UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA PROEDUNP-SULLANAFACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS

CURSO: MECANICA DE ROCAS

ANALISIS DE TALUDES METODO ESTEREOGRAFICO

ALUMNO : ABIGAIL JUDITH CALLIRGOS APOLOPROF. DE TEORIA : ING. GLICERIO TAYPE QUINTANILLAFECHA : PIURA 31 DE MARZO DEL 2015

ANALISIS DE TALUDES METODO ESTEREOGRAFICO

INTRODUCCINEl objetivo principal de un estudio de estabilidad de taludes o laderas es el de establecermedidas de prevencin y control para reducir los niveles de amenaza y riesgo. La inestabilidad de un talud, se puede producir por un desnivel, que tiene lugar por diversas razones: Razones geolgicas: laderas posiblemente inestables, orografa acusada, estratificacin, meteorizacin, etc. Variacin del nivel fretico: situaciones estacionales, presin de poros y obras realizadas por el hombre. Obras de ingeniera: rellenos o excavaciones.Los taludes adems sern estables dependiendo de la resistencia del material del que estn compuestos, los empujes a los que son sometidos o las discontinuidades que presenten.En el presente trabajo se estudia sobre las grietas de tensin y las consecuencias que se pueden crear en el momento de realizar un estudio geolgico ya que las grietas de tensin pueden crear grandes fallas en la superficie del terreno.Se explica el equilibrio lmite y el factor de seguridad los cuales son de mucha importancia para el ingeniero a la hora de realizar cualquier proyecto.Se analizan los diversos mtodos de anlisis con la finalidad de observar cual de los mtodo presenta una mayor precisin y sencillez a la hora de realizar los clculos ya que cada mtodo se basa en diversos criterios.Se explica el anlisis de elementos finitos, el de tres dimensiones y el de estabilidad de rocas esto con la finalidad de comprender cada uno de los estudios geolgicos para lograr una buena estabilizacin del terreno. Se explica la proyeccin estereogrfica y sus fundamentos, los tipos de proyeccin y como representar elementos en la falsilla de Wulff y de Schmidt, debido a que proporciona una herramienta fundamental en el campo de la ingeniera geolgica. Se explican las diversa fallas en taludes de roca (falla planar, falla de cua, falla por volteo y falla de rotacin), posteriormente se realiza un anlisis cinemtico teniendo en cuenta las condiciones estructurales y el anlisis estereogrfico del tipo de falla en estudio para la obtencin del factor de seguridad para el diseo adecuado del talud.Al final se ofrecen unas recomendaciones de los procedimientos de remediacin y estabilizacin de un macizo rocoso, que tiene por objeto reducir la posibilidad del movimiento de los bloques o masa de roca y disminuir los procesos de deterioro del macizo, el cual puede conducir a la inestabilidad.

OBJETIVO GENERALEstudiar, analizar y comprender el comportamiento y los diversos mtodos de estabilidad de taludes.

OBJETIVOS ESPECFICOS

Conocer los factores que intervienen en la estabilidad de los taludes.Identificar las fallas ms comunes de estabilidad y deslizamiento.Conocer los mtodos correctivos mecnicos para la correccin de las fallas de los taludes as como los mtodos de clculo.GLOSARIO

Acufero libre: es aquel estrato o formacin geolgica permeable que permite la circulacin y el almacenamiento del agua subterrnea por sus poros o grietas, que se encuentra en directo contacto con la zona subsaturada del suelo. En este acufero la presin de agua en la zona superior es igual a la presin atmosfrica, aumentando en profundidad a medida que aumenta el espesor saturado.

Buzamiento: es el sentido u orientacin de la inclinacin de los estratos en unrelievedeplegamientoformado enrocas sedimentarias, que son las que se disponen en forma de capas oestratos.

Otra definicin de buzamiento es el ngulo que forma el plano a medir con respecto a un plano horizontal, y debe ir acompaado por el sentido en el que el plano buza o baja. Discontinuidad: representa planos y superficies de debilidad en el interior de la masa rocosa, y esta viene subdivida en distintas unidades con el nombre de bloque o volumen unitario de masa rocosa. Se definirn discontinuidades, con el inters de definir en particular, la posicin, orientacin y morfologa. Dovela: En arquitectura e ingeniera civil, es un elemento constructivo que conforma un arco y que puede ser de diferentes materiales, como ladrillo o piedra. Actualmente se elaboran en hormign (concreto) armado o pretensado. En arquitectura clsica, la dovela es una pieza, normalmente de piedra, en forma de cua que componen el arco o la bveda y se caracterizan por su disposicin radial. Falla: es una discontinuidad que se forma por fractura en lasrocassuperficiales de laTierra(hasta unos 200 km de profundidad) cuando las fuerzastectnicassuperan la resistencia de las rocas. Las superficies piezomtricas: se representan mediante lneas virtuales que unen puntos de igual valor del nivel (fretico o piezomtrico) en el acufero estudiado.

Nivel fretico: cota absoluta (en m sobre el nivel del mar) que corresponde a la parte superior de saturacin en un acufero libre. Es una variable de significado puntual, pues la cota del agua vara espacialmente en el terreno

Presin de poros: es la presin del agua que llena los espacios vacos. Ocurre que cuando esa presin llega a cierto valor, el suelo se vuelve inestable, debido a que las partculas pierden cohesin entre s.

Superficie fretica: es la superficie que limita superiormente la zona saturada de un acufero libre.

1.- Condiciones drenadas o no drenadas

Las fallas de los taludes pueden ocurrir en condiciones drenadas o no drenadas, trayendo como consecuencias la inestabilidad de ellos, si la causa es por cambios de carga, tal como la remocin de materiales de la parte baja del talud o aumento de las cargas en la parte superior.

La condicin drenada o no-drenada depende de la velocidad con que el agua puede moverse hacia adentro o hacia fuera en el suelo comparado con el tiempo en que el suelo soporta un cambio de carga. La clave es el determinar si la carga es capaz o no de producir presiones de poro.

Se dice que una condicin es drenada cuando el agua es capaz de fluir hacia afuera o hacia adentro de la masa de suelo cuando es sometida a una carga y no se producen presiones de poro debido a que el agua se puede mover libremente al aumentar o disminuir el volumen de vacos como respuesta a un cambio en las condiciones de carga. (Jaime Suarez, 2002)

Se dice que una condicin es no-drenada cuando el agua no es capaz de fluir en el momento en el cual el suelo es sometido a una carