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1
CALIFICACIÓN DEL MACIZO ROCOSO
2
• Roca intacta: el volumen de rocaque se encuentra entre lasdiscontinuidades.
• Discontinuidades: fallas, diaclasas,planos de fractura, de clivaje, juntas, etc.
Macizo rocoso
3
Macizo rocoso
4
Macizo rocoso
Volumen importante de roca que se encuentra intersectado, total y/oparcialmente, por estructuras geológicas; las cuales definen numerosos“sub-volúmenes” o “bloques de roca” que, en conjunto, conforman elmacizo rocoso. Conforme con esto, puede señalarse que el macizorocoso está conformado por un conjunto de bloques (los más pequeñoscorresponden a “roca intacta”), cuyas geometrías y distribución detamaños queda definida por las estructuras geológicas. Por lo tantoparece evidente que el comportamiento mecánico del macizo rocosodependerá de los siguientes factores:
• Propiedades mecánicas de los bloques que lo constituyen (roca intacta)
• Propiedades de las estructuras del macizo rocoso
• Interacción del conjunto de bloques
5
• Se debe tener en cuenta que el mecanismo de falla varia con laescala
• Diferentes mecanismos "ven" al macizo rocoso de manera distintadependiendo del volumen de roca envuelto
Continuo Discontinuo Continuo
Intacto
Disminución del espaciamiento de discontinuidades
Edelbro (2004)
Efecto de escala
6
Escala
Perforación
Integridad
Túnel
IntactoContinuo
Caserón
BlocosoDiscontinuo
Muy BlocosoPseudo-ContinuoH
utch
inso
n an
d D
iede
richs
(199
6)
Efecto de escala
Hoe
k (1
983)
Probeta de roca
Macizo rocoso muy fracturado
Macizo rocoso fracturado
Roca + 2 sets de estructuras
Roca + 1 set de estructuras
7
Efecto de escala
TAMAÑO DE LA MUESTRA Janelid (1965)
RES
ISTE
NC
IA
INVESTIGACIÓN DE SITIOlaboratorio In-situ
8
Efecto de escala
• Las discontinuidades presentan una menor resistencia y rigidez que losbloques de material intacto
• Estas discontinuidades producen el efecto tamaño/escala donde larigidez y resistencia de una región disminuye a medida que aumentanel tamaño de la región hasta un punto donde se alcanza un volumenrepresentativo
9
Efecto de escala
REV: Representative Elementary Volume• Cuando el volumen involucrado es mayor al REV es justificable utilizar propiedades
promedios para el macizo rocoso• Continuo homogéneo equivalente• Discontinuidades consideradas implícitamente
VOLUMEN ENSAYADO
PRO
PIED
AD
FÍS
ICA
PROPIEDAD CUYA MAGNITUDAUMENTA AL AUMENTAR EL
VOLUMEN ENSAYADO(e.g. CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA)
PROPIEDAD CUYA MAGNITUDDECRECE AL AUMENTAR EL
VOLUMEN ENSAYADO(e.g. RESISTENCIA)
REV
10
Efecto de escala
Guías para establecer el REV• REV es varias veces mayor que el espaciamiento promedio de
discontinuidades (Rocha, 1974)
• Escala del problema excede el tamaño de bloque por un factor de 5 a10 (Scultz, 1996)
• El REV es aproximadamente 20 veces las dimensiones del bloquepromedio (Cundall et al., 2008)
11
Efecto de escala
Tronadura de precorteShot core drilling
Perforación de gran diámetro
Jumilkis (1983)
12
Efecto de escala
Heuze (1980)
13
Efecto de escala
Bieniawski and van Heerden (1975)
Ensayo de carga in-situ sobre un pilar de carbón de sección cuadrada (1,4 m x 1,4 m)
14
Efecto de escala
15
• La determinación de propiedades mecánicas representativas de unmacizo rocoso es difícil y poco económico
• Métodos empíricos han sido desarrollados en los que se combinanlas mediciones de roca intacta con las características dediscontinuidades para clasificar/calificar al macizo rocoso
• La calificación se correlaciona posteriormente con propiedadesmecánicas del macizo para el diseño de excavaciones
• La calificación intenta “escalar” propiedades de la roca intacta almacizo rocoso
Efecto de escala
Parámetros de la roca LaboratorioV ≈ 10-3 m3
“Escalamiento” en función de la
“calidad geotécnica” del macizo rocoso
Parámetros del macizo rocosoV ≈ 103 a 1010 m3
16
Los objetivos de un sistema de calificación de macizos rocosos son:• Identificar los parámetros más importantes que influencian el
comportamiento del macizo rocoso
• Dividir una formación rocosa en grupos de comportamiento similar
• Proveer una base para entender las características de cada clase demacizo rocoso
• Relacionar experiencia de condiciones de rocas de un sitio a otro
• Derivar datos cuantitativos y guías para el diseño ingenieril
• Proveer una base común de comunicación entre geólogos e ingenieros
Los bordes de una región estructural usualmente coinciden con unaestructura mayor como una falla o un cambio de roca.En algunos casos, cambios significativos en el espaciamiento ocaracterísticas, dentro del mismo tipo de roca, puede resultar en la divisióndel macizo rocoso en un número de regiones estructurales de menor tamaño
Sistemas de calificación
17
Los objetivos anteriores sugieren los siguientes beneficios:
• Mejorar la calidad de la investigación de terreno solicitandodatos de entrada mínimos para realizar la calificación
• Proveer información cuantitativa para el diseño
• Permitir un mejor juicio ingenieril y una comunicación másefectiva en un proyecto
Sistemas de calificación
18
Edel
bro
(200
4)
Sistemas de calificación
Edel
bro
(200
4)
19
Edel
bro
(200
4)
Sistemas de calificación
20
• RQD: Rock Quality Designation (Deere et al., 1967)Mide largo de trozos recuperados mayores a 10 cm, dividido por largototal del testigo
• RMR (CSIR): Rock Mass Rating (Bieniawski, 1973, 1974, 1976, 1978,1979, 1989)Integra UCS + RQD + espaciamiento, condición y orientación dediscontinuidades + aguas subterráneas
• Q: Rock Tunneling Quality Index (Barton et al., 1974; Grimstad andBarton, 1993; Barton, 2002)RQD + número de sistemas, alteración, rugosidad y presencia deagua en discontinuidades + SRF (reducción por zona débil, esfuerzos)
• MRMR: Mining Rock Mass Rating (Laubscher, 1977, 1984, 1990,1994; Laubscher and Jakubec, 2000)Agrega esfuerzos in-situ e inducidos y efectos de tronadura yalteración por exposición y meteorización
• GSI: Geological Strength Index (Hoek, 1994; Hoek et al., 1995;Marinos and Hoek, 2001)
Sistemas de calificación
21
No incluir rupturas causadas por el proceso de perforación o el operador, que sonusualmente evidenciadas por superficies rugosas frescas.
