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Mecánica de Rocas

Clasificación de Macizos Rocosos

CAPITULO II

CLASIFICACION DE MASAS ROCOSAS 1. Introducción: Durante las etapas preliminares del diseño de un proyecto, cuando se dispone de muy poca información de la masa rocosa, de los esfuerzos in situ y de las características hidrológicas; la utilización de los esquemas de clasificaciones geomecánicas de macizos rocosos puede ser muy beneficiosa, a fin de obtener estimaciones iniciales de la resistencia y deformación del macizo rocoso. Su utilización esta destinado a responder preguntas como: ¿Qué criterios habría que utilizar para saber si las decisiones tomadas son lógicas?, ¿Cómo podemos saber si la excavación a ejecutar es demasiado grande o si el sostenimiento aplicado es escaso o sobrante?. La respuesta consiste en emplear algún sistema de clasificación en el que se puede confrontar la problemática propia con la encontrada por otros. Tal sistema de clasificación sirve para que el diseñador tenga acceso a la experiencia sobre condiciones de roca y necesidades de refuerzo recabada en otras obras para compararla con las condiciones supuestas en su propia obra. Es importante comprender que la utilización de las clasificaciones geomecánicas de macizos rocosos no debe reemplazar los procedimientos de diseño más elaborados. La realización de estos estudios requiere de información detallada como: esfuerzos in situ, propiedades de la masa rocosa y secuencia de excavación, los cuales no están disponibles en las primeras etapas del proyecto. Las clasificaciones de masas rocosas han sido desarrollados desde hace más de 100 años. Ritter (1879) formuló un criterio empírico para el diseño de túneles, específicamente para determinar los requerimientos de soporte. Se debe entender Ing. Carlos Cueva Caballero

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que los esquemas desarrollados son apropiados para su original concepción, su aplicación en ambientes geológicos diferentes debe ser ejecutado con precaución.

2. Clasificaciones geomecánicas: 2.1 Clasificación de Rocas de Terzaghi En 1946, Terzagui propuso un sistema de clasificación de roca orientado al cálculo que deben soportar arcos de acero en túneles. Tuvo como base la experiencia captada en la ejecución de túneles ferrocarrileros en los Alpes. Describió varios tipos de roca y fijó escalas según las diferentes condiciones del terreno. Terzagui en su artículo original describió los siguientes términos: 1. Roca Intacta: no tiene discontinuidades ni fracturas. Por lo que si se rompe lo hace a través de la roca sana. Debido al daño que se causa a la roca con el uso de explosivos, pueden caer del techo. 2. Roca Estratificada: esta constituida por capas unitarias con poca o ninguna resistencia a ala separación a lo largo del plano limítrofe entre estratos. La capa puede haberse debilitado o no debido a fracturas transversales. Los desprendimientos son comunes en este tipo de roca. 3. Roca Medianamente Fisurada: tiene fisuras y ramaleos pero los bloques entre las juntas están soldados o íntimamente embonados que las paredes verticales no necesitan refuerzo. En rocas de este tipo, se puede encontrar a la vez desprendimientos y chasquido. 4. Roca Agrietada en Bloques: es una roca químicamente inalterada o casi inalterada, cuyos fragmentos se

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encuentran casi totalmente separados unos de otros y no embonan. Este tipo de roca puede necesitar además laterales en las paredes. 5. Roca Triturada: pero químicamente sana tiene la apariencia de ser un producto de trituradora. Si los fragmentos, en su mayoría o todos, son del tamaño de arena y no ha habido recementación, la roca triturada que esta abajo del nivel de aguas freáticas tiene la propiedad de una arena saturada. 6. Roca Comprimida: avanza lentamente en el túnel sin aumento perceptible de volumen. Un prerrequisito de compresión es un porcentaje elevado de partículas microscópicas o sub-microscópicas de micas o de minerales arcillosos de poca expansibilidad. 7. Roca Expansiva: avanza básicamente en el túnel a su propia expansión. La capacidad de esponjamiento parece estar limitada a las rocas que contienen minerales arcillosos como la montmorillonita, con una alta capacidad de expandirse. 2.2 Clasificación de Stini y Lauffer: Stini, en su manual de geología de túneles, propuso una clasificación de los macizos rocosos y comentó muchas de las condiciones adversas que pueden encontrarse en la construcción de túneles. Lauffer (1958) llamó la atención sobre la importancia del tiempo de sostén del claro activo en un túnel. El tiempo de sostén es el lapso durante el cual una excavación será capaz de mantenerse abierta sin sostenimiento.

