Autores:

Tenía Maderlin

C.I: 22.975.089

Bellorin Zorgladys

C.I: 22.975.137

CARIPITO 17/04/15

MACIZO.

Macizo es una sección de la corteza terrestre, que está demarcada por fallas o

fisuras, en áreas rocosas, o en materiales sólidos. En el movimiento de la corteza, un

macizo tiende a retener su

estructura interna al ser desplazado

en su totalidad. El término es usado

también para referirse a un grupo

de montañas formadas por tal

estructura. El macizo es una unidad

estructural de la corteza, menor que

las placas tectónicas.

MACIZO ROCOSO.

Es el conjunto de los bloque de matriz rocosa y discontinuidades de diverso tipo que

afectan al medio rocoso. Presenta carácter heterogéneo, comportamiento discontinuo y

normalmente anisótropo,consecuencia de la naturaleza, frecuencia y orientación de los

planos dediscontinuidad, que

condicionan su comportamiento

geomecánico e hidráulico.

Prácticamente pueden considerarse

que presentan una resistencia a la

tracción nula.

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CLASIFICACION DE LOS MACIZOS ROCOSOS.

Los macizos rocosos se clasifican basados en factores que determinen su

comportamiento mecánico. Se clasifican de acuaerdo a su:

Propiedades de la matriz rocosa. Frecuencia y tipo de las discontinuidades que

definen:

El grado de fracturación (índice RQD)

El tamaño y la forma del macizo.

Sus propiedades hidrogeológicas.

Grado de Meteorización o Alteración.

Estado de Tensiones In Situ

Presencia de agua.

CLASIFICACION GEOMECANICA DEL MACIZO ROCOSO.

Para definir las condiciones del macizo rocoso existen criterios de clasificación

geomecánica ampliamente difundidos en todo el mundo, como los desarrollados por

Barton y colaboradores (1974), Laubscher (1977), Bieniawski (1989), Hoek y Marinos

(2000) y otros.

Por su simplicidad y utilidad, están los criterios RMR (Valoración de la Masa

Rocosa) de Bieniawski (1989) y GSI (Índice de Resistencia Geológica) de Hoek y

Marinos (2000), los mismos que se determinan utilizando los datos de los mapeos

geomecánicos efectuados en las paredes de las labores mineras o en.

EL CRITERIO RMR DE BIENIAWSKI.

1. La resistencia compresiva (Rc) De la roca intacta, que puede ser determinada

con golpes de picota o con otros procedimientos como los ensayos de

laboratorio. Puede ser determinado utilizando los testigos de las perforaciones

diamantinas.

2. El RQD (Rock Quality Designation), es el porcentaje de trozos de testigos

recuperados mayores a 10 cm, de la longitud total del taladro.

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ROCA INTACTA (Matriz rocosa).

Es el material rocoso exento de discontinuidades, o bloques de roca intacta que

quedan entre ellas. La matriz rocosa, a pesar de considerarse continua, presenta un

comportamiento heterogéneo y anisótropo ligado a su fábrica y a su microestructura

mineral. Mecánicamente queda caracterizada por su peso específico, resistencia y

deformabilidad y densidad, por su localización geográfica; y por su litología, ya sea ésta

única o variada).

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PROPIEDADES DE LA ROCA INTACTA O MATRIZ ROCOSA.

PROPIEDADES FISICAS INDICE: Controlan las características resistentes y

deformacionales de la matriz rocosa, y son el resultado de la génesis, condiciones y

procesos geológicos y tectónicos sufridos por las rocas a lo largo de su historia.

Composición Mineralógica, Fábrica, textura, Porosidad, Peso Específico, Contenido

de humedad, Permeabilidad, Durabilidad (Alterabilidad).

PROPIEDADES MECANICAS: Resistencia a la Compresión Simple, Resistencia a la

tracción, Velocidad de propagación de las ondas elásticas, Resistencia, Deformabilidad.

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CARACTERIZACIÓN DE LA MATRIZ ROCOSA. Los aspectos que deben

describirse en campo son:

Identificación.

Meteorización o alteración.

Resistencia a compresión simple.

IDENTIFICACIÓN: La identificación de una roca se establece a partir de su

composición y de su textura o relaciones geométricas de sus minerales. A estos

criterios descriptivos se unen las características genéticas, cuando éstas pueden ser

deducidas de la paragénesis mineral, composición química, forma y estructura del

yacimiento, y de las relaciones temporales y espaciales con otras rocas.

