formulario rocas2014

“

UNIVEFACULT

CAR

MEC

RSIDAD TAD DE C

RRERA D

FOR1º

CANICAPL

C

Un

MAYORCIENCIAE INGEN

RMULAPARC

CA DLICACIV-31

I/2014

niv. Ariel V

R DE SANAS Y TECNIERIA C

ARIOCIAL

DE SUADA”15

4

Valda Ayal

N SIMON NOLOGIIVIL

O

UELO

a

A

OS

MECANICA DE SUELOS APLICADA (CIV-315) G-1

Univ Ariel Valda Ayala

VALORES TIPICOS DE PESO ESPECIFICO DE ROCAS

TIPO DE ROCA Peso Especifico [KN/m³]

Ígneas Intrusivas

Granito Diorita Gabro

26 – 27 27 – 28.5 30 – 31

Igneas Extrusivas

Riolita Andesita Basalto Toba

24 – 26 22 – 23.5 27 – 29 19 – 23

Metamórficas

Gneís Mármol Esquisto Cuarcita Pizarra

27 – 30 26 – 28 25 – 28 26 – 27 25 – 27

Sedimentarias

Lutita Arenisca

Dolomitas Caliza Yeso

22 – 26 23 – 26 25 – 26 23 – 26

23

_ 1 _

MEC

Caso

Las

CANICA DE

o: 3 estrato

Velocidade

E SUELOS

os

es son las i

S APLICAD

PROSPE

SISMICA

inversas dnterseccio

DA (CIV-3

ECCION G

A DE REF

de las pendnes con la

315)

GEOFISICA

RACCION

dientes y los ordenada

Univ Ar

A

os tiemposas.

G

riel Valda A

s T1 y T2 s

G-1

Ayala

son las

_ 2 _



Regresión Lineal: t A BX Donde: A = Tiempo (t) B = Pendiente (1/V)

1t T XV

1 1X # X VV #

1.21

2

VSen iV 2,3

2

3

VSen iV 1,3

1

3

VSen iV

1

21

,

1

12 CosT Ve

i

1,32

2,

1 22 2

3 2,1 3

Cos2 Cos

e V iT Vei V Cos i

1 2

2 22 1

T V VZV V

Relación velocidad de propagación- tipo de terreno

Terreno

Velocidad [ Km/s ]

Aire

Agua dulce Limos

Capa superficial no consolidada Aluviones secos

Aluviones húmedos Arcillas

Tobas volcánicas Margas, Creta

Arenisca Lavas

Calizas y Dolomias Esquistos, Micaesquistos

Gneis, cuarcita Granitos

0.33 1.45

0.2 – 0.6 0.2 – 0.6 0.6 – 1.2 1.6 – 2.4 1.8 – 2.2 1.8 – 2.5

2 – 3 2 – 3.5 2.5 – 4 3 – 5

3 – 4.5 3.5 – 5 4 – 6

_ 3 _

MEC

D. D

CANICA DE

CL

EERE: Índ

E SUELOS

LASIFICAC

dice de Cal

S APLICAD

CION GEO

idad de la

R

DA (CIV-3

OTECNICA

Roca: RQD

RQD

Cal

315)

DEL MAC

D

LongitudLo

idad le la R

RQD %

<25

25 – 50

50 – 75

75 – 90

90 - 100

Univ Ar

CIZO ROCO

d de t rozngitud To

Roca en fu

G

riel Valda A

OSO

zos 10otal

nción al Ín

Calidad

Muy mala

Mala

Media

Buena

Muy buen

G-1

Ayala

cmx100

dice

a

na

_ 4 _



BIENIAWSKI: Índice del macizo rocoso: RMR

RMR A1 A2 A3 A4 A5

A1 = Valoración de la resistencia a la compresión simple (RCS) A2 = Valoración del RQD A3 = Valoración del espaciamiento entre discontinuidades de un sistema A4 = Valoración de las condiciones de las discontinuidades A5 = Valoración de la presencia de agua subterránea