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Figura N° 1. Definición de Lauffer del claro activo S.

Figura N° 2. Relación entre claro activo y tiempo de sostén para diferentes clases de roca. (A roca muy buena. G. Roca muy mala) según Lauffer. Al diseñar el sostenimiento para excavaciones en roca dura es prudente asumir que la estabilidad de la masa rocosa alrededor de la excavación no depende del tiempo. Toda vez que si una cuña, formada estructuralmente, es expuesta en el techo, ésta debería caer 2.3 Indice de calidad de la roca RQD:

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Fue desarrollado por Deere (1967), provee una estimación cuantitativa de la calidad de la masa rocosa a partir del registro de perforaciones diamantinas. RQD =

Sumatoria de longitudes de piezas mayores de 100mm longitud total del barreno

El RQD se define como el porcentaje de piezas de roca intacta mayores que 100 mm., que se recuperan enteras del largo total del barreno. El testigo debería tener al menos 50 mm., recuperado con una perforadora diamantina de doble carril. Generalmente se da un valor de RQD para cada dos metros de perforación. Esta operación es bastante sencilla, rápida y, se ejecuta conjuntamente con el registro geológico normal del sondeo. Deere propuso la siguiente relación entre el valor numérico RQD y la calidad de la roca. RQD

CALIDAD ROCA

25% 25-50% 50-75% 75-90% 90-100%

Muy mala Mala Regular Buena Muy Buena

DE

Merrit que el criterio de refuerzos RQD tiene limitaciones en el caso de que exista fracturas con rellenos delgados de arcilla o de material meteorizado. Este caso puede presentarse cerca de la superficie donde la meteorización y las infiltraciones hayan producido arcilla, lo que reduce la resistencia a la fricción a lo largo de los planos de fractura. Esto genera una roca inestable aún si las fisuras están muy separadas una de otra y el valor de RQD es alto.

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El RQD no toma el factor orientación de las discontinuidades lo cual es muy importante para el comportamiento de la roca alrededor de una obra

subterránea. Figura N° 3. Proposición del uso del RQD para escoger el soporte de roca (Según Merrit). 2.4 Clasificación rock structure rating RSR: Wickham, Tiedemann y Skinner (1974) propusieron un método cuantitativo para describir la calidad de la masa rocosa y seleccionar el sostenimiento necesario. En este sistema la roca se determina por un valor numérico variable entre 0 y 100, que se deduce de la sumatoria de tres parámetros ponderados (RSR=A+B+C). La principal contribución del concepto RSR fue introducir un sistema de clasificación de las masas rocosas basado en la ponderación de diversos factores y permitir además cuantificar la importancia relativa de cada factor considerado en el sistema de clasificación. Los factores considerados fueron: ♦ Geológicos: Ing. Carlos Cueva Caballero

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♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦

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Tipo de roca. Sistemas de fracturas (espaciamiento). Orientación de las fracturas (rumbo y buzamiento). Tipo de discontinuidades. Fallas principales, pliegues y/o cizallamientos. Propiedades de la roca. Intemperismo o alteración.

♦ Construcción: ♦ Dimensión del túnel. ♦ Orientación. ♦ Método de excavación. Todos estos factores fueron agrupados en tres parámetros básicos A, B, C. Parámetro A: Consideración general de la estructura rocosa. TIPO DE TERRENO

ESTRUCTURA Masiva Ligeram. Moderadam. Intensam. fallada fallada fallada Igneo 30 26 15 10 Sedimentario 24 20 12 8 Metamórfico 27 22 14 9

Parámetro B: Efecto de las familias de discontinuidades respecto a la dirección de avance del túnel. SEPARACION RUMBO PERPENDICULAR MEDIA ENTRE AL EJE DIACLASAS Buzando en Buzando en (m). la misma dirección dirección contraria 1 2 3 2 3 1.20 45 • 1=20° • 2=20° - 50° • 3=50° - 90°

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42 48

44 50

36 42

Parámetro C: Efecto del agua condiciones de las discontinuidades.

