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• Isaac manuel Rodriguez lavado

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INDICE DE CALIDAD DE ROCA— 1/7

ROCK QUALITY DESIGNATION -RQD1.- OBJETIVOS    

Estudio de la calidad del macizo rocoso y su resistencia. Señalar el tipo de roca según su litología y el grado de meteorización. Diagnosticar la estabilidad de las excavaciones de acuerdo al testigo. Reconocer la competencia del macizo rocoso a partir de observaciones.

2.- FUNDAMENTO TEÓRICO La fracturación del macizo rocoso está definida por el número, espaciado y condiciones de las discontinuidades, cualquiera sea su origen y clase. El grado de fracturación se expresa habitualmente por el valor del índice RQD (Rock Quality Designation), que se mide en los testigos de sondeos. En base a su valor se clasifica la calidad del macizo rocoso según la Tabla 1.1. Fig. 1.1 RQD % CALIDAD < 25 Muy Mala 25 – 50 Mala 50 – 75 Media 75 – 90 Buena 90 – 100 Muy Buena

A pesar de su utilidad, este índice no considera aspectos como la orientación, separación, rellenos y demás condiciones de las discontinuidades, por lo que no es suficiente para describir las características de la fracturación de los macizos rocosos; estos aspectos adicionales deben quedar cubiertos por descripciones de campo y de los testigos de los sondeos. La descripción de la fracturación a partir de datos de afloramientos puede referirse al número de familias de discontinuidades y al tamaño de los bloques. El índice de la designación de la calidad de la roca (RQD) fue desarrollado por Deere en 1967 para proporcionar una estimación cuantitativa de la calidad del macizo rocoso a partir de testigos obtenidos en perforaciones con taladro. METODOLOGIA Y CALCULO DEL INDICE RQD El índice RQD representa la relación entre la suma de las longitudes de los fragmentos de testigo mayores de 10 centímetros y la longitud total del tramo considerado: 𝑅𝑄𝐷 =

∑ 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑡𝑟𝑜𝑧𝑜𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑒𝑠𝑡𝑖𝑔𝑜 > 10 𝑐𝑚 𝑋 100% 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑑𝑎

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Para la estimación del RQD se consideran solo los fragmentos o trozos de testigo de material fresco, excluyéndose los que presentan un grado de alteración importante (a partir de grado IV inclusive), para los que se considera un RQD = 0%. La medida del RQD se debe realizar en cada maniobra del sondeo o en cada cambio litológico, siendo recomendable que la longitud de maniobra no exceda de 1,5 m. El diámetro mínimo de los testigos debe ser de 48 mm. La medida de la longitud del testigo se realiza sobre el eje central del mismo, considerándose los fragmentos con, al menos, un diámetro completo. En la Tabla 1.1 podemos apreciar cómo se describe la calidad de la roca en función de este índice, en el Grafico 1.1 se muestra el procedimiento de medida del RQD:

Grafico 1.1. Procedimiento de Medida del RQD El índice RQD puede estimarse en afloramientos a partir de correlaciones empíricas como la de Palmstrom, 1975 (en ISRM, 1981). Sugirió que cuando no es posible hacer perforaciones, perolas discontinuidades son visibles en las superficies expuestas, el RQD se puede estimar a partir del número de discontinuidades por unidad de volumen. La relación sugerida para los macizos rocosos libres de arcilla es: RQD = 115 – 3,3 Jv ; para Jv >4,5 RQD = 100 ; para Jv ≤ 4,5 Donde Jv es la suma del número total de discontinuidades que interceptan una unidad de volumen (1 m3) del macizo rocoso. Debido a la dificultad de observar tridimensionalmente el macizo rocoso, el valor de Jv se puede determinar contando el número de discontinuidades de cada familia que interceptan una longitud determinada, midiendo perpendicularmente a la dirección de cada una de las familias. Al usar esta relación, las fracturas inducidas por voladuras no deben ser incluidas al estimar el Jv. Por ejemplo, para un macizo rocoso de calidad aceptable con un RQD de 65, el valor correspondiente de Jv es de 15, mientras que, para un macizo rocoso de calidad pobre, con RQD de 30, Jv vale 26. La estimación del índice de RQD puede también realizarse a partir de la frecuencia de discontinuidades, mediante la siguiente expresión que proporciona el valor teórico mínimo del RQD: 𝑅𝑄𝐷 = 100𝐸𝑋𝑃−0.1𝜆 (0.1𝜆 + 1)