Las observaciones más prácticas son:

Composición mineralógica.

Forma y tamaño de los granos.

Color y transparencia.

Dureza.

Para la correcta observación de estas propiedades es necesario limpiar la roca,

eliminando la capa superficial de alteración. Según el tipo de roca, otros aspectos que

pueden ser determinados son la presencia o ausencia de exfoliación y la existencia de

maclado y tipo de macla.

La composición mineralógica: permite clasificar litológicamente la roca. Los

minerales más comunes que forman las rocas se pueden identificar a nivel de muestra

con una lupa, si las dimensiones del mineral lo permiten.

EI tamaño de grano: hace referencia a las dimensiones medias de los minerales

o fragmentos de roca que componen la matriz rocosa. EI tamaño de las partículas

minerales que componen la roca puede ser homogéneo (rocas equigranulares) o

presentar variaciones importantes (heterogranulares).

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Descripcion Tamaño de los granos. Equivalencia con los tipos de suelo

Grano grueso > 2 mm Grava

Grano medio 0,06 – 2 mm Arena

Grano fino < 0,06 mm Limos y arcillas.

El color: 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 último, la intensidad que presenta (por ejemplo,

granito gris verdoso claro).

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

depende de la composición mineralógica y del grado de alteración que afecte a la roca. Su

descripción es cualitativa. Generalmente se adoptan como criterios la densidad y la

resistencia de la roca, estableciéndose el grado 1 para la roca menos densa y resistente (γ =

1,5 t/m3 y (σc = 50 kg/ cm2) y el grado 14 para la más densa y resistente (γ = 2,7 t/m3 y

(σc = 1.800 kg/cm2).

METEORIZACIÓN: EI grado de meteorización de la roca es una observación

importante en cuanto que condiciona de forma definitiva sus propiedades mecánicas. Según

avanza el proceso de meteorización aumentan la porosidad, permeabilidad y

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

RESISTENCIA: La resistencia de la matriz rocosa puede ser estimada en el

afloramiento mediante índices 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. Los índices de campo permiten una estimación del rango de resistencia

de la roca.

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DIAGRAMA QUE MUERTRA LA TRANSICION DESDE LA ROCA

INTACTA HASTA EL MACIZO ROCOSO MUY FRACTUTADO.

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FACTORES GEOLOGICOS QUE DOMINAN EL COMPORTAMIENTO Y LAS

PROPIEDADES MECANICAS DE LOS MACIZOS ROCOSOS.

La Litología y propiedades de la matriz rocosa.

La estructura geológica y las discontinuidades.

El estado de esfuerzos a que está sometido el material.

El grado de alteración o meteorización.

Las condiciones Hidrogeológicas.

METEORIZACION DE LOS MATERIALES ROCOSOS.

1. PROCESOS DE METEORIZACIÓN DE ORIGEN FÍSICO.

Formación de hielo.

Insolación.

Formación de sales.

Hidratación.

Capilaridad.

2. PROCESOS DE METEORIZACION DE ORIGEN QUÍMICO.

Disolución.

Hidratación.

Hidrólisis.

Oxidación y Reducción.

EFECTOS DEL AGUA SUBTERRANEA SOBRE LAS PROPIEDADES DE LOS

MACIZOS ROCOSOS.

El agua como material geológico coexistente con las rocas influye en su

comportamiento mecánico y en su respuesta ante las fuerzas aplicadas.

1. Los efectos más importantes son:

Juega un papel importante en la resistencia de las rocas blandas y de los

materiales meteorizados.

Reduce la resistencia de la matriz rocosa en rocas porosas.

Rellena las discontinuidades de los macizos rocosos e influye en su resistencia.

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Las zonas alteradas y meteorizadas superficiales, las discontinuidades importantes y

las fallas son camino preferente para el flujo del agua.

Produce meteorización química y física en la matriz rocosa y en los macizos rocosos

Es un agente erosivo

Produce reacciones químicas que pueden dar lugar a cambio en la composición del

agua.

El agua puede lubricar las familias de discontinuidades y permitir que las piezas de

rocas se muevan.