39 45

40 45

37 42

subterránea

30 36

y

las

AFLUENCIA DE AGUA PREVISTA

SUMA DE PARAMETROS A + B 20-45 46-80 Estado de las discontinuidades Lt/min/mt 1 2 3 1 2 3 Nula 18 15 10 20 18 14 Ligera < 2.5 17 12 7 19 15 10 Media 2.5 – 12.5 12 9 6 18 12 8 Alta 12.5 8 6 5 14 10 6 • Cerradas o cementadas • Ligeramente alteradas • Abiertas o muy alteradas

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Carga de roca aplicada por metro lineal de túnel (KN/m)

Figura N° 4. Relación la luz máxima y el periodo de

16000

14000

autosoporte para distintos valores de RMR.

Figura N° 5. Relación entre la carga de roca por unidad de 12000 longitud del túnel y la luz de excavación para distintos avalores de RMR. 10000 2.5 Clasificación rock mass rating RMR:

Bieniawski, en 1976, publicó su clasificación de masas rocosas llamada Clasificación Geomecánica o Rock Mass 8000 Rating. Con el pasar de los años, este sistema ha sido refinado sucesivamente cambiando los índices asignados a 6000 9

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4000

0

5

10

15

20

Máximo luz de excavación (m).

25

30

2000

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cada uno de los parámetros de clasificación. La sistema que se presenta data de 1989 y es la más reciente. Bieniawski utilizó 6 parámetros para clasificar las masas rocosas haciendo uso del sistema Rock Mass Rating: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Resistencia a la compresión uniaxial de la roca intacta. Rock Quality Designation (RQD) Espaciamiento de discontinuidades. Condición de discontinuidades. Condición de agua subterránea. Orientación de discontinuidades.

Para aplicar este sistema, la masa rocosa debe dividirse en áreas llamadas dominios estructurales; cada uno de éstos debe clasificarse separadamente. La periferia de los dominios estructurales generalmente coincide con una estructura mayor o cambio del tipo de roca. En algunos casos, cambios significantes en el espaciamiento o características de las discontinuidades, dentro de un mismo tipo de roca, pueden hacer necesario dividir la masa rocosa en varios dominios estructurales pequeños. El sistema Rock Mass Rating se presenta en las tablas siguientes, los cuales proporcionan los índices para cada uno de los seis parámetros listados arriba. Estos índices se suman y dan un valor R.M.R. Bieniawski publicó, en 1989, una serie de reglas para la selección del sostenimiento en túneles ejecutados en masas rocosas que han sido valorados con el sistema R.M.R.

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Estas reglas se han publicado para túneles de 10 m de ancho, construidos utilizando métodos convencionales de perforación y voladura, asumiendo esfuerzos verticales menores a 25 MPa (equivalente a una profundidad menor

de 900 m). Figura N° 6. Relaciones entre el tiempo libre de autosostenimiento de una excavación subterránea con la clasificación geomecánica CSRI de Bieniawski

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A. PARAMETROS DE CLASIFICACION Y SUS INDICES Parámetros 1

Resisten Carga cia de la puntua roca l intacta Resist. Comp. Uniax.

>10 MPa

4-10 MPa

2-4 MPa

1-2 MPa

Se requiere pruebas de compr. uniaxial.