Hutchinson and Diederichs (1996)
RQD: Rock Quality Designation
Rock Quality Designation (Descripción) Valor RQD
Muy malaMala
RegularBuena
Excelente
0 - 2525 - 5050 - 7575 - 9090 - 100
Testigo menor a 10 cm
(%) 100 tramodel totalLongitud
cm 10 longitud de Trozos
RQD
% 73 100200
332432131529 :ej
RQD
LONGITUD TOTAL DEL TRAMO (ej: 200 cm)
Testigos de sondajes
Diámetro ≥ 54 mm
Fractura por perforación
Perdida de testigo
22
Limitaciones
• No aporta información de los trozos menores a 10 cm
• No es un buen indicador de una macizo rocoso mejor
Palmstrom (2005)
RQD: Rock Quality Designation
23
RQD: Rock Quality Designation
Direccionalidad
Palmstrom (2005)
24
RecomendaciónUtilizar tramos similares al largodel tubo de perforación de terreno,con tramos no superiores a 1,5metros (Deere and Deere, 1988)
Largo del tramo del testigo
RQD: Rock Quality Designation
25
Métodos alternativos para estimar RQD
Palmstrom (1974)
Número de discontinuidades intersectando un volumen de 1 m3
: Conteo de discontinuidades volumétrico
5,4 10035 0
3,3115
v
v
v
JRQDJRQDJRQD
Conteo volumétrico de juntas (Jv)
vJ
26
Cuando las discontinuidades ocurren en sets:
Espaciamientos promedios
Palm
stro
m (1
982,
199
6)
Métodos alternativos para estimar RQD
Espaciamientos verdaderos de las juntas
..111
CBAv SSS
J
Número de sets Descripción para el fracturamiento Descripción para Jv Jv1 Masivo Extremadamente bajo < 0,3
2 Fracturamiento muy débil Muy bajo 0,3 – 1,0
3 Fracturamiento débil Bajo 1 – 3
4 Fracturamiento moderado Moderado alto 3 – 10
5 Fuertemente fracturado Alto 10 – 30
6 Muy fuertemente fracturado Muy alto 30 – 100
7 Triturado Extremadamente alto > 100
27
Métodos alternativos para estimar RQDEn terreno-pared expuesta:
Tomar RQDw como el promedio de varias mediciones
Hut
chin
son
and
Die
deric
hs (1
996)
Regla de 200 cm
% 61 100200
1114141618161716
WRQD
ej:
28
Prie
st a
nd H
udso
n (1
976)
Métodos alternativos para estimar RQDEn función de la frecuencia de las discontinuidades, (FF/m)
11,0100 1,0 eRQD
29
Factor Rango
• Resistencia uniaxial roca intacta UCS 0 – 15
• Rock Quality Designation RQD 3 – 20
• Espaciamiento de discontinuidades S 5 – 20
• Condición de discontinuidades JC 0 – 30
• Agua JW 0 – 15
• Orientación discontinuidades(ajuste para túneles y minas) JO (-12) – 0
ObásicoBB JPRMRRMR
WCbásicoB JPJPSPRQDPUCSPRMR
RMRB: Rock Mass Rating
Clase de macizo rocoso Descripción RMR RMR
I Roca muy buena 81 – 100 ± 5
II Roca buena 61 – 80 ± 5
III Roca regular 41 – 60 ± 5
IV Roca mala 21 – 40 ± 6
V Roca muy mala 0 – 21 ± 8
30
Resistencia a la compresión uniaxiala. Directa: Laboratoriob. Indirecta: Ensayo de carga puntual, martillo Schmidt/geológico
RQD: testigo de largo > 2 veces el diámetro
S Espaciamiento de discontinuidades (se mide en testigos, afloramientos, adits, etc.)a. Se asume que la roca tiene 3 conjuntos de discontinuidades
→ Se utiliza el sistema más relevante o desfavorable
UCS
RMRB: Rock Mass Rating
31
Condición de discontinuidadesa. Descripción de rugosidad de la superficieb. Material de relleno
→ Usar el más liso y desfavorable
Aguas subterráneasa. Flujo de agua en excavación subterránea (si está disponible)b. Presión de agua en discontinuidadesc. Se puede usar también el testigo
JO Orientación de discontinuidadesa. Depende de la aplicaciónb. No es fácil de determinar
i. Cámaras en sondajesii. Mapeo de piques
CJ
WJ
RMRB: Rock Mass Rating
Javier Vallejos, Ph.D. – U. de Chile / Ing. de Minas MI4060 (Primavera, 2013) 32
Bieniawski (1989)
A. Parámetros de calificación y puntajes
Parámetro Rango de valores y puntajes
1
Resistencia de la roca intacta (MPa)
Índice de resistencia de carga puntual
> 10 4 – 10 2 - 4 1 - 2 Para este rango bajo se prefiere el ensayo de compresión uniaxial
Resistencia a la compresión uniaxial
> 250 100 - 250 50 - 100 25 - 50 5 - 25 1 - 5 < 1
Puntaje 15 12 7 4 2 1 0
2Calidad del testigo, RQD (%) 90 - 100 75 - 90 50 - 75 25 - 50 < 25
Puntaje 20 17 13 8 3
3Espaciamiento de discontinuidades (m)
> 2 0,6 - 2 0,2 – 0,6 0,06 – 0,2 < 0,06
Puntaje 20 15 10 8 5
4
Condición de discontinuidades (Ver E)
•Superficiesmuy rugosas•No continuas•Sin separación•Roca pared nometeorizadas
•Superficieligeramente rugosa•Separación <1mm•Roca pared
•Superficieligeramente rugosa•Separación <1mm•Paredes altamentemeteorizadas
•Superficies lisas, o•Relleno <5mm, o•Separación 1-5 mm•Continuas
•Relleno blando >5mmde espesor, o•Juntas abiertas•Continuas
Puntaje 30 25 20 10 0
5
