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Estructura del macizo rocoso

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INTRODUCCION Los estudios de Mecánica de Rocas tienen fundamentalmente como base la colección de datos geológicos que definen: a) los tipos de roca, b) Las discontinidades estructurales c) Las propiedades de los materiales. Los métodos de acopio de datos geologicos no han cambiado mucho en los últimos 25 años y no hay un sustituto aceptable para el mapeo de campo y el logeo.

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ESTRUCTURA DEL MACIZO ROCOSO Cuando hablamos de roca, nos referimos a un material diferente a otros usados en ingeniería, principalmente por la presencia de fracturas de un tipo u otro que originan discontinuidad dentro de la masa de roca. Los siguientes términos nos darán una mejor idea:

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Roca intacta, material que se encuentra sin discontinuidades. Ejm. testigo diamantino. Roca in situ o masa rocosa, material donde se encuentran fallas, fracturas, junturas, diaclasas, plegamientos y cualquier otro tipo de elementos estructurales. Esta masa rocosa es discontinua, a menudo heterogénea y anisotrópica.

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ROCA INTACTA

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ROCA INTACTA

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MATERIAL IN SITU

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La naturaleza y la distribución de las estructuras en la masa rocosa se conoce como estructura rocosa. Esta estructura rocosa tendrá un efecto dominante en la respuesta de la masa rocosa a las operaciones mineras porque van a influir en: -la definición del método de minado, -las dimensiones de las excavaciones, -el adecuado sostenimieto, -la fragmentación optimizando la voladura.

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Los ejemplos del macizo rocoso

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Los ejemplos del macizo rocoso

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Los ejemplos del macizo rocoso

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Los ejemplos del macizo rocoso

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Los ejemplos del macizo rocoso

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Los ejemplos del macizo rocoso

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PRINCIPALES ESTRUCTURAS

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PLANOS DE ESTRATIFICACION

Dividen las rocas sedimentarias en capas o estratos, representan interrupciones durante la sedimentación, son persistentes.

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PLEGAMIENTOS

Son estructuras que cambian la posición de los estratos por flexión que resulta de la aplicación de fuerzas tectónicas postdeposicionales.

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FALLAS

Son fracturas donde se identifican desplazamientos de la roca en ambos lados de dicha fractura. Pueden tener grandes dimensiones o pueden restringirse a nivel local.

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FALLAS FALLA

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ZONAS DE CIZALLAMIENTO Son bandas de material de potencia variable, donde anteriormente se produjo una falla de cizalla. Representan zonas de alivio del stress.

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FRACTURAS-JUNTURAS

Son las estructuras mas comunes en las rocas y las de mayor significado estructural. Las junturas son roturas de la roca donde no se observa desplazamiento. Las junturas pueden estar abiertas, rellenas o pegadas.

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En mecánica de rocas es comun usar el término discontinuidad como un término colectivo para todas las estructuras que tienen cero o muy baja resistencia a la tracción.

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PROPIEDADES GEOMECANICAS IMPORTANTES DE LAS DISCONTINUIDADES

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ORIENTACION Es el azimut de la línea del buzamiento o máxima pendiente de la discontinuidad. Se emplea la siguiente notación: tres dígitos para la dirección y dos dígitos para el buzamiento. Ejm. 235/15, 125/35.

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ORIENTACION DE DISCONTINUIDADES

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ESPACIAMIENTO Se refiere a la distancia entre discontinuidades adyacentes y se toma como el promedio de espaciamiento de un conjunto particular de fracturas. El espaciamiento es determinante en el tamaño de los bloques dentro del macizo rocoso y para algunas propiedades como fragmentación, permeabilidad, etc.

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PERSISTENCIA Término usado para indicar la extensión o el tamaño de las discontinuidades dentro de un plano, es uno de los parámetros más importantes de la masa rocosa pero tambien uno de los mas difíciles de determinar, se puede cuantificar la traza en superficies expuestas.

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FALLAS REGIONALES GRAN PERSISTENCIA

DISCONTINUIDADES MAYORES

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PERSISTENCIA INTERMEDIA

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DISCONTINUIDADES MENORES MENOR PERSISTENCIA

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RUGOSIDAD (Roughness) Medida relativa a la forma de presentación de la cara de las discontinuidades. Esta propiedad tiene gran influencia en la resistencia al corte en discontinuidades sin desplazamiento y sin relleno. La importancia de la rugosidad se hace menor cuando: a) Se incrementa la abertura b) El espesor del relleno se incrementa c) Existe un desplazamiento previo

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Cuando se realiza el registro de propiedades de las discontinuidades, debe distinguirse entre pequeñas irregularidades superficiales de las grandes ondulaciones superficiales en las discontinuidades.