> 250 MPa

100 - 250 MPa

50 - 100 MPa

25 - 50 MPa

5- 1-5 2m

0.6 – 2 m

200 - 600 mm

60 - 200 mm

< 60 mm

Indice

20

15

10

8

5

Indice 2

3

4

Rango de valores

Calidad de testigo perfor. Diamantina

Condición de •Superficies discontinuidades. muy rugosas (Ver Tabla E) •No continuas •Sin separación

Ing. Carlos Cueva Caballero - UNDAC

2

1

0

•Superficies • Superficies •Superficies de • Suave gouge > ligeramente ligeramente espejo de falla 5 mm de rugosas rugosas o gouge < 5 espesor o mm de espesor separación > 5 •Separación < 1 • Separación < 1 o separación 1 mm. Continua. mm mm

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•

5

Paredes de roca inalteradas

•Paredes de roca ligeramente alteradas

• Paredes de roca altamente alteradas

– 5 mm. Continua

Indice

30

25

20

10

0

Flujo para 10 m de túnel (l/m)

Ninguno

< 10

10 - 25

25 - 125

> 125

Presión de agua en la discontinuidades/ esfuerzo principal mayor σ

0

< 0.1

0.1 – 0.2

0.2 – 0.5

>0.5

Completamente seco

Semi seco

húmedo

goteo

flujo

15

10

7

4

0

Condiciones generales Indice

B. AJUSTE DE INDICES POR ORIENTACION DE DISCONTINUIDADES Orientación strike y dip Indic e

Muy favorable

Favorable

Regular

Desfavorable

Muy desfavorable

Túneles y minas

0

-2

-5

- 10

- 12

Cimientos

0

-2

-7

- 15

- 25

Indice

0

-5

- 25

- 50

- 60

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C. TIPOS DE MASA ROCOSA DETERMINADAS A PARTIR DEL INDICE TOTAL Indice Número de clase Descripción

100 - 81 I Roca muy buena

80 - 61 II Roca buena

60 - 41 III Roca regular

40 - 21 IV Roca pobre

< 21 V Roca muy pobre

V 30 minutos para 1 m de abertura

D. SIGNIFICADO DE LOS TIPOS DE MASA ROCOSA Número de clase Promedio de tiempo sin sostenimiento Cohesión de la masa rocosa (Kpa) Angulo de fricción de la masa rocosa (deg)

I II III 20 años para 15 1 año para 10 m 1 semana para m de abertura de abertura 5 m de abertura > 400

300 - 400

200 - 300

IV 10 horas para 2.5 m de abertura 100 - 200

> 45

35 - 45

25 - 35

15 - 25

< 15

< 100

E. REGLAS PARA LA CLASIFICACION DE DISCONTINUIDADES (Condición) Persistencia (longitud) Indice

20 m 0

Separación (apertura) Indice

Ninguno 6

< 0.1 mm 5

0.1 – 1.0 mm 4

1 – 5 mm 1

> 5 mm 0

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Rugosidad Indice

Muy rugoso 6

Relleno (gouge) Indice

Ninguno 6

Alteración Indice

Inalterado 6

Rugoso 5

Ligeramente rugoso 3

Relleno duro 5 mm mm 4 2 Ligeramente alterado 5

Moderad. Alterado 3

Liso 1

Espejo de falla 0

Relleno suave 5 mm 0

Altamente alterado 1

Descompuesto 0

E. EFECTO DEL RUMBO Y BUZAMIENTO DE LAS DISCONTINUIDADES EN LA EJECUCION DE TUNELES Rumbo perpendicular al eje del túnel Avance con el buzamiento Avance contra el buzamiento

Rumbo paralelo al eje del túnel

Orientación independiente del rumbo

Dip 45°-90°

Dip 20°-45°

Dip 45°-90°

Dip 20°-45°

Dip 45°-90°

Dip 20°-45°

Dip 0°-20°

Muy favorable

Favorable

Regular

Desfavorabl e

Muy desfavorable

Regular

Regular

REGLAS PARA LA EXCAVACION Y SOSTENIMIENTO DE TUNELES DE 10 m. DE ANCHO BAJO EL SISTEMA R.M.R. Tipo de masa rocosa

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Excavación

Pernos de Roca

Concreto Lanzado

Steel sets

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I.Roca muy buena R.M.R.: 81 - 100 II. Roca buena R.M.R.: 61 – 80

Todo el frente 3m. De avance

Generalmente no requiere sostenimiento excepto empernado esporádico

Todo el frente 1-1.5 m de Locales. Pernos de avance. Completo 3m de longitud. sostenimiento 20 m Con espaciamiento detrás del frente de 2.5 m y malla soldada ocasional

50 mm en el techo y donde se requiera

III. Roca Regular Corte piloto y banqueo Pernos sistemáticos 50-100 mm con 1.5 a 3 m de avance de 4 m de longitud, en el techo R.M.R.: 41 - 60 en el corte piloto. El espaciados 1.5-2 m y 30 mm sostenimiento se instala en el techo y las en los después de cada paredes con malla lados voladura. Completo soldada en el sostenimiento de los 10 techo. m hasta el frente.