Aplicar tablas A y E de valoración de Bieniawski BARTON: Índice de calidad de macizo rocoso: Q

r w

n a

J JRQDQJ J SRF

Aplicar tablas para la selección de los números

c1

1

SRF ; H

HOEK Índice de resistencia geológica: GSI

a) Usar cartillas de Hoek (General, flysch y mollase)

b) 1994 GSI = RMR – 5

c) 2013 891.5·

2

RQDGSI Jc

Jc 89 = puntaje según la tabla E de Bieniawski Correlaciones:

Bieniawski (1989)

RMR 9 ln Q 44

Barton (1995)

RMR 15 Log ︵Q ︶+ 50

_ 5 _


SISTEMA DE CLASIFICACION DEL MACIZO ROCOSO Según Bieniawski, 1989

A. Clasificacion de los parámetros y su evaluacion

I II III IV

15 12 7 4 2 1 0

20 17 13 8

20 15 10 8

30 25 20 10

15 10 7 4

B. Ajuste en la Valuacion por Orientacion de Fisuras

Túneles 0 ‐2 ‐5 ‐10

Cimentaciónes 0 ‐2 ‐7 ‐15

Taludes 0 ‐5 ‐25 ‐50

Aux. Valda Ayala Ariel

Para esta escala tan baja se prefiere

la prueba de resistencia a comp.

Uniaxial

> 200 MPa 100 ‐ 200 MPa 25 ‐ 50 Mpa50 ‐ 100 MPa10 ‐ 25

Mpa

3 ‐ 10

Mpa

1 ‐ 3

MPa

>8 Mpa 4 ‐ 8 MPa 2 ‐ 4 MPa 1 ‐ 2 MPa

50% ‐ 75% 25% ‐ 50% < 25%

1

Designacion de la Calida de

la Roca, RQD

Valuación

90% ‐ 100% 75% ‐ 90%

Resistencia

de la Roca

Inalterada

Indice de la Carga

de Punta

Resistencia a

Compresion

Uniaxial

Valuación

2

3

3

Espaciamiento de

Discontinuidades

Valuación

< 60 mm60 ‐ 200 mm200 ‐ 600 mm0,6 ‐ 2m> 2m

5

Relleno Blando < 5 mm

ó

Fisuras abiertas < 5 mm

0Valuación

Condiciones de

Discontinuidades

(Ver Cuadro E)

Superficies

muy Rugosas,

sin continuidad

sin separacion,

paredes de

roca dura

Superficies algo

Rugosas,

separación <

1mm paredes de

roca dura

Superficies algo

rugosas

separacion <

1mm paredes

de roca suave

Superficies Pulidas

ó relleno < 5mm

Esp o Fisuras

abiertas 1 ‐ 5mm

fisuras continuas

4

Caudal de

Infiltracion en 10

m de tunel

10 ‐ 25

litros/min

< 10

litros/minNada

PARAMETROV

ESCALA DE VALORES

Valuación 0

5

Agua

Subterráne

a

Fisuras Continuas

Condiciones

Generales

Completame

nte Seco

Humedad en

Ambiente

Húmedo (Agua

de Intersticios)Goteo de Agua Serios Problemas de Agua

25 ‐ 125

litros/min

> 0,5

> 125 litros/min

Desfavorable

Valuación

‐12

‐25

‐60

Orientacion de Rumbo y

buzamiento de las

Muy

FavorableMuy DesfavorableFavorable Regular

0,2 ‐0,5Relacion presion

de agua/esfuerzo

principal

0 < 0,1 0,1 ‐ 0,2

_ 6 _


C. Clasificacion del Macizo Rocoso Según el Total de Valuación

100 ‐ 81 80 ‐ 61 60 ‐ 41 40 ‐21 < 20

I II III IV V

MR MR MR MR MR

Muy Bueno Bueno Regular Malo Muy Malo

D. Significado de la Clasificaion del Macizo Rocoso

I II III IV V

> 400 KPa 300 ‐ 400 KPa 200 ‐ 300 KPa 100 ‐ 200 KPa < 100 KPa

> 45° 35° ‐ 45° 25° ‐ 35° 15° ‐ 25° < 15°

E. Guia Para Clasificacion de las condiciones de las Discontinuidades

6 4 2 1 0

Ninguna < 0,1 mm 0,1 ‐ 1 mm 1 ‐ 5 mm > 5 mm

6 5 4 1 0

6 5 3 1 0

Duro Duro Blando Blando

< 5 mm > 5 mm < 5 mm > 5 mm

6 4 2 2 0

Fresco Ligeramente Moderadamente Altamente Descompuesto

6 5 3 1 0

F. Efecto de la direccion y el Buzamiento de las discontinuidades para Túneles

Buzamiento

45° ‐ 90°

Muy Favorable


NingunoRelleno (gouge)