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PERFILES DE RUGOSIDAD

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APERTURA Distancia perpendicular entre las caras de una discontinuidad. Aberturas grandes pueden ser resultado de desplazamientos en discontinuidades con fuerte aspereza.

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DISCONTINUIDAD CERRADA

DISCONTINUIDAD ABIERTA

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RELLENO Material que separa las paredes de una discontinuidad, puede ser: calcita, clorita, arcillas, brechas, cuarzo, pirita, etc. El relleno tendrá gran influencia en la resistencia al corte. Con excepción de las vetas, la mayoría tienen baja resistencia al corte que las que se encuentran limpias y cerradas.

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DISCONTINUIDAD CON RELLENO

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La calidad del relleno depende de las propiedades del material de relleno, siendo las siguientes las más importantes: a) Mineralogía del material de relleno b) Tamaño de las partículas c) Contenido de agua y permeabilidad d) Desplazamiento previo e) Rugosidad de las paredes f) Ancho del relleno g) Fracturamiento,cuarteo o alteración de las cajas

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ACOPIO DE DATOS ESTRUCTURALES Si no es posible llamar a un especialista en mecánica de rocas, el acopio de datos estará a cargo de un Ing. de minas o geólogo para el trabajo de campo. En cualquier caso, dicho profesional debe estar familiarizado con las técnicas usadas en la toma de datos y con las dificultades que se presentan.

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Para entender la estructura de la masa rocosa se estudiará la geología local y regional de la mina tal como se conoce desde la etapa de exploraciones. Esto permite conocer la litología y las estructuras principales dentro del área. Esta información será complementaria a los cuidadosos mapeos superficiales y subterráneos y logueo de taladros perforados para este propósito.

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PRESENTACION DE DATOS ESTRUCTURALES

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Para la presentacion de los datos geologico-estructurales, es conveniente usar las técnicas de proyección esférica donde un plano en tres dimensiones se representa por un gran círculo en una proyección en dos dimensiones. Tenemos dos métodos: a)Proyección a igual ángulo b)Proyección a igual área

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Cada método tiene sus ventajas y desventajas, su uso dependerá del tipo particular de análisis

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El análisis puede hacerse manualmente o por computadora con el programa DIPS o similar, pero en ambos casos cuando se escoja un método, el análisis se terminará con el mismo método.

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Ploteo de 61 polos en proyección a igual área

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Contornos de densidad para obtener orientaciones promedio

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Promedio de orientaciones de 3 juegos de discontinuidades

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MAPEO DE SUPERFICIES EXPUESTAS Durante las primeras etapas de un proyecto no hay acceso a labores subterráneas, los afloramientos superficiales se usarán para obtener información de las propiedades y estructura de la masa rocosa. Estas superficies estarán intemperizadas y su calidad puede ser diferente al subsuelo. Se validará esta información preliminar con subsecuentes observaciones en la mina subterránea.

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Fin de Seccion

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Dominio Estructural Es la masa de rocas delimitada por discontinuidades geológicas dentro de la cual la estructura es prácticamente homogéneo. Estructura del macizo rocoso Es el conjunto de fallas diaclasas, pliegues y demás Características geológicas que definan una determinada región. Superficie de Discontinuidad Aparecen durante la formación de la roca o posteriormente debido a causas tectónicas dentro de las cuales tenemos los siguientes: • Estrato • Plano de laminacion • Esquistocidad

• Foliacion • Pizanocidad • Fracturas(Fallas, Juntas)

Características geomecánicas de las discontinuidades

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•Espaciado. de las discontinuidades, es el efecto determinante del tamaño de los bloques de roca distancia entre fracturas de un mismo set. •Rugosidad. de una discontinuidad, es un factor muy importante, determinante de la resistencia al corte. se mide en la superficie de la fractura. •Apertura. es la distancia perpendicular que separa las paredes adyacentes de la roca de una discontinuidad abierta. •Relleno. es el material de meteorización que se alojan en la fractura •Ondulaciones. mide el grado de ondulación de la fractura •Persistencia. es el grado de continuidad de la fractura. •Meteorización. viene a ser el grado de alteración de la fractura

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Los modos de fracaso

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Los ejemplos del macizo rocoso

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