Ninguno

Ninguno

IV. Roca Pobre R.M.R.: 21 - 40

Corte piloto y banqueo. Pernos sistemáticos 100-150 Aceros ligeros 1.0 a 1.5 m de avance en de 4-5 m de mm en el a medios el corte piloto. El longitud, techo y espaciados sostenimiento debe espaciados 1-1.5 m 100 mm en 1.5 m instalarse juntamente en el techo y las los lados colocados con la ejecución de la paredes con malla donde se excavación soldada. requiera.

V. Roca muy pobre R.M.R.: < 20

Multiples cortes. 0.5 – 1.5 Pernos sistemáticos 150-200 Acero medio m de avance en el corte espaciados 1-1.5 m mm en el a duro piloto. El sostenimiento en el techo y las techo, 150 espaciados a se instala juntamente con paredes con malla mm en los 0.75 m con la ejecución de la soldada lados y 50 aceros excavación. El concreto mm en el termoaislados

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lanzado se debe colocar tan pronto como sea posible

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frente

y anticorrosivos .

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2.6 Clasificación índice de calidad de tuneles Q: Basados en más de 200 casos históricos, Barton, Lien y Lunde de la Norwegian Geotechnical Institute (NGI), propusieron en 1974 el Tunnelling Quality Index, orientado a la determinación de las características de la masa rocosa y requerimientos de sostenimiento de túneles. El valor numérico del índice Q varía, en una escala logarítmica, desde 0.001 a 1000 y se define como: Q=

Donde: RQD : Jn : Jr : Ja : Jw : SRF :

RQD Jr Jw * * Jn Ja SRF

Indice de calidad de roca Número de sistemas de fisuras Número de rugosidad de las fisuras Número de alteración de las fisuras Factor de reducción del agua Factor de reducción por esfuerzos

Los valores arriba especificados se obtienen a partir de tablas las cuales están en función de las características estructurales de los macizos rocosos. Los autores consideran que los parámetros Jn, Jr y Ja son más importantes que la orientación de las fisuras, ya que este factor se encuentra incluido en los parámetros Ja y Jr. Una somera descripción del significado de los parámetros usados para obtener el valor de Q es el siguiente: RQD/Jnrepresenta la estructura dl macizo rocoso y es una medida relativa del tamaño de los bloques. Jr/Ja representa la rugosidad y las características de fricción de las paredes de las fisuras. Esto es la resistencia al esfuerzo cortante entre los bloques. Jw/SRF Jw es una medida de la presión de poros y SRF representa:

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• • •

La carga disipada en el caso que el túnel atraviesa zonas de falla o con altos contenidos de arcilla Los esfuerzos en roca competente. Cargas compresivas en roca de comportamiento plástico e incompetentes.

Barton creó un elemento cuantitativo adicional que llamó dimensión equivalente “De”; el fin que perseguía era relacionar “Q” con el comportamiento de una excavación subterránea y sus necesidades de sostenimiento. De =

Ancho de la excavación, diámetro o altura ( m) Re lación de soporte de la excavación( ESR )

El valor de ESR de una tabla, mostrada a continuación, que esta en función del tipo de excavación. La relación entre ”Q” y “De” de una excavación que se sostendrá sin refuerzo se ilustra en la figura siguiente:

Figura N° 7. Relaciones entre la dimensión equivalente máxima de una excavación subterránea no soportada y el índice de calidad de túneles Q.

Ing. Carlos Cueva Caballero

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Clasificación de masas rocosas

CLASIFICACION DE LAS MASAS ROCOSAS PARA ESTIMAR EL ESFUERZO EN EXCAVACIONES SUBTERRANEAS DESCRIPCION 1.