< 1 m 1 ‐ 3 m 3 ‐ 10 m

Valuación

> 20 m

Huellas de

movimiento

Ligeramente

Rugoso

Muy

RugosoRugoso Liso

10 ‐ 20 m

Valuación

Interperísmo

Valuación

Rugosidad

Cohesion

Angulo de Fricción

Longitud de la Discontinuidad

Valuación

Valuación

Separacion (Apertura)

30 min. Para

luz de 1m

Valuacion

Clasificaion Nº

Descripción

Clasificacion Nº

Tiempo Medio de

Autosostenimiento

20 Años para

luz de 15 m

1 año para luz

de 10 m

1 semana para luz

de 5 m

10 horas para

luz de 2.5 m

Direccion o Rumbo Perpendicular aleje del Tunel Direccion o Rumbo Paralelo al Eje del Tunel

Buzamiento

20° ‐ 45°

Regular

Excavacion Coincide con

Buzamiento 20° ‐ 45°Buzamiento 45° ‐ 90°

Excavacion Coincide con

Regular

FavorableMuy Favorable

Excavacion contra el

Buzamiento 20° ‐ 45°

Excavacion contra el

Buzamiento 45° ‐ 90°

Regular Desfavorable

Buzamiento de 0° ‐ 20° Independiente

del Rumbo

_ 7 _


VALOR NOTAS

1 Indice de calidad de la Roca RQD i.

A Muy Mala 0 ‐ 25

B Mala 25 ‐ 50 ii.

C Regular 50 ‐ 75

D Buena 75 ‐ 90 iii.

E Excelente 90 ‐ 100

2 Numero de Sistemas de Discontinuidad Jn

A Masivo, sin o con pocas discontinuidades 0.5 ‐ 1.0

B Un Sistema de discontinuidad 2 i. Para cruces entre túneles,

C Unsistema de discontinuidad mas uno aleatorio 3 usar (3xJn)

D Dos sistemas de discontinuidades 4 ii. Para portales usar (2xJn)

E Dos sistemas de discontinuidad mas uno aleatorio 6

F Tres Sistemas de Discontinuidades 9

G Tres Sistemas de Discontinuidades mas uno aleatorio 12

H Cuatro o mas sistemas de discontinuidades 15

I Roca Triturada 20

3 Numero de Rugosidades de las Discontinuidades Jr

a Contacto directo entre paredes i.

b

A Intermitente 4

B Rugosas o Irregulares, onduladas 3 ii.

C Suavemente Ondulada 2

D Espejo de falla o superficie de friccion, ondulada 1.5

E Rugosas o Irregulares, pero planas 1.5

F Lisas y Planas 1

G Espejo de falla Plana 0.5

c

1

1

Contacto directo entre paredes antes de 10cm de

desplazamiento

SISTEMA DE CLASIFICACION DEL MACIZO ROCOSO SEGÚN BARTON (SISTEMA Q)

Añadir 1 si el espacieamiento promedio

del sistema principal es mayor que 3 m

Usar J r= 0.5 para discontinuidades

planas y espejos de falla con

alineamientos paralelos a la direccion de

resistencia minima


DESCRIPCION

Cuando RQD es menor a 10, adoptar un

valor nominal de 10 para evaluar Q

Estimar RQD usando un intervalo de 5 es

suficientemente preciso

Cuando no se tiene testigos usar:

RQD=115‐3,3Jv. Donde Jv es el numero

de discontinuidades por metro cubico

Sin contacto entre paredes despues de un

cizallamiento de 10 cm.

Zona que contiene materiales arcillosos de espesor

suficiente para impedir el contacto entre las paredes

Zona arenosa de grava o roca triturada de espesor

suficiente para impedir el contacto entre las paredes

H

I

_ 8 _


4 Numero de Alteracion de las discontinuidades Ja

a Contacto directo entre las paredes

A Relleno consolidado, duro, impermeable 0.75

B Paredes inalteradas,solo con manchas de superficie 1 25° ‐ 35°

C

D 3 20° ‐ 25°

E

8° ‐16°

b

F Particulas arenosas, roca desintegrada sin arcilla,etc 4 25° ‐ 30°

G

H

J

8 ‐ 12 6° ‐ 12°

c Sin contacto entre las paredes despues del corte

K 0.6

L

M

6° ‐ 24°

N

O Zonas potentes continuas o capas de arcilla 10.0 ‐ 13

P 6.0 ‐ 24

5


&R (ver G,H y J Para condiciones de arcilla)

Фr (aproximado)

Zonas o capas de Roca y arcilla desintegrada o triturada

(vease G para condiciones de arcilla)

Zonas o capas de arcilla arenosa, fraccion dearcilla (no

blanda, ver H para arcilla)8

Zonas o capas continuas de arcilla gruesa

(ver J para condiciones de arcilla)8 ‐ 12

Rellenos de minerales arcillosos muy consolidados y debiles

(continuos < 5mm de espesor)6

Rellenos de minerales arcillosos de consolidacion media o

baja (continuos < 5mm de espesor)8

16° ‐ 24°

12° ‐ 16°

Recubrimientos debiles o arcillas de baja friccion como

kaolinita o mica. Tambien clorita, talco, yeso y grafito,etc.

Y pequeñas cantidades de arcillas expansivas

(recubrimientos sin discontinuidad de 1 ‐ 2mm de espesor

o menos)

2

4

25° ‐ 30°

Contacto directo entre las paredes antes de 10cm de

desplazamiento

paredes liogaramente alteradas con recubrimientos de

minerales resistentes,particulas arenosas, roca triturada sin

arcilla

Recubrimientos limosos o areno‐arcillosos, pequeñas

particulas de arcilla resistentes

Rellenos de arcillas expansivas, Montmorillonita

(< 5mm de espesor). El valor de Jr depende del porcentaje

de particulas expansivas y presencia de agua.

Zonas o capas de arcilla limosa o arenosa, pequeñas

fraccionesde arcilla resistente

_ 9 _


5 Factore de reduccion por agua en discontinuidades Jw Presion aprox. Del agua (Kgf/cm³)

A 1

B 0.66 1.5 ‐ 2.5

C 0.5 2.5 ‐ 10.0

D

E

F

6 SRF

a

A

B

5

C2.5

D

E

F

G 5


Reduzcanse estos valores SRF de

25 a 50 % , si las zonas de fractura solo

intersectan pero no cruzan la excavación

Zonas d debilidad aislada que contengan arcilla o roca

quimicamente desintegrada

(profundidad de excavacion > 50 m)

7.5

5

Multiples zonas de debilidad que contengan arcilla o roca

quimicamente desintegrada, roca circundante muy suelta

(cualquier profundidad)

10

2.5

Factor de Reduccion de esfuerzos

Fisuras abiertas sueltas, fisuracion intensa (cualquier

profundidad)

0.1 ‐ 0.05 > 10.0

Zonas de debilida que corta la excavacion y que pueden

ser la causa de que el macizo se desestabilice cuando se

construye el túnel

0.33 2.5 ‐ 10.0

Infiltracion o presion excepcionalmente altas durante la

voladura, disminuyendo con el tiempo0.2 ‐ 0.1 > 10.0

Excavacion seca o poca infiltracion, menos de 5

lts/min localmente< 1.0

Infiltracion o presion alta en roca competente con juntas

sin relleno

Infiltracion o presion mediana, con lavado ocasional de los

rellenos

Infiltracion a presion alta, lavado importante de

los rellenos

Infiltracion o presión excepcionalmente altas en

todo momento

Zonas de debilidad aislada que contengan arcilla o roca

quimicamente desintegrada

(profundidad de excavacion > 50m)

Multiples zonas de fracturas en roca competente (sin

arcilla), roca circundante suelta (cuaquier profundidad)

Zonas de fracturas aisladas en roca competente

(sin arcilla), (Profundidad de excavacion < 50m)

Zonas de fracturas aisladas en roca competente

(sin arcilla), (Profundidad de excavacion > 50m)

_ 10 _


6. b

σc/σ1 σt/σ1H Cerca de la superficie > 200 > 13 2.5 ii.

J Esfuerzo mediano 200 ‐10 13 ‐ 0.6 1

K

L Estallido moderado 5 ‐ 2.5 0.33 ‐ 0.16 5.0 ‐ 10

M Estallido intenso < 2.5 < 1.6 10.0 ‐ 20

c

N Presiones Moderadas 5.0 ‐ 10

O Presiones Altas 10.0 ‐ 20

d

P Presiones expansivas moderadas 5.0 ‐ 10

R Presiones expansivas altas 10.0 ‐ 20


Roca competente Problemas d esfuerzos

para un campo virgen deesfuerzos

plenamente anisotrópico

(si se mide):

Esfuerzo grande, estructura muy

cerrada generalmente favorable10 ‐ 5.0 0.66 ‐ 0.33 0.5 ‐ 2

Cuando 5≤σ1/σ3≤10 reduzcase

σc a o.8σc y σt a 0.8σt.

Cuando σ1/σ3 > 10 reduzcase σc y σt a

0.6σc y 0.6σt donde σc=resistencia a la

compresion simple, σt=resistencia a la

tracción σ1 y σ3 son los esfuerzos principales, mayor y menor

Fuente: E. Hoek. Rock Engineering, Course Notes, 1999

Roca expansiva, accion quimica expansiva dependiendo

de la presencia de agua

Roca descompuesta con comportamiento plastico bajo de

influencia de presiones altas de la roca

_ 11 _

MEC

CANICA DEE SUELOSS APLICAD

DA (CIV-3315)

Univ Ar

G

riel Valda A

G-1

Ayala

_ 12 _

MEC


DA (CIV-3315)

Univ Ar

G

riel Valda A

G-1

Ayala _ 13 _

MEC


DA (CIV-3315)

Univ Ar

G

riel Valda A

G-1

Ayala _ 14 _

MEC

RES

a)b)

Diá

S

S

Ensa

Com

CANICA DE

SISTENCIA

a) Ensayo b) Ensayo

Índic

Si : D≠50

ámetro equ

Tipo

Ígnea

Metamó

Metamó

Calcárea b

edimentaria

Sedimentaria

ayo Triaxia

mpresión sim

E SUELOS

A A LA CO

en laboratode carga d

ce de Carg

0→ 50sI

ivalente :

o de Roca

, compacta

órfica Foliad

órfica Foliad

bien Cemen

a bien Ceme

a mal Ceme

ial. Determ

mple:

S APLICAD

MPRESIO

orio (normde punta (n

ga de punta

MK · sI

eD

Valor

da

da

tada

entada

entada

minación d

2ci

DA (CIV-3

ON SIMPLE

a ASTM Dnorma AST

a sD

I

MK

4 D W

c K I

es típicos

Res

Med

Med

Med

de parámet

Yn

315)

E

D 2938) TM D 5731)

2PD

0.45D50

W

50sI

Para K

sistencia

dia - Alta

dia - Alta

Baja

dia - Alta

Baja

Baja

tros geoté

2

XY

X

Univ Ar

)

20

16

12

18

10

6

écnicos

2

X * YnXn

Lm

G

riel Valda A

K

0 - 25

6 - 22

2 – 16

8 – 24

0 – 15

6 - 10

Xn

min=1,5·D

G-1

Ayala

_ 15 _



Constante petrográfica:

2

2

X * YXY1 n

Xci Xn

mi

Coeficiente de correlación:

2

22 2

2 2

X * YXYn

X YX Y

n n

r

CRITERIO DE HOEK & BROWN GENERALIZADO

3

1 3 cici

a'' ' mb s

Parámetro petrográfico del macizo rocoso mb

GSI 100mb mi exp28 14·D

Parámetro del grado de fracturamiento del macizo rocoso s

GSI 2015 3

GSI 100s exp9 3D

1 1a e e2 6

Factor de Perturbación por voladura D :

D = 0 no hay perturbación D = 1 muy perturbado

_ 16 _

MEC

Form

LI

MOH

1'

Ang

Sen

Cohe

C

CANICA DE

m

NEARIZAC

HR – COUL

1 cm

ulo de Fric

k 1nk 1

esión

cm 12 Co

E SUELOS

mula de Hooek

Em

Em

CION DEL

LOMB

'k

cción

11

Senos

S APLICAD

D12

Dm 12

L CRITERIO

3'

DA (CIV-3

G

ci 10100

GSI 14010

O DE ROT

315)

GSI 1040 10

0

100

TURA DE H

Univ Ar

00Mpa

MPa

HOEK & B

G

riel Valda A

ROWN

G-1

Ayala

MODULO DE DEFORMACION

_ 17 _



Valores para la Constante de Hoek - Brown mi

Tipo Clase Grupo

Textura

Roca Gruesa Mediana Fina Muy Fina

SE

DIM

EN

TA

RIA

Clástica

Conglomerado Arenisca Limolita Lutita

22 19 9 4

Grauwaca

18

No Clástica

Organicas

Yeso (Chalk)

7

Carbón

8 -21

CarbonatosBreccia Caliza Caliza

20 Espartica micritica

10 8

Quimica Yeso Anhidrita

16 13

ME

TA

MO

RF

ICA

No Foliada Marmol Homfeisa Cuarcita

9 19 24

Ligeramente Foliada Migmatita Amfibolita Milonita

30 25 a 31 6

Foliada Gneis Esquisto Filita Pizarra

33 4 a 8 10 9

IGN

EA

Granito Riolita Obsidiano

33 16 19

Claros Granodiorita Dacita

30 17

Diorita Andesita

28 19

Gabro Dolerita Basalto

Oscuros 27 19 17

Norita

22

Aglomerado Breccia Tufa

20 18 15

Testigo Ensayados normal a la estratificacion

_ 18 _



RESISTENCIA A CORTE DE LAS DISCONTINUIDADES

CRITERIO DE BARTON & CHOUBEY

Ecuación Básica

p n r

n

JCStan JRC log

r br

︵ 20 ︶20 R rocalogJCS 0.00088 · 1.01r

Factores de escala

0.02JRCon

n oo

LJRC JRCL

0.03JRCon

n oo

LJCS JCSL

Resistencia a escala real

np n n r

n

JCStan JRC log i

ANGULO DE FRICCION BASICO

TIPO DE ROCA ESTADO

SECO HUMEDO

Arenisca 26 - 35 25 – 34

Limolita 31 - 33 27 – 31

Caliza 31 - 37 27 – 35

Basalto 35 - 38 31 – 36

Granito de grano fino 31 - 35 29 – 31

Granito de grano grueso 31 - 35 31 – 33

Gneiss 26 - 29 23 – 26

Pizarra 30 – 33

Lutita 25 – 30

_ 19 _

MEC

Pe

CANICA DE

rfiles de R

E SUELOS

Rugosidad

S APLICAD

d y Valores

DA (CIV-3

s para JRC

315)

C (según B

Univ Ar

Barton & C

G

riel Valda A

Choubey 1

G-1

Ayala

1997)

_ 20 _

MEC

Esti

CANICA DE

imacion de

E SUELOS

e JRC en f

S APLICAD

función de

DA (CIV-3

e la medic

315)

ción de la a

Univ Ar

amplitud d

G

riel Valda A

de la rugo

G-1

Ayala

osidad

_ 21 _

MEC

Es

CANICA DE

stimación

E SUELOS

de σci en

S APLICAD

n función d

DA (CIV-3

de la dure

315)

eza, Según

Univ Ar

n el martill

G

riel Valda A

lo de Schm

G-1

Ayala

midt

_ 22 _

formulario rocas2014

Documents

vsen i v

i v cos i

valoracin de bieniawski

rda civ

t t xv

rqd a3

rqd rqd cal

t a bx