Presencia de agua
Caudal de filtración por 10 m de túnel (lt/min)
Nulo < 10 10 – 25 25 - 125 > 125
(Presión de agua en juntas)/Esfuerzo principal mayor, 1)
0 < 0,1 0,1 – 0,2 0,2 – 0,5 > 0,5
Estado general Seco Ligeramente húmedo
Húmedo Goteado Flujo
Puntaje 15 10 7 4 0
RMRB: Rock Mass Rating
33
Mod
ifica
da d
e H
utch
inso
n an
d D
iede
richs
(199
6)
F. Rumbo discontinuidad con respecto al eje de la excavación
Paralelo Perpendicular Cualquier rumbo
Bien
iaw
ski (
1989
)B. Ajuste por orientación de las discontinuidades (Ver F) – P(JO)
Aplicación/Condición Muy favorable Favorable Moderado Desfavorable Muy desfavorable
Túneles y minas 0 -2 -5 -10 -12
Fundaciones 0 -2 -7 -15 -25
Taludes 0 -5 -25 -50 -60
Dip (grados)
Avance con Dip
Avance contra Dip
45 - 90 Muy desfavorable
Muy favorable
Moderado n/a
20 - 45 Moderado Favorable Desfavorable n/a
0 - 20 Moderado Moderado Moderado Moderado
RMRB: Rock Mass Rating
34
Bien
iaw
ski (
1989
)
C. calificación del macizo rocoso determinado desde el puntaje total
Puntaje 100 ← 81 80 ← 61 60 ← 41 40 ← 21 < 21
calificación I II III IV V
Descripción Roca muy buena Roca buena Roca regular Roca mala Roca muy mala
D. Significado de la clase de roca
calificación I II III IV V
Tiempo estable promedio/ancho excavación
20 años / 15m 1 año / 10m 1 semana / 5m 10hrs / 2,5m 30 min / 1m
Cohesión del macizo rocoso (kPa) > 400 300-400 200-300 100-200 < 100
Ángulo de fricción macizo rocoso (°) > 45 35-45 25-35 15-25 < 15
E. Guías para la calificación de discontinuidades
Persistencia (m)Puntaje
< 16
1 - 34
3 - 102
10 - 201
> 200
Apertura (mm)Puntaje
Ninguna6
0,15
0,1 – 1,04
1 - 51
> 50
RugosidadPuntaje
Muy rugosa6
Rugosa5
Mod. rugosa3
Lisa1
Muy lisa0
RellenoPuntaje
Ninguno6
Duro < 5 mm4
Duro > 5 mm2
Blando < 5 mm2
Blando > 5 mm0
AlteraciónPuntaje
Sin alteración6
Lev. alterado5
Mod. alterado3
Alta alteración1
Descompuesto0
RMRB: Rock Mass Rating
35
Dolomitas cretácicasDos familias de discontinuidades principalesMuy buena calidad geotécnicaClase I81 ≤ RMR ≤ 100
GranitoVarias familias de discontinuidades principales, alteradasBuena calidad geotécnicaClase II61 ≤ RMR ≤ 80
Pizarras ordovícicas Bastante fracturadas y algo meteorizadasRegular calidad geotécnicaClase III41 ≤ RMR ≤ 60
Cuarcitas ordovícicas Muy alteradas y brechizadasMala calidad geotécnicaClase IV21 ≤ RMR ≤ 40
Cuarcitas ordovícicas Macizo muy alterado y brechizadoMuy mala calidad geotécnicaClase VRMR ≤ 20
Gon
zále
z de
Val
lejo
et a
l. (2
002)
RMRB: Rock Mass RatingEjemplos
Javier Vallejos, Ph.D. – U. de Chile / Ing. de Minas MI4060 (Primavera, 2013) 36
PERSISTENCIA
APERTURA
RUGOSIDAD
RELLENO
ALTERACIÓN
AGUA SUBTERRÁNEA
VALOR TOTAL RM R (Suma de valoración 1 a 5 ) =
<25(2) <5(1) <1(0)
PARÁM ETRO RANGO DE VALORES VALORACIÓN
R. COMPRE. UNIAXIAL (MPa) >250 (15) 100-250 (12) 50-100 (7) 25-50 (4)
< 0.06 (5)
RQD % 90-100 (20) 75-90 (17) 50-75 (13) 25-50 (8) <25 (3)
ESPACIAMIENTO (m) >2 (20) 0,6-2 (15) 0.2-0.6 (10) 0.06-0.2 (8)
<1m long. (6) 1-3 m Long. (4) 3-10m (2) 10-20 m (1) > 20 m (0)
Blando > 5 mm (0)
> 5 mm (0)
DE Muy rugosa (6) Rugosa (5) Mod. rugosa (3) Lisa (1) Muy lisa (0)
CONDICIÓN Cerrada (6) <0.1mm apert . (5) 0.1-1.0mm (4) 1 - 5 mm (1)
JUNTAS Limpia (6) Duro < 5mm (4) Duro> 5mm (2) Blando < 5 mm (2)
Seco (15) Húmedo (10) Mojado (7) Got eo (4) Flujo (0)
Sana (6) Lev. alt erado (5) Mod. alt erado (3) Alt a alt eración (1) Descompuest a (0)
RM R 100 - 81 80 - 61 60 - 41 40 - 21 20 - 0DESCRIPCIÓN I M UY BUENA II BUENA III REGULAR IV M ALA V M UY M ALA
CLASE DE M ACIZO ROCOSO
xx
xx
xx
xx
x
122010415631576
II
Ejemplo
RMRB: Rock Mass Rating
37
Evolución del RMRB
Mod
ifica
do d
e M
ilne
et a
l. (1
998)
RMRB 1973 1974 1975 1976 1989
P(UCS) 10 10 10 15 15
P(RQD) 16 20 20 20 20
P(S) 30 30 30 30 20
P(JC) 34 30 30 25 30
P(JW) 10 10 10 10 15
P(JO) – (3-15) – (0-15) – (0-12) – (0-12) – (0-12)
RMRB: Rock Mass Rating
38
Comentarios
• Los testigos seleccionados para evaluar UCS corresponden, engeneral, a los más competentes, por lo que no necesariamenterepresentan la resistencia típica de la roca “intacta”
• Los puntajes asociados al espaciamiento entre estructuras suponenque el macizo rocoso presenta tres sets de estructuras, por lo que si elmacizo tiene menos de tres la evaluación resulta conservadora. Si seaceptan los conceptos de Laubscher (1977), puede concluirse que alhaber menos de tres sets en el macizo rocoso el puntaje asociado alespaciamiento podría incrementarse en un 30%.