2.

Indice de Calidad de Roca

RQD

A. B. C. D. E.

0-25

Muy Mala Mala Regular Buena Excelente

NÚMERO DE SISTEMAS DE FISURAS

A. Masivos, sin o con pocas fisuras B. Un sistema de diaclasas. C. Un sistema principal más uno secundario D. Dos sistemas de diaclasas E. Dos sistemas principales mas uno secundario F. Tres sistemas de diaclasas. G. Tres sistemas principales más uno secundario. H. Cuatro sistemas de diaclasas (roca muy fracturada) I. Roca Triturada. (terrosa).

3.

VALOR

NUMERO DE LA RUGOSIDAD DE LAS FISURAS

A) B) C) D) E) F) G)

A) Contacto entre las superficies de las discontinuidades con desplazamientos cizalla inferiores a los 18 Cm. Diaclasas discontinuas Rugosas o irregulares, corrugadas. Suaves, corrugación suave. Lustrosas o superficie de fricción ondulado. Rugosas o irregulares pero planas. Lisas y planares Lustrosas y planares B) Sin contacto de roca después de un cizalleo de 10 Cm.

Ing. Carlos Cueva Caballero - UNDAC

NOTAS 1. 2.

Estimar el RQD con _ 5% de aprox. Si RQD (= que 10, emplear un valor nominal de 10.

1.

Para intersecciones de túneles utilizar (3 * Jn). Para portales utilizar (2 * Jn).

25-50

Jn 0.5-1.0 2 3 4 6

2.

9 12 15 20

Jr

4 3 2 1.5 1.5 1.0 0.5

1. 2.

Añadir 1.0 si el espaciamiento medio dos sistemas de diaclasas es mayor de 3 N. Jr. = 0.5 se puede usar para fisuras de fricción planas y que tengan alienaciones con la condición de que estas estén orientadas para resistencia mínima.

Mecánica de rocas

DESCRIPCION

4.

Clasificación de Macizos Rocosos

VALOR

H. Zona conteniendo arcilla en cantidad suficiente como para impedir el contacto entre las superficies que limitan las discontinuidad.

1

J. Zona de material arenoso en cantidad suficiente como para impedir el contacto entre las superficies que limitan la discontinuidad.

1

NÚMERO DE ALTERACION DE LAS JUNTAS

A. B. C.

D. E.

F. G.

H.

A) Contacto en las paredes de la roca. Rellenas con material compacto, impermeable, duro e inablandable. Superficies inalteradas, ligeras manchas de oxidación. Superficie legeramente alteradas, cubiertas con material granular no arcilloso producto de la trituración de la roca. Capas superficiales de material linoso o arcilloso-arenoso con una pequeña fracción cohesiva. Capas superficiales de arcilla (caolinita, mica, clorita, etc.) Pequeñas cantidades de arcilla expansiva en capas de 1-2 mm de espesor. B) Contacto en las paredes antes de un cizalleo de 10 cm. Relleno granular no cohesivo. Roca desintegrada libre de particulas arcillosas. Rellenos de minerales arcillosos muy consolidados e inablandables, contínuos con espesores de hasta 5 mm. Relleno contínuo de hasta 5 mm de espesor de material arcilloso con

Ing. Carlos Cueva Caballero

NOTAS

Ja

0.75 1.0 (25*-35*) 2.0 (25*-38*)

1. 2.

Los valores de 0R son aprox. Los valores de 0, el ángulo de fricción residual, se indican como guía aproximada de las propiedades mineralógicas de los productos de alteración si es que están presentes.

3.0 (20*-25*) 4.0 (8*-16*)

4.0 (25*-30*) 6.0 (16-24*) 8.0 (8*-16)

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Mecánica de rocas

grande medio consolidación.

