancia perpendicular entre discontinuidades adyacentes. Éste determina el tamaño de los bloques de roca intacta. Cuanto menos espaciado tengan, los bloques serán más pequeños y cuantomás espaciado tengan, los bloques serán más grandes.

ESPACIADO

Es la extensión en área o tamaño de una discontinuidad.Cuanto menor sea la persistencia, la masa rocosa será más estable y cuanto mayor sea ésta, será menos estable.

PERSISTENCIA

PERSISTENCIA

RUGOSIDAD

APERTURAEs la separación entre las paredes rocosas de una discontinuidad o el grado de abierto que ésta presenta.

RELLENO

Son los materiales que se encuentran dentro de la discontinuidad. Cuando los materiales son suaves, la masa rocosa esmenos competente y cuando éstos son más duros, ésta es más competente.

RELLENO

PROPIEDADES DE LAS DISCONTINUIDADES

CLASIFICACION RMREsta clasificación se emplea tanto para la caracterización de los macizos rocosos y sus propiedades para su aplicación en túneles, que se expresa por medio del índice de calidad RMR, “rock mass rating” que varía de 0 a 100. Tiene en cuenta los siguientes parámetros geomecanicos:

Resistencia de la matriz rocosaEspacio de las discontinuidadesCondiciones de las discontinuidadesCondiciones hidrogeológicasOrientación de las discontinuidades con respecto a la excavación.

calidad de macizos rocosos en relación al índice RMR

clase Calidad Valoración RMR Cohesión Angulo de

Rozamiento

I Muy buena 100-81 -4 kg/cm2 -45º

II Buena 50-61 3-4 kg/cm2 35º- 45º

III Media 60-41 2-3 kg/cm2 25º- 35º

IV Mala 40-21 1-2 kg/cm2 15º- 25º

V Muy mala -20 -1 kg/cm2 -15º

Minar en la dirección preferencial deavance, significará tener condiciones más ventajosas para la estabilidad de laexcavación. Contrariamente, minar en la dirección de avance menos favorable,puede alterar o debilitar la estabilidad de la masa rocosa durante la vida de la mina,representando peligro de caída de rocas.

ORIENTACIÓN DE LAS EXCAVACIONES

Condiciones de avance muy desfavorables para la estabilidad. La estructura rocosa funciona a manera de varillas apiladas en forma paralela a la excavación, las mismas que presentan inestabilidad.

Problemas de inestabilidad cuando la excavación avanza paralela a una falla

Condiciones de avance muy favorables para la estabilidad. La estructura rocosa funciona a manera de varillas apiladas en forma perpendicular a la excavación, las mismas que presentan buena estabilidad.

En lo posible, la excavación debe atravesar la cuña

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