En rocas intensamente fracturadas, la presencia del agua acelera el proceso de

aflojamiento, especialmente en ambientes de altos esfuerzos donde el aflojamiento de la

roca será muy rápido. La presencia de agua en las fallas geológicas y zonas de corte,

influye significativamente en la estabilidad de la masa rocosa de una excavación.

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DISCONTINUIDADES EN MACIZO ROCOSO.

Superficie de no discontinuidad dentro y encima de la superficie de una roca que la

separa a lo largo de espacios abiertos y/o cerrados, espacios que son aprovechados

para el relleno de un determinado mineral o la alteracion quimica producida por el

agua, humedad, oxidacion y otros procesos de indole similar. De esta forma, la

presencia de discontinuidades favorece a la alteracion de la roca, disgregacion y

posterior destruccion. Las discontinuidades están presentes en la roca y afectan

la resistencia, permeabilidad y durabilidad de la masa. Es importante evaluar la

geometría, naturaleza, estado y condición de las discontinuidades, porque ellas

definenla fábrica estructural del macizo rocoso. Además de su génesis, la influencia en

el comportamiento del macizo, exige evaluar la génesis de los rellenos, la cantidad de

agua, las cicatrices y revestimientos en las paredes por materiales solubles, la

abertura, rugosidad y persistencia de las discontinuidades, y el número de familias.

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PARAMETRO DE LAS DISCONTINUIDADES.

ORIENTACIÓN: Es la posición de la discontinuidad en el espacio y comúnmente es

descrito por su rumbo y buzamiento. Cuando

un grupo de discontinuidades se presentan

con similar orientación o en otras palabras

son aproximadamente paralelas, se dice que

éstas forman un “sistema” o una “familia” de

discontinuidades.

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 cuanto más espaciado tengan,

los bloques serán más grandes.

PERSISTENCIA: 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.

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RUGOSIDAD: Es la aspereza o

irregularidad de la superficie de la

discontinuidad. Cuanto menor rugosidad

tenga una discontinuidad, la masa rocosa

será menos competente y cuanto mayor sea

ésta, la masa rocosa será más competente.

APERTURA: Es la separación entre las

paredes rocosas de una discontinuidad o el

grado de abierto que ésta presenta. A menor

apertura, las condiciones de la masa rocosa

serán mejores y a mayor apertura, las

condiciones serán más desfavorables.

RELLENO: Son los materiales que se

encuentran dentro de la discontinuidad. Cuando

los materiales son suaves, la masa rocosa es

menos competente y cuando éstos son más

duros, ésta es más competente.

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RESISTENCIA DE LAS PAREDES DE LA DISCONTINUIDADES DE LA MASA

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

PLANOS DE ESTRATIFICACIÓN: Dividen

en capas o estratos a las rocas sedimentarias.

Estas tienden a disponer estas rocas en capas o

estratos, uno sobre otros en una secuencia

vertical.

FALLAS: Son fracturas que han tenido

desplazamiento. Estas superficies de

discontinuidad se forman despues del

fracturamiento de la roca, dando lugar a 2 bloques

que se encuentran en relacion a una superficie de

friccion provocando un desplazamiento sobre cada

una de ellas y deformando o fracturando todo el

area alrededor a dicha superficie.

ZONAS DE CORTE: Son bandas de material que pueden ser de varios metros de espesor,

en donde ha ocurrido fallamiento de la roca.

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DIACLASAS: También denominadas juntas,

son fracturas que no han tenido

desplazamiento y se encuentran agrupadas

unas con otras en familias o en juegos de

diaclasas, varios juegos de diaclasas pueden

intersecarse para asi formar bloques rocosos

de geometria ideal y de tamaños

considerables. Son las que más comúnmente

se presentan en la masa rocosa.

PLANOS DE EXFOLIACION O ESQUISTOSIDAD: 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.(cuerpo tabular,

o en forma de lámina, compuesto por

minerales que han sido introducidos en las

rocas por una diaclasa o fisura, o por sistemas

de diaclasas y fisuras).

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VETILLAS: Son rellenos de las fracturas con

otros materiales. Es el resultado de un proceso de

alteración y mineralización. Los esfuerzos de la

corteza terrestre fracturan la roca y luego, estas

fracturas son rellenadas por fluidos mineralizados,

que al enfriarse precipitan los distintos minerales

que se pueden reconocer en las vetillas. Es

importante agregar que las fracturas son aperturas

en la roca en forma de planos.