Clasificación de Macizos Rocosos

o

bajo

DESCRIPCION

de

VALOR

NOTAS

I. Relleno contínuo de arcillas expansivas 8.0-12.0 (montrorillonita) de hasta 5 mm de (6* -12*) espesor. El valor de Ja dpenderá del procentaje de expansión del tamaño de partículas arcillosas la accesibilidad de agua etc. C) Sin contacto de las paredes después del cizacelleo. J,K,L.- Zonas y capas de arcilla de gradas 6.0, 8.0 o trituradas (ver G,H,I para condiciones de 8.0-12.0 arcilla). (6* -24*) M.- Zonas de arcilla linosa o arenosa pequeñas fracciones de arcilla. N,O,P.- Zona o capas gruesas de racilla G,H,I para las condiciones de arcilla.

Ing. Carlos Cueva Caballero

5.0 10.0-13.0

13.0-20.0 (6* -24*)

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5.

FACTOR DE REDUCCION POR AGUA EN LAS DIACLASAS.

Clasificación de Macizos Rocosos

Jw

A. Secas o flujos bajos (( = 5 1/min). 1.0 B. Flujos o presiones medias que 0.66 ocasiona erosión del material de relleno. C. Flujos o presiones altas en roca 0.50 competente sin relleno. D. Flujos o presiones altas con erosión 0.33 considerable del material de relleno. E. Flujos o presiones excepcionalmente 0.2 –0.1 altas luego del disparo, disminuyendo con el tiempo. F. Flujos o presiones excepcionalmente altas sin que ocurra disminución con 0.1 –0.05 el tiempo. 6.

FACTOR DE REDUCCION DE ESFUERSOS A) Zonas de debilidad que intersectan la excavación y que pueden ser la causa de que el macizo se destabilice cuando se construye el túnel.

SRF

DESCRIPCION

VALOR

Ing. Carlos Cueva Caballero

Pres. Aprox. Del agua (Kgf / cm2) 1.0 1.0- 2.5

1.

2. 2.5 – 10.0

10

Los factores C a F son estimaciones aproximadas. Aumenta Jw al instalar drenes. Los problemas especiales causados por prescencia del hielo no se toman en consideración.

10

NOTAS

23

Mecánica de rocas

Clasificación de Macizos Rocosos

A. Muchas zonas débiles con arcilla o roca con evidencias de desintegración química. Roca circundante muy suelta. Cualquier profundidad. B. Zona débil aislada con arcilla o roca desintegrada. Profundidad (= de 50 m. C. Zona débil aislada con arcilla o roca desintegrada. Profundidad (= de 50 m. D. Muchas zonas de falla en roca competente. Roca circundante suelta. Cualquier profundidad, sin arcilla. E. Zonas de fracturas aisladas en roca competente. Sin arcilla. Profundidad ( 50 m. F. Zonas de fracturas aisladas en roca competente. Sin arcilla. Profundidad ( 50 m. G. Diaclasas abiertas y sueltas. Roca intensamente fracturada. Cualquier profundidad. b) Roca competente, problemas de esfuerzos. H. Esfuerzo bajo, cerca de la superficie. I. Efuerzos medianos. J. Esfuerzos grandes, estructura muy cerrada (generalmente favorable para estabilidad, puede ser desfavorable para la estabilidad de las cajas. K. Estatillados de roca moderados en roca competente. L. Estadillo intenso de roca masiva. c) Roca compensiva, flujo plástico de roca incompetente bajo la influencia de presiones altas de la roca. M. Presión moderada tendencia extrusiva.

Ing. Carlos Cueva Caballero

de

roca

con

10

1. 2.

5.0 2.5 7.5 5.0

3.

2.5

Redúzcanse estos valores SRF de 25 50% si las zonas de fracturan solo intersectan pero no cruzan la excavación. Para un campo virgen de esfuerzos fuertemente anisotrópico (si se mide). Cuando 5 (= G1/G3 (= 10. Redúzcase Gc y Gt a 0.6Gc, y 0.6Gt, donde Gc = fuerza comprensiva no cofinada, Gt = Fuerza de tensión y G1 y G3 son las fuerzas mayores y menores principales. Hay pocos casos reportados donde el techo debajo de la superficie sea menor que el ancho del claro. Se sugiere que el SRF sea aumentado de 2.5 a 5 para estos casos (ver H).

5.0

Gc