• El índice RMR parece funcionar bien para caracterizar macizos rocosode las clases I a IV (RMR > 25) pero no funciona bien en macizosrocoso de muy mala calidad geotécnica (Hoek et al., 1995)
RMRB: Rock Mass Rating
39
El contraste entre las calidades de rocas sugiere diferencias de ordenes de magnitud
Barto
n (2
007)
Q: Rock Quality Index
Roca masiva, Pan de Azúcar Río de Janeiro, Brasil
Q = 1000 (o mejor)
Q = 100/0,5x4/0,75x1/1
Roca con falla causando colapso del túnel, Brasil
Q = 0,001 (o peor)
Q = 10/20x1/8x0,5/20
40
• RQD Rock Quality Designation (%)Intervalos de 5 puntosSi RQD≤10 → RQD = 10 para evaluar Q
• Jn Número de sistemas de discontinuidades
• Jr Número de rugosidad de discontinuidades
• Ja Número de alteración de discontinuidades
• Jw Agua en discontinuidades
• SRF Factor de reducción por esfuerzos
SRFJ
JJ
JRQDQ w
a
r
n
Q: Rock Quality Index
: Tamaño de bloques
: Resistencia al corte entre bloques
: Esfuerzos activos
nJRQD
a
r
JJ
SRFJw
Descripción del macizo Q Q
Excepcionalmente malo 0,001 – 0,01 ± 0,0005
Extremadamente malo 0,01 – 0,1 ± 0,005
Muy malo 0,1 – 1 ± 0,01
Malo 1 – 4 ± 0,3
Regular 4 – 10 ± 1,5
Bueno 10 – 40 ± 3
Muy bueno 40 – 100 ± 8
Extremadamente bueno 100 – 400 ± 40
Excepcionalmente bueno 400 – 1000 ± 100
41
Modificado de Hutchinson and Diederichs (1996)Q: Rock Quality Index
Roca masiva sin sets
1 set
2 sets
3 sets
4 o más sets
N° de sets de juntas Jn
Pocos sets -aleatorios
1 set+ aleatorio
2 sets+ aleatorio
3 sets+ aleatorio
Roca desintegrada
Notas: • Las redes deben mostrar las discontinuidadeslocales para la zona actual de diseño
• Para intersecciones use 3,0xJn• Para portales use 2,0xJn
Pequeña escala:
Gran escala: Planas Ondulosas
Pulida
Suave
Rugosa
Discontinuidad rellena
Jr(set crítico)
Discontinuas
Notas: • Considerar rugosidad de las estructuras mas débiles• Añada 1,0 si el espaciamiento medio del sistema relevantees mayor a 3 m
• Jr = 0,5´puede ser utilizado para estructuras planas ypulidas con lineamientos, siempre que los lineamientos están orientados en la dirección de resistencia mínima
Javier Vallejos, Ph.D. – U. de Chile / Ing. de Minas MI4060 (Primavera, 2013) 42
Q: Rock Quality IndexCaso Condición jres
(°) Ja
─ Aum
enta la alteración de la estructura
(a) Hay contacto entre las cajas de la estructura
A Estructuras bien trabadas y selladas con rellenos duros, impermeables, y que no se ablandan (e.g. cuarzo epidota, etc.) --- 0,75
B Estructuras con cajas no alteradas, que solo presentan patinas locales 25-35 1
C Estructuras con cajas ligeramente alteradas. Pátinas de materiales que no se ablandan y libres de finos: arenas, roca molida, etc. 25-30 2
D Estructuras con pátinas limo arenosas, con poco contenido de arcillas, que no se ablandan 20-25 3
E Estructuras con pátinas de minerales arcillosos de baja fricción y que se ablandan (e.g. caolinita, micas, etc). Estructuras con pátinas de clorita, talco, yeso, grafito, etc. Estructuras con pequeñas cantidades de arcillas expansivas (pátinas discontinuas, de 1 a 2 mm de potencia)
8-16 4
(b) Desplazamiento de corte menores que 10 cm producen contacto entre las cajas de la estructura
F Estructuras con rellenos de arenas y/o roca molida, libres de arcilla 25-30 4
G Estructuras con rellenos de arcillas muy pre-consolidadas, que no se ablandan (rellenos continuos, con espesores < 5 mm) 16-24 6
H Estructuras con rellenos de arcillas algo a poco pre-consolidadas, que se ablandan (rellenos continuos, con espesores < 5 mm) 6-12 8
J Estructuras con rellenos de arcillas expansivas (e.g. montmorillonita, rellenos continuos, espesores < 5 mm). 8-12
(c) Los desplazamientos de corte no producen contacto entre las cajas de la estructura
K, L, M Estructuras con rellenos de roca desintegrada o triturada y arcillas (ver G, H, J para descripciones del material arcilloso) 6-24 6, 8 o 8-12
N Estructuras con rellenos potentes de arenas limosas o limo-arcillosas, con poco contenido de arcillas (que no se ablandan) --- 5
O, P, R Estructuras con rellenos potentes de salbanda arcillosa (ver G, H, J para descripciones del material arcilloso) 6-24 10, 13 o 13-20
43
Q: Rock Quality Index
Notas: • pw es la presión del agua• Los casos C a F corresponden a estimaciones muy aproximadas. Se puede incrementar Jw si se implementanmedidas de drenaje (esto debe hacerse con criterio, considerando como estas medidas podrían modificar la condiciones de aguas)
• Problemas especiales asociados al congelamiento de las aguas y la formación de hielo no se consideran
Caso Condición pw (MPa) Jw
─ Aum
entan las infiltraciones
A Túneles secos o con infiltraciones menores (e.g. 5 lt/min localmente o en algunos sectores) < 0,1 1
B Infiltraciones y presiones moderadas, que ocasionalmente causan el lavado del relleno de las estructuras 0,1-0,25 0,66
C Infiltraciones y presiones importantes en roca competente con estructuras sin relleno
0,25-1,00,50
D Infiltraciones y presiones importantes que causan lavado de los rellenos de las estructuras 0,33
E Infiltraciones muy importantes y a presión gatilladas por las tronaduras, pero decaen con el tiempo
> 1,00,1-0,2
F Infiltraciones excepcionalmente altas con presiones que continúan sin decaer con el tiempo 0,05-0,1
44
SRF
Q: Rock Quality Index
Asociado al posible efecto de la condición de esfuerzos en el macizo rocoso, y puede considerarse una medida de:
a) La presión causada por el material suelto, en el caso de un túnel queatraviesa una zona de cizalle o un macizo rocoso arcilloso y de malacalidad geotécnica
b) La concentración de esfuerzos que se produce en la periferia de túnelesexcavados en macizos rocosos competentes
c) Las presiones asociadas al flujo plástico (squeezing) o al hinchamiento(swelling) que encuentra túneles que cruzan macizos rocosos arcillosospoco competente bajo un estado de esfuerzos importante, o macizosarcillosos y expansivos
45
Q: Rock Quality Index
(a) Zonas débiles interceptan la posición que tendrá la excavación subterránea, lo que puede causar aflojamiento (loosening) del terreno cuando se desarrolle la excavación subterránea
Caso Condición SRFA Múltiples zonas débiles que contienen arcillas y/o roca químicamente desintegrada, con
roca suelta en su periferia (a cualquier z) 10,0
B Múltiples zonas débiles, con roca suelta en su periferia, en un macizo rocoso competente y libre de arcilla (a cualquier z) 7,5
C Macizo rocoso muy fracturado, con estructuras abiertas que definen bloques en forma de cubos (a cualquier z) 5,0
D, E Una zona débil que contienen arcillas y/o roca químicamente desintegrada, con roca suelta en su periferia
z ≤ 50 mz > 50 m
5,02,5
F, G Una zona débil, con roca suelta en su periferia, en un macizo rocoso competente y libre de arcilla
z ≤ 50 mz > 50 m
5,02,5
SRF: (a) zonas débiles
Notas: • Los valores de SRF deben reducirse en un 25% a 50% si las zonas de cizalle relevantes solo influencian eltúnel, pero no lo intersectan
• z: profundidad
46
Q: Rock Quality Index
(b) Macizos rocosos competentes, problemas asociados a concentraciones de esfuerzos
Caso Condición UCS/1 /UCS SRFH Estado de esfuerzos de magnitud baja, estructuras superficiales abiertas > 200 < 0,01 2,5
I Estado de esfuerzos moderados, condición de esfuerzos favorable 200 – 10 0,01 – 0,3 1,0
J Estado de esfuerzos de magnitud alta, estructuras bien trabadas (usualmente favorable para la estabilidad, aunque puede presentar problemas en las cajas)
10 – 5 0,3 – 0,4 0,5 – 2,0
K Macizo rocoso que presenta lajamientos moderados 1 hora después del desarrollo de la excavación subterránea
5 – 3 0,5 – 0,65 5 – 50
L Macizo rocoso que presenta lajamientos e incluso estallidos de roca poco después del desarrollo de la excavación subterránea
3 – 2 0,65 - 1,0 50 – 200
M Macizos rocosos que sufren notorios estallidos de roca y deformaciones inmediatas después del desarrollo de la excavación subterránea
< 2 > 1 200 - 400
SRF: (b) macizo rocoso competente
Notas: • Si el estado de esfuerzos in-situ es muy anisótropo, entonces para evaluar SRF utilice el siguiente UCS reducido:Si 5 ≤ 1/3 ≤ 10: reduzca UCS a 0,75UCS ; Si 1/3 > 10: reduzca UCS a 0,5UCS
• La base de datos del método incluye pocos casos en que la profundidad del techo del túnel respecto a la superficie delterreno es menor que el ancho del túnel. Si este es el caso, entonces SRF debe incrementarse de 2,5 a 5 (ver H)
• Casos K, L, M son usualmente los más relevantes para el diseño de soporte en excavaciones profundas• UCS: resistencia a la compresión uniaxial roca intacta• 1, 3: esfuerzos in-situ principales mayor y menor• : máximo esfuerzo tangencial en el contorno de la excavación estimado mediante la teoría de elasticidad
47
0.1
1
10
100
1000
1 10 100
UCS /1
SR
F
Barton et al. (1974)Barton (2002)
• c/1 bajo:fracturamiento por esfuerzos altosSRF ↑ → Q↓
• c/1 medio:bloques quedan ajustadosSRF ↓ → Q ↑
• c/1 alto:bloques quedan sueltosconllevando a inestabilidadesSRF ↑ → Q↓
Q: Rock Quality Index
Zona de estallidos de roca
Esfuerzos altos
2 5 20 50 200
Confinamiento medio
Confinamiento bajo
SRFQ 1
SRF: (b) macizo rocoso competente
48
Q: Rock Quality IndexSRF: (c) Flujo plástico
(c) Macizos rocosos que fluyen plásticamente (squeezing rock)
Caso Condición UCS/1 SRFO El flujo plástico genera presiones leve a moderadas 1 – 5 5 – 10
P El flujo plástico genera presiones importantes > 5 10 – 20
SRF: (d) Hinchamiento(d) Macizos rocosos expansivo (swelling rock), expansión o hinchamiento debido a reacciones químicas causadas por la
presencia de agua
Caso Condición SRFR El hinchamiento genera presiones leves a moderadas 5 – 10
S El hinchamiento genera presiones importantes 10 – 15
49
Q: Rock Quality IndexNOTAS ADICIONALES RESPECTO AL USO DE LAS ANTERIORESCuando se hagan estimaciones de la calidad del macizo rocoso a través del índice Q, los siguientes puntos pueden ser seguidos como guíade manera adicional a las notas presentadas en las tablas anteriores:
• Cuando los testigos de los sondajes no se encuentren disponibles, el índice RQD puede ser estimado a partir del número dediscontinuidades por unidad de volumen, en que el número de discontinuidades por metro son añadidas para cada grupo dediscontinuidades. Una simple relación puede ser utilizada para convertir este número al índice RQD para el caso de macizos rocososlibres de arcillas, ésta es : RQD = 115 – 3.3 Jv (apróx.); donde Jv corresponde al número de total de discontinuidades por m3 (0 <RQD < 100 para 35 > Jv > 4.5).
• El parámetro Jn representa el número de sistemas de discontinuidades que a menudo se verán afectados por foliación, esquistocidad,planos de Clivaje o estratificaciones, etc. Si alguno de estos patrones se encuentra fuertemente desarrollado, estas discontinuidades“paralelas” se deberían contar obviamente como un sistema de discontinuidades en su totalidad. Sin embargo, si hay pocasdiscontinuidades visibles, o si solo se encuentran quiebres ocasionales en el testigo del sondaje debido a esas fracturas, entoncesserá más apropiado contarlas como discontinuidades aleatorias cuando se evalúe el parámetro Jn.
• Los parámetros Jr y Ja (que representan la resistencia al corte) deberían ser más relevantes en sistemas de discontinuidades másdébiles o con rellenos de arcilla. Sin embargo, si la discontinuidad o el sistema de discontinuidades con el mínimo valor de Jr/Ja estáfavorablemente orientado en relación a la estabilidad, entonces una segunda discontinuidad o sistema de discontinuidades con unaorientación menos favorable puede a veces ser más significativo, y el mayor valor de Jr/Ja puede ser usado cuando se evalúe elíndice Q. El valor de Jr/Ja debe, en efecto, relacionarse con a la superficie más probable que permita iniciar la falla.
• Cuando el macizo rocoso contenga arcillas, el factor SRF apropiado para las pérdidas de carga debería ser evaluado. En tales casosla resistencia de la roca intacta es de poco interés. Sin embargo, cuando el fracturamiento es mínimo y la arcilla está completamenteausente, la resistencia de la roca intacta puede llegar a ser el nexo más débil, y la estabilidad dependerá entonces de la razón entrelos esfuerzos y la resistencia de la roca. Un campo de esfuerzos altamente anisotrópicos es muy desfavorable para la estabilidad yestá comentado en la nota 2 de la tabla para la evaluación del factor de reducción de esfuerzos.
• Las resistencias a la compresión y tracción (c y t) de la roca intacta deberían evaluar en la condición saturada si esto es apropiadopara representar condiciones in situ presentes y futuras. Una estimación muy conservadora de la resistencia puede ser hecha paraesas rocas que se deterioran cuando se exponen a la humedad o condiciones saturadas.