PLIEGUES: son estructuras formadas por la accion de esfuerzos que tienen naturaleza

compresiva (ajuste) y/o tractiva (separacion) deformando a la roca hasta su ruptura. La

deformacion se da en rocas sometidas a esfuerzos dentro de un contexto plastico en el cual

luego de aplicada la fuerza deformante la roca no recupera su estado original (forma y

volumen).

DIQUES: Son intrusiones de roca ígnea o

estructuras tabulares de origen magmático,

que se presentan generalmente empinadas

o verticales.

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DESCRIPCIÓN DE LOS PARÁMETROS DEL MACIZO ROCOSO.

Para la caracterización global del macizo rocoso a partir de datos de afloramientos,

además de la descripción de sus componentes, la matriz rocosa y las discontinuidades,

deben ser considerados otros factores representativos del conjunto, como son:

Número y orientación de las familias de discontinuidades: El comportamiento mecánico

del macizo rocoso, su modelo de deformación y sus mecanismos de rotura están

condicionados por el número de familias de discontinuidades. La orientación de las

diferentes familias con respecto a una obra o instalación sobre el terreno puede determinar,

además, la estabilidad de la misma.

La intensidad o grado de fracturación y el tamaño de los bloques de matriz rocosa

vienen dados por el número de familias de discontinuidades y por el espaciado de cada

familia. Cada una de las familias queda caracterizada por su orientación en el espacio y por

las propiedades y características de los planos. La orientación media de una familia se

evalúa mediante la proyección estereográfica o la construcción de diagramas de rosetas con

los datos de las orientaciones medidas para cada discontinuidad.

Tipo de macizo rocoso Número de familias

I Masivo, discontinuidades ocasionales

II Una familia de discontinuidades

III Una familia de discontinuidades más otras ocasionales.

IV Dos familias de discontinuidades.

V Dos familias de discontinuidades más otras ocasionales.

VI tres familias de discontinuidades.

VII tres familias de discontinuidades más otras ocasionales.

VIII Cuatro o más familias de discontinuidades

IX Brechificado.

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Tamaño de bloque e intensidad de fracturación.

El tamaño de los bloques que forman el macizo rocoso condiciona de forma

definitiva su comportamiento y sus propiedades resistentes y deformacionales. La

dimensión y la forma de los bloques están definidas por el número de familias de

discontinuidades, su orientación, su espaciado y su continuidad. En función de la

forma y el tamaño de bloques, un macizo rocoso se puede clasificar según:

CLASE TIPO DESCRIPCIÓN

I Masivo Pocas discontinuidades o con espaciamiento muy grande

II Cúbico Bloques aproximadamente equidimensionales

III Tubular Bloques con una dimensión considerablemente menor que las otras 2

IV Columnar Macizo rocoso muy fracturado, severamente diaclasado

V Irregular Grandes variaciones en el tamaño y forma de los Bloques

VI Triturado Macizo rocoso muy fracturado, severamente diaclasado

Grado de meteorización.

La evaluación del grado de meteorización del macizo rocoso se realiza por

observación directa del afloramiento y comparación con los índices estándares. En

ocasiones puede ser necesario fragmentar un trozo de roca para observar la

meteorización de la matriz rocosa.

Grado de

Meteorización.

Tipo. Descripcion.

I Fresco No aparecen signos de meteorizació

II Ligeramente

Meteorizado.

La decoloración indica alteración del material rocoso y de

las superficies de discontinuidad.

Todo el conjunto rocoso está decolorado por

meteorización

III Moderadamente

Meteorizado.

Menos de la mitad del macizo rocoso aparece

descompuesto y /o transformado en suelo.

La roca fresca o decolorada aparece como una estructura

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continua o como núcleos

Aislados

IV Altamente

Meteorizado.

Más de la mitad del macizo rocoso aparece descompuesto

y /o transformado en suelo.

La roca fresca o decolorada aparece como una estructura

continua o como núcleos

aislados.

V Completamente

Meteorizado.

Todo el macizo rocoso aparece descompuesto y /o

transformado en suelo. Se conserva la

estructura original del macizo rocoso.

VI Suelo residual. Todo el macizo rocoso se ha transformado en un suelo.

Se ha destruido la estructura

del macizo y la fábrica del material.

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