“Tensiones naturales de los macizos

rocosos”

Curso de Geotecnia

Abril de 2008

Contenido

- Tensiones naturales de los macizos rocosos.

- Tensiones de tipo gravitatorio.

- Tensiones de origen tectónico.

- Tensiones de origen térmico y residual.

- Factores geológicos e influyentes en el estado tensional.

- Bibliografía.

Tensiones naturales de los macizos rocosos

Conocimiento en el campo de las tensiones in situ

Las tensiones in situ son útiles y necesarias para comprender el estado tensional de los macizos rocosos. Esto permite:

- Determinar la forma de la excavación.

- Decidir si se reviste o no un túnel de presión.

- Elegir la dirección de una casa de máquinas, etc.

Son aquellas encontradas antes de una excavación o en ausencia de cualquier perturbación causado por la ejecución de una obra de ingeniería. Esto incluye:

- Tensión gravitatoria.

- Tensión tectónica.

- Tensión térmica y residual

Tensiones naturales de los macizos rocosos

Tensión: Gravedad

La componente de la tensión de la fuerza de gravedad, es la tensión vertical que resulta del peso de una columna de roca por unidad de área, representado por:

σv = p.g.z

Donde:- p :densidad.- g :aceleración de la gravedad.- z :profundidad

Tensión gravitatoria vertical

La tensión horizontal es calculada por:

σh= ho.σv

Donde: Ko s el coeficiente de reparto de tensiones. El cual está representado basándose en las propiedades de deformación de la roca.

Tensión gravitatoria horizontal

Las tensiones verticales pueden variar a lo largo de planos horizontales y en algunos casos, plegándolos formando anticlinales y sinclinales. En terrenos horizontales, las principales tensiones que se toman en cuenta son las verticales y horizontales. Aunque no siempre es así.

Tensión : Tectonismo

Está relacionado al movimiento de las placas tectónicas provenientes del manto de la tierra.

Las rocas pueden ser duras o blandas y las fallas de los macizos se pueden presentar por zonas de debilidad o de discontinuidad estructural. Las rocas blandas fallan a través del cuerpo de la masa rocosa y también a través de sus defectos estructurales.

La estimación de orientación y magnitud depende de los registros de movimientos tectónicos y actividades sísmicas.

Tensión: Tectonismo

Tensión: Tectonismo

- Rocas ígneas. Son muy resistentes, isotrópicas, rígidas, frágiles, densas y de textura entrabada. Su inconveniente se da por presencia de materiales alterables y diaclasamiento.

- (Plutónicas) - Tienen minerales resistentes, entrabados, se da fallamiento en escalonado de minerales porque son diferentes.

- (Volcánicas).  Muestran heterogeneidad de minerales; hay falla en poros que afectan la roca, la porosidad le da plasticidad a la masa que si es de rocas masivas resulta poco porosa.

- Rocas sedimentarias.  Tienen resistencia media a baja son ortotrópicas, poco rígidas, dúctiles, porosas y presentan textura cementada-laminada. Su inconveniente es la ortotropía que hace difíciles los cálculos de estabilidad y comportamiento del macizo.

Tensión : Térmico - Residual

Tensión térmica y residual

Cuando las rocas metamórficas, afloran en la superficie de un terreno, estas reaccionan de una manera distinta debido a que tanto el estado de tensón como la temperatura son distintas a su formación inicial. Esto da como resultado una relajación parcial de tensiones y otras confinadas (tensiones residuales).

El mecanismo que produce las tensiones técnicas térmicas es la expansión o contracción que sufre una roca homogénea cuando se calienta o enfría lentamente. Esta relacionado con la deformación y el cambio de temperatura.

Tensión térmica y residual

Uno de los efectos de este mecanismo sobre los macizos rocosos es la aparición de fracturas y de zonas con estados

de esfuerzos anisótropos en diques, lavas o materiales inyectados.

Factores geológicos influyentes en el estado tensional

Factores geológicos influyentes en el estado tensional

- Presencia de fallas, - Pliegues, - Diques;- Otras anisotropías estructurales

Factores geológicos influyentes en el estado tensional

- Procesos diversos de carga o descarga de materiales- Erosión,- Sedimentación;- Procesos glaciares, etc.

Factores geológicos influyentes en el estado tensional

- Valles profundos

- Zonas de relieve accidentado.

- Procesos volcánicos

Referencias

- Introducción a la ingeniería de túneles

Ingeniería, Geotecnia y Geomecánica

Hernán Gavilanes Jiménez

Byron Andrade Haro

- Ingeniería geológica.

González de Vallejo

- http://www.geocities.com/gonzaloduquee/geotecnia_ma_21.htm