50
Q: Rock Quality Index
Barto
n (1
974)
buena) aregular (calidad 100,166,00,15,1990
Granito
regular) (calidad 2,90,166,00,10,31570
Granito
mala) (calidad 5,10,166,00,20,1940
aArcillolit - Arenisca
mala)muy (calidad 24,0
0,566,00,50,1980Caliza
mala) enteextremadam (calidad 09,00,566,00,50,1930
Lutita
mala) lmenteexcepciona (calidad 009,00,666,00,60,120100)( todescompues Granito
RQD
51
• Roca masiva, altaresistencia
• Esfuerzos bajos
• Notar falta derefuerzo/soporte
• RMRB = 90(roca muy buena)
• Q = 180(roca extremadamentebuena)
Ejemplos RMRB y Q
52
• Roca blocosa
• Esfuerzos bajos
• Soporte mínimo perosistemático
• RMRB = 70(roca buena)
• Q = 15(roca buena)
Ejemplos RMRB y Q
53
• Roca débil/foliada
• Esfuerzos bajos
• Notar la falta derefuerzo/soporte
• RMRB = 40(roca mala-regular)
• Q = 0,9(roca mala-muy mala)
Ejemplos RMRB y Q
54
• Roca masiva, alta resistencia
• Esfuerzos extremadamente altos
• Estallidos de roca, cierrecompleto del túnel, soporteextremo, malla retiene la rocafracturada
• RMRB = 80(roca muy buena-buena)
• Q = 0,5(roca muy mala)
Ejemplos RMRB y Q
55
El parámetro SRF es redundante cuando el sistema de calificación Qse utiliza para estimar propiedades del macizo rocoso para el análisis de estabilidad (analíticos o numéricos)
a
r
n JJ
JRQDQ '
El parámetro Jw se considera igual a uno (excavaciones relativamente secas, sin considerar el flujo transiente de perforación y relleno). En ambientes con altas presiones de agua el análisis de estabilidad debería incluir los efectos de presiones de agua y flujo
Q’ debería reflejar de mejor manera las características del macizo rocoso
Q’: Rock Quality Index modificado
56
Q’: Rock Quality Index modificado
57
• Desarrollado con el propósito de escalar la resistencia del macizorocoso, definida de acuerdo al criterio de Hoek-Brown
• Depende de:− “estructura del macizo rocoso”, definida en términos de su
integridad/blocosidad y grado de trabazón del macizo rocoso− la naturaleza de la superficie de las discontinuidades
GSI: Geological Strength Index
Descripción GSI GSI
Roca muy buena 81 – 100 ± 5
Roca buena 61 – 80 ± 5
Roca regular 41 – 60 ± 5
Roca mala 21 – 40 ± 6
Roca muy mala 0 – 21 ± 8
58
Macizo rocoso con bloques
GSI: Geological Strength Index
El GSI no es un valor exacto, se trabaja con un rango
59
GSI: Geological Strength Index
60
Macizo rocoso esquistoso-metamórfico
GSI: Geological Strength Index
61
Macizo rocoso esquistoso-metamórfico
GSI: Geological Strength Index
62
Macizo rocoso esquistoso-metamórfico
GSI: Geological Strength Index
63
Macizo rocoso esquistoso-metamórfico
GSI: Geological Strength Index
64
Macizo rocoso esquistoso-metamórfico
GSI: Geological Strength Index
65
Macizo rocoso esquistoso-metamórfico
GSI: Geological Strength Index
66
Macizo rocoso esquistoso-metamórfico
GSI: Geological Strength Index
67
Macizo rocoso esquistoso-metamórfico
GSI: Geological Strength Index
68
GSI: Geological Strength IndexMacizo rocoso esquistoso-metamórfico
69
GSI: Geological Strength IndexGSI y factor de perturbación (D)
Comparación entre los resultados utilizando tronadura controlada (izquierda) y normal (derecha) para una excavaciones superficial en gneiss (Hoek and Brown, 1997)
70
GSI: Geological Strength IndexGSI y factor de perturbación (D)
Hoe
k et
al.
(200
2)
Guías para evaluar el parámetro D en el caso de excavaciones subterráneasCondición Descripción D
Tronaduras controladas de excelente calidad o excavación con maquina tunelera (TBM), lo que resulta en una mínima perturbación del macizo rocoso en la periferia de la excavación subterránea
0,0
Excavación mecánica o manual en macizos de mala calidad geotécnica (sin tronadura), lo que resulta en una mínima perturbación del macizo rocoso en la periferia de la excavación subterráneaCuando ocurren problemas de flujo plástico (squeezing), con un levantamiento notorio del piso, la perturbación del macizo rocoso puede ser importante a menos que se coloque (al menos temporalmente) fortificación de piso como se muestra en la fotografía.
0,0
0,5(sin piso)
Tronaduras de muy poca calidad en túneles en roca dura, lo que resulta en daños locales severos que pueden afectar el macizo rocoso en la periferia de la excavación subterránea en una zona de 2 a 3 m de espesor
0,8
71
GSI: Geological Strength IndexGSI y factor de perturbación (D)
Hoe
k et
al.
(200
2)
Guías para evaluar el parámetro D en el caso de taludesCondición Descripción D
Tronaduras pequeñas en taludes de obras civiles inducen poco daño en el macizo rocoso, especialmente si se usan tronaduras controladas para minimizar el daño, como se muestra en la fotografía. Sin embrago, siempre se produce algún grado de perturbación debido al desconfinamiento del macizo rocoso.
0,7Buena tronadura
1,0Mala tronadura
Los taludes mineros en rajos profundos sufren daños importantes debido a las tronaduras de producción, como también al desconfinamiento asociado al desarrollo del rajo.
En el caso de algunas rocas blandas la excavación puede hacerse sin tronaduras (e.g.: con bulldozer), lo que reduce significativamente el daño inducido en el macizo rocoso.