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donde 𝜆, es la inversa del espaciado medio de las discontinuidades.

Cuando se usa broca de diamante en la perforación para la recuperación del testigo, se debe tener cuidado en que las fracturas que puedan ser producidas por el incorrecto manejo del testigo o el proceso de perforación, sean identificadas e ignoradas al momento de determinar el valor del RQD. El RQD fue ideado para representar la calidad del macizo rocoso in situ; para esto se usa la Tabla 1.1. Aunque el índice RQD ha sido ampliamente usado, el uso más importante del RQD está como componente de las clasificaciones del macizo rocoso de RMR y de Q. Descripción y Clasificación de Muestras La nomenclatura a usar para describir y clasificar las muestras de roca, deberá ser la indicada a continuación: RD RM RF b d f s

Roca Descompuesta Roca Meteorizada Roca Fresca Roca Blanda Roca Dura Roca Fracturada Roca Sana

Debiéndose realizar la combinación de ella según sea el caso y teniendo presente que, la primera letra se referirá a roca y la segunda al grado de meteorización y la escala en orden de menor a mayor: Fresca (F) > Meteorizada (M) > Descompuesta (D). La tercera letra a la consistencia de la muestra que varía de dura (d) a blanda (b) y la cuarta al grado de fracturamiento que varía de sana (s) a fracturada (f). Influencias de las Grietas con Relleno Cuando se dijo anteriormente que el índice RQD se ve influenciado por la presencia de grietas con relleno ó zonas de debilidad, por lo que es más importante la correcta identificación y descripción de estas zonas, que tratar de asignarle algún puntaje. Algunas consecuencias desfavorables que puede acarrear su desconocimiento pueden ser las siguientes: Laboratorio de Mecánica de Rocas - UNT

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1. Las grietas, las fisuras y a veces incluso las fallas menores pueden sellarse a gracias a la precipitación de cuarzo o calcita, quedando la discontinuidad soldada. Sin embargo, estas pueden volverse a romper, formando nuevas superficies. también hay que señalar el hecho de que puede haber cuarzo o calcita en una discontinuidad sin soldarla. 2. Discontinuidades limpias, es decir, sin relleno o recubrimiento, son consideradas generalmente como un factor favorable, sin embargo, es sumamente importante no confundir discontinuidades limpias con discontinuidades “vacías” en donde el relleno ha sido lavado. 3. Los rellenos de calcita, en especial cuando son porosos o en hojuelas, pueden disolverse durante el tiempo de vida útil de la obra. Con esta disolución desaparece, desde luego, su contribución a la resistencia del macizo. Este es un problema de estabilidad a largo plazo ya veces de movimiento de fluidos, que es fácil olvidar durante la fase de diseño o de la construcción. Rellenos de yeso pueden tener el mismo comportamiento. 4. Recubrimientos o rellenos de clorita, talco o grafito disminuyen la resistencia al corte sobre todo cuando están húmedas. 5. Arcillas inactivas en fracturas y fallas, representan desde luego, un material muy débil que puede fluir, ser comprimido o lavado. 6. Las arcillas expansivas pueden causar serios problemas por la expansión libre y consecuente pérdida de resistencia o por la generación de presiones de expansión considerables cuando están confinadas. 7. DESIGNAREMOS COLORES A LAS FRACTURAS:   

