Sistemas de clasificación del macizo rocoso Clases 5 y 6 Mecánica de rocas 1 ¿Por qué clasificar a un macizo rocoso?
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Sistemas de clasificación del macizo rocoso Clases 5 y 6
Mecánica de rocas 1
¿Por qué clasificar a un macizo rocoso?
En la aplicación practica de la mecánica de rocas el objetivo es: Identificar
las características importantes para un proyecto determinado y las evaluaciones a efectuarse y
Medir
y/o describir las propiedades de esos parámetros dándoles valoraciones o calificaciones de acuerdo a su estructura, composición y propiedades.
A partir de estas definiciones, el proceso de clasificación es dirigido por dos preguntas: 1.
¿Cuál es el propósito de la clasificación?
2.
¿Qué método uso para lograr el objetivo?
Caracterizar luego clasificar
Proceso general de diseño de mecánica de rocas Esquemas de clasificación caen dentro de las primeras tres categorías. La caracterización del macizo rocoso abarca los dos primeros niveles. El resultado de la clasificación puede utilizarse en el tercer proceso como un diseño inicial.
Clasificaciones del macizo rocoso ▸
Clasificaciones de macizos rocosos ◦
Clasificación de Terzaghi
◦
Rock quality designation index (RQD)
◦
Rock Structure Rating (RSR)
◦
Rock Mass Rating (RMR)
◦
Rock Tunneling Quality Index (sistema Q)
◦
Coal Mining Roof Rating (CMRR)
◦
Geological Strength Index (GSI)
Antecedentes sobre clasificaciones del macizo rocoso
Ritter (1879): Primer intento de formalizar un enfoque empírico para el diseño de túneles, en particular para determinar los requerimientos de sostenimiento.
Terzaghi (1956): Primera referencia sobre el uso de una clasificación del macizo rocoso para el diseño del sostenimiento de túneles, con cimbras.
Lauffer (1958): Clasificación que involucra el tiempo de auto sostenimiento para túneles.
Deere et al. (1967): Índice RQD (Designación de la Calidad de la Roca), para proveer un estimado cuantitativo de la calidad del macizo rocoso, a partir de los testigos de la perforación diamantina.
Wickham et al.(1972): Método cuantitativo para describir la calidad de un macizo rocoso y para seleccionar el sostenimiento, en base a la Valoración de la Estructura Rocosa (RSR - Rock Structure Rating). Primer sistema que hace referencia al shotcrete.
Pacher et.al. (1974): Modificación del criterio de Lauffer y que actualmente forma parte de la propuesta general de tunelería conocida como NATM.
Barton et.al. (1974): Índice de Calidad Tunelera (Q ) para la determinación de las características del macizo rocoso y de los requerimientos de sostenimiento de túneles.
Bieniawski (1973): Clasificación Geomecánica o Valoración del Macizo Rocoso RMR (Rock Mass Rating), refinado sucesivamente en varias oportunidades, última versión 1989. Aplicable a la estimación del sostenimiento, al tiempo de autosostenimiento y los parámetros de resistencia del macizo rocoso.
Laubscher et.al. (1977): RMR de Bieniawski modificada para la minería MRMR (Mining Rock Mass Rating), última versión 1990. Aplicable a la estimación del sostenimiento y los parámetros de los métodos de minado por hundimiento, principalmente.
Hoek et.al. (1994): Índice de Resistencia Geológica GSI (Geological Strength Index), para clasificar al macizo rocoso, estimar la resistencia del macizo rocoso y el sostenimiento. Ultima versión 1998. Palmstron (1995): Índice del Macizo Rocoso RMi (Rock Mass Index). Sistema para caracterizar el macizo rocoso y para aplicaciones en el sostenimiento, excavación TBM, voladura y fragmentación de rocas.
Caracterización del macizo rocoso
Orientación
Espaciamiento
Persistencia o continuidad
Rugosidad
Apertura
Relleno
Presencia de agua
Número de familias
Tamaño de bloques (block size)
Alteración y meteorización
Resistencia de la roca intacta
Caracterización del macizo rocoso
Esquemas iniciales
Rock Quality Designation (RQD) Deere (1967) Es
incorporado en los sistemas de clasificacion RMR y Q.
Es
una modificación del porcentaje de recuperación del sondaje que considera pedazos de testigos iguales o mayores que 100 mm.
Roca
altamente meteorizada RQD=0
RQD Cuando no existe taladros diamantinos pero si se visualizan las trazas en superficie, el RQD puede ser estimado utilizando el número de discontinuidades por unidad de volumen (Jv).
RQD 115 3.3J v
RQD
El RQD es un parámetro que depende mucho de la dirección del taladro. Utilizar el índice volumétrico puede ser muy útil para reducir esa dependencia.
El RQD es una medida de la frecuencia de fracturas (λ fracturas/metro) por lo tanto esta relacion se puede escribir como:
RQD RQD * 1000.1 1e 0.1
RQD
Tabla de clasificación: RQD (%)
Calidad de la Roca