1,0Tronadura de producción
0,7Excavación mecánica
72
GSI: Geological Strength Index
Comentarios• Este método considera una ventana de mapeo y no es aplicable directamente
al mapeo de sondajes (se requiere de mucha experiencia). Se recomiendautilizar otro método (RMRB, Q) para el mapeo de sondajes y luego transformarlos resultados a valores de GSI conforme a las correlaciones entre sistemas
• No aplicable en aquellos casos en que el comportamiento del macizo rocosopresenta un claro control estructural (desgraciadamente esto esfrecuentemente ignorado en la práctica, lo que se puede traducir en unasobre-valoración de la resistencia del macizo rocoso)
• La evaluación del GSI en base a mapeo de afloramientos de roca ensuperficie, usualmente afectados por desconfinamiento e intemperización, nonecesariamente es valida en profundidad debido a que el macizo rocoso estarconfinado y no afectado por la intemperización
• Debe tenerse especial cuidado al evaluar el GSI en el caso de macizosrocosos dañados por tronadura y/o desconfinamiento, ya que podría “contarsedos veces” el efecto de daño por tronadura al incluir el parámetro D
73
• Ajusta el RMR para considerar:– Esfuerzos in-situ e inducidos– Efectos de tronadura y alteración por exposición
de la roca fresca al ambiente
• Modificaciones fueron hechas inicialmente paracondiciones en minas de block caving
MRMR: Mining Rock Mass Rating
74
MRMR: Mining Rock Mass Rating
IRS: Intact Rock StrengthRMS: Rock Mass StrengthJS: Joint spacingJC: Joint conditionDRMS: Design Rock Mass Strength
200
IRSP
150RQDP
250
,
nJP S
400
n
mFFP
400CJP
o (MPa) RMSRMRL
Estructuras mayores
Presentación
Comunicación
Diseño básico
Ajustes 0,3 – 1,2
Meteorización AM = 0,3 – 1,0
Orientación AO = 0,63 – 1,0
Esfuerzos inducidos AS = 0,6 – 1,2
Tronadura AT = 0,8–1,0
(MPa) RMSAAAADRMSRMRAAAAMRMR
TSOM
LTSOM
Laubscher (1990)
75
MRMR: Mining Rock Mass Rating
Testigos de roca intacta seleccionados para ensayar son inevitablemente los trozos más resistentes de la roca y no necesariamente reflejan valores promedios
Ejemplo:
IRS roca fuerte = 100 MPaIRS roca débil = 20 MPa
curva20%100fuerterocaIRSdébil roca IRS
% de roca débil = 45%
MPa 37 MPa100 de 37%promedioIRS
Gráfico para seleccionar IRS promedio
Laub
sche
r (19
90)
Intact Rock Strength (IRS)
76
MRMR: Mining Rock Mass Rating
100
45log4,26251, 10
SJP S
100
28log30100
38log9,25252, max10min10
SSJP S
100
10log3,33100
20log6,29100
30log9,25253, max10med10min10
SSSJP S
Espaciamiento de sets, P(JS, n):Se asume que el macizo rocoso contiene solo tres sets de juntas es decir, el numero de sets requerido para definir un bloque de roca. Si existen cuatro o más sets de juntas se utilizan los tres sets más cercanos.
1 set:
2 sets:
3 sets:
IRS (MPa) > 185 165-185 145-164 125-144 105-124 85-104 65-84 45-64 35-44 25-34 12-24 5-11 1-4
P(IRS) 20 18 16 14 12 10 8 6 5 4 3 2 1
RQD (%) 97-100 84-96 71-83 56-70 44-55 31-43 17-30 4-16 0-3
P(RQD) 15 14 12 10 8 6 4 2 0
maxmedmin , SS,S : Espaciamientos mínimo, medio y máximo (cm)
77
MRMR: Mining Rock Mass Rating
Requiere la medición de todas las discontinuidades que interceptan la línea de muestreo.Para el mismo FF/m un macizo rocoso con 1 set de juntas es mas resistente que uno con 2, el que es más resistente que uno con 3
Fracturas por metro,
n
mFFP ,
Promediopor metro Set-1 Set-2 Set-3
0,1 40 40 400,15 40 40 400,20 40 40 380,25 40 38 360,30 38 36 340,50 36 34 310,80 34 31 281,00 31 28 261,50 29 26 242,00 26 24 213,00 24 21 185,00 21 18 157,00 18 15 1210,00 15 12 1015,00 12 10 720,00 10 7 530,00 7 5 240,00 5 2 0
Frecuencia de fracturas, FF/mRating
78
MRMR: Mining Rock Mass RatingCondición de discontinuidades, DCBAJP C 40
Ejemplo:
Condiciones húmedas• Suavemente ondulada → A=75%• Planar rugosa → B=60%• Sin alteración de pared → C=100%• Relleno blando cizallado → D=55%
1055,016,075,040 CJP
Parámetros CondiciónHúmedo Presión Moderada Presión SeveraSeca 25-125 lts/min > 125 lts/min
A Expresión Ondulosa Multidireccional 100 100 95 90de discont. Unidireccional 95 90 85 80
(Irregularidad 85 80 75 70a gran 80 75 70 65escala) 75 70 65 60
95 90 85 8090 85 80 75B Expresión85 80 75 70de discont.80 75 70 65(Irregularidad75 70 65 60a pequeña 70 65 60 55escala)
200 mm x200 mm
65 60 55 5060 55 50 4555 50 45 40
C Si las paredes de las juntas son más débiles que la caja y solo si son más débiles que el relleno
Material Grano grueso 90 85 80 75cizallado y no Grano medio 85 80 75 70reblandecido Grano fino 80 75 70 65
D Relleno Material Grano grueso 70 65 60 55de fracturas cizallado Grano medio 60 55 50 45
reblandecido Grano fino 50 45 40 3545 40 35 3030 20 15 10
70 65 60
planar rugosoplanar suave
pulido
75
Suavemente onduladaLisa
Irregular áspero
Espesor > amp.de irregularidad
Condición de humedad
Curva
Descripción
Espesor < amp.de irregularidad
escalonado suaveescalonado pulidoondulada rugosoondulada suaveondulado pulido
79
MRMR: Mining Rock Mass Rating
DCBAnm
FFPnJPRQDPIRSPRMR SL
40, ,
xP : Puntaje asociado al parámetro x
Clase 1 2 3 4 5
A B A B A B A B A B
RMRL 100 – 81 80 – 61 60 – 41 40 – 21 20 – 0
RMRL ± 5 ± 5 ± 5 ± 5 ± 8
Descripción Muy Buena Buena Regular Mala Muy Mala
Color Azul Verde Amarillo Café Rojo
Distinguir entre sub clases A y B coloreando de manera sólida la sub clase A y achurando la B
80
MRMR: Mining Rock Mass RatingFactores de ajuste
• La meteorización afecta la condición de las estructuras y la resistencia de losbloques de roca.
• La aplicabilidad de este ajuste depende de si el macizo expuesto alcanzará ameteorización en el tiempo de exposición.