Amarillo: fracturas mecánicas Rojo: fracturas naturales Verde: fracturas naturales con relleno

3.- MATERIALES E INSTRUMENTOS MATERIALES

INSTRUMENTOS

PRECISIÓN

Mandil o guardapolvo

Vernier

± 0.05 mm

Zapatos punta de acero

Cinta métrica

± 1.00 mm

Cuchilla Tizas de colores

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4.- RESUMEN: El informe presentado a continuación, pretende hacer un resumen detallado de la práctica correspondiente a la determinación del parámetro Rock Quality Designation, R.Q.D., realizado en el laboratorio de mecánica de rocas de la escuela de Ingeniería de Minas de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Trujillo. Dicha determinación se hizo siguiendo las normas ASTM para la determinación del índice de calidad de roca a partir de muestras de perforaciones y tomando en cuenta los posibles errores en el manejo de los equipos de perforación, ya que algunos testigos salían con oxidaciones y no las fracturas no eran tan visibles. Una vez realizada las mediciones y determinado el índice de R.Q.D. en las muestras ensayadas se procedió a analizar los resultados para así estimar la calidad del macizo rocoso en cuestión y también hallar la recuperación de los testigos de perforación en diamantina. Palabras clave: FRACTURAMIENTO - TIPO DE ROCA – GEOLOGÍA – CLASIFICACIÓN

5.- PROCEDIMIENTO Y ANALISIS: 1. Primeramente, entrar muy bien implementados al laboratorio de Geomecánica, con sus respectivas botas de seguridad y mandil. 2. Instalarse a los costados del testigo de muestra a analizar.

3. Comenzar determinando su litologia y sus dimensiones 4. Hallar su RQD

5. Hallar su recuperacion

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7.- RESULTADOS La caracterización geomecánica que se realizó en los testigos de muestra de la empresa minería Poderosa se obteniendo un macizo rocoso de calidad Regular. MACIZO ROCOSO

CLASIFICACION GEOMECANICA

LITOLOGIA

RQD

REC

DESDE

HAS TA

CALIDAD

Granodiorita

67.7%

67.7%

M-21

M-30

Regular

FRACT. / CORRIDA 42

DOMINIO

300 cm

Por lo tanto de acuerdo a los resultados obtenidos en el modelo geomecánico, a través de la caracterización geomecánica se determinó que por tramos se presentaba roca intacta presentes en un macizo rocoso que está influenciado por la resistencia, el fracturamiento, la meteorización, la infiltración y las estructuras geológicas de las rocas sedimentarias pertenecientes en del tramo analizado, que de acuerdo a las clasificaciones de RQD se determinaron rocas de calidad regular.

8.- CONCLUSIONES 

Se caracterizó los logueos geomecánicos de perforación en diamantina de las muestras de minera Poderosa, donde se determinó que el macizo rocoso es de calidad MEDIA.



Las características geológicas de la roca son pertenecientes a una roca ígnea llamada Granodiorita. Es así que calidad del macizo rocoso es de buena para arriba, así como también por las principales estructuras tales como discontinuidades y plegamientos que perturban al macizo rocoso no son tan pronunciadas ya que su relleno tiene poca distancia de apertura.



La recuperación de los testigos no es al 100% ya que hubieron problemas accesorios para que se pierdan partes del testigo, dando así una recuperación del 67.7%.

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9.- BIBLIOGRAFÍA (Autor, título, Editorial, ciudad y país, Nº de edición, fecha, página)

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Bieniawski, ZT: "Ingeniería Clasificaciones Misa Rock", John Wiley & Sons, Inc., 1989.

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N. Barton, Lien y Lunde R. J.: "Ingeniería de Clasificación de macizos rocosos para el Diseño de túnel de apoyo”. Mecánica de Rocas, Springer Verlag, vol. 6, 1974.

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Hoek & Brown: "Underground excavaciones en roca", institución de Metalurgia, 1980.

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