AM Meteorización
Grado de MeteorizaciónTiempo de meteorización (años)
0,5 1 2 3 4No hay meteorización 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00Meteorización Leve 0,88 0,90 0,92 0,94 0,96Meteorización Moderada 0,82 0,84 0,86 0,88 0,90Meteorización Intensa 0,70 0,72 0,74 0,76 0,78Meteorización Total 0,54 0,56 0,58 0,60 0,62Transformación en Suelo Residual 0,30 0,32 0,34 0,36 0,38
81
MRMR: Mining Rock Mass RatingFactores de ajuste
• El ajuste por orientación es función de la orientación de las estructuras con respecto ala vertical del bloque
AO Orientación por orientación de las estructuras
Número de estructuras que definen el Bloque
Número de caras del bloque inclinadas c/r a la vertical
AO
3 3 0,702 0,80
4 4 0,703 0,752 0,85
5 5 0,704 0,753 0,802 0,851 0,90
Ejemplo: 3 estructuras definen el bloque
Fuerza perturbadora (gravedad)
2 de 6 caras inclinadas c/r a
la vertical
4 de 6 caras inclinadas c/r a
la vertical
6 de 6 caras inclinadas c/r a
la vertical
82
MRMR: Mining Rock Mass RatingFactores de ajuste
• En el caso de que las galerías de la mina subterránea sean intersectadas porzonas de cizalle, deberá considerarse un ajuste en función del ángulo deintersección.
Angulo AO
00º a 15º 0,7616º a 45º 0,8446º a 75º 0,92
• El desarrollo de galerías en la dirección del manteo espreferible que el avance en dirección opuesta. En esteúltimo caso deberá considerarse un ajuste de 0,90
• El ajuste por orientación de zonas de corte no se aplica a roca condiscontinuidades. El máximo ajuste es orientación de discontinuidades por ladirección de avance = 0,7x0,9 = 0,63
AO Orientación por orientación de las estructuras
Avance con Dip
Avance contra Dip
83
MRMR: Mining Rock Mass RatingFactores de ajuste
AS Ajuste por esfuerzos inducidos por la minería (0,6 – 1,2)
Esfuerzos de magnitud importante en la dirección normal al plano de las estructuras incrementarán la resistencia del macizo rocoso y disminuirán su hundibilidad.
→ AS = 1,20
Cuando estos esfuerzos actúan con un ángulo pequeño respecto al plano de las estructuras, los mismos facilitan el quiebre del macizo rocoso.
→ AS = 0,70
• Su evaluación requiere experiencia y mucho criterio.• Una manera de evaluarlo es por comparación de la condición del macizo rocoso
en sectores “normales” y en sectores donde se tienen concentraciones deesfuerzos. Así, si en la condición “normal” el rating del macizo rocoso es de 60, yen la condición de altos esfuerzos es de 40, entonces el factor de ajuste es iguala 40/60=0,67
84
MRMR: Mining Rock Mass RatingFactores de ajuste
AT Ajuste por tronadura
Tipo de Tronadura AT
Excavación Mecánica, Sin Tronadura 1,00Tronaduras Controladas (smooth-wall blasting) 0,97Tronaduras Convencionales de Buena Calidad 0,94Tronaduras de Mala Calidad 0,80
LTSOM RMRAAAAMRMR
85
MRMR: Mining Rock Mass RatingComentarios finales
• Es poco plausible que el ajuste total sea igual a la multiplicatoria de todos losajustes. Por ejemplo, un ajuste por mala tronadura sería aplicable en unsector de bajos esfuerzos, pero en un sector de altas concentraciones deesfuerzos el daño inducido por éstas excedería al inducido por la tronadura,y el único ajuste sería el asociado a la concentración de esfuerzos.
• El MRMR para una evaluación de hundibilidad no debería considerar unajuste por tronadura, ni tampoco uno por meteorización a menos que elavance de la meteorización sea tan rápido, debido a la presencia deestructuras u otros defectos, que exceda la tasa de propagación del caving.
• El propósito de los ajustes es que el geólogo, el ingeniero geomecánico y elingeniero de planificación ajusten el valor de RMR de modo tal que el MRMRrefleje en forma realista la resistencia del macizo rocoso para la condición deminería que se considera.
86
Comparación entre sistemas de calificación
• Cada sistema utiliza diferentes inputs y coeficientes para cada factor• La composición del Q’ , Q y RMR se muestra gráficamente a continuación
Hut
chin
son
and
Die
deric
hs (1
996)
87
Comparación entre sistemas de calificación
• Gran dispersión. Mejor calibrar a condiciones locales utilizando ambos sistemas.• No para aplicar las recomendaciones de diseño de un sistema a otro
59,044ln9
2
RQRMR
88
Comparación entre sistemas de calificación
Otras relaciones de interés
7676 18 Si BB RMRGSIRMR
523 Si 8989 BB RMRGSIRMR
44'ln9 QGSI
• En ambas versiones se asumen condiciones secas, es decir, se asigna unvalor de 10 y 15 en RMRB76 y RMRB89, respectivamente, al parámetro JW
• No hay ajuste por orientación de discontinuidades (JO)
89
Comparación entre sistemas de calificación
25.1 89 RQDJPGSI BC
Hoe
ket
al.
(201
3)
2152 RQD
JJJJGSI
ar
ar
Otras relaciones de interés
90
Comparación entre sistemas de calificación
Edelbro (2004)
Parámetros incluidos en diferentes sistemas de calificación que resultan en un input numérico
91
Resistencia a la compresión uniaxial del macizo
Parámetros del macizo rocoso
31
1005
irm
UCSQUCS
iUCS
Q:
: Resistencia a la compresión uniaxial en roca intacta
: Densidad de la roca en t/m3
92
Resistencia a la compresión uniaxial del macizo
Parámetros del macizo rocoso
irm UCSsUCS
9100BRMR
es
RMRB:
: Macizo rocoso no perturbado (tronadura controlada)
: Macizo rocoso perturbado (taludes, excavaciones dañadas por la tronadura)
6100BRMR
es
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0 20 40 60 80 100RMR
UC
Srm
/UC
Si
93
Resistencia a la compresión uniaxial del macizo
RMRL:
IRSRMS 8,0
80)(8,0 IRSPRMRIRSRMS L
Macizo sin discontinuidades
180
)(
IRSPRMRL RQD, JS, JC
100
)(IRSPRMRIRSRMS L
Parámetros del macizo rocoso
94
Modulo de deformación
• El módulo de deformación del macizo rocoso depende del módulo de la roca intactay las características de las discontinuidades
• El módulo de una macizo fracturado depende principalmente del confinamiento
Parámetros del macizo rocoso
95
Modulo de deformación
NK : rigidez normal de la discontinuidad (GPa/m)
LE : modulo de la roca en laboratorio (GPa)
S : espaciamiento de un set de discontinuidadesperpendicular a la carga aplicada (m)
?rmE
x
y
Parámetros del macizo rocoso
96
Ensayo de placa de carga con extensómetro multipunto instalado en el macizo rocoso
Sierra impregnada de diamantes para crear aperturas en macizos rocosos para el ensayo de flat jack
Flat jack
Modulo de deformaciónEnsayos a gran escala
Parámetros del macizo rocoso
97
Modulo de deformación
Parámetros del macizo rocoso
98
Parámetros del macizo rocosoModulo de deformación
MR
111560
1
2102,0 GSIDirm
e
DEE
ii UCSMRE
Hoek and Diederichs (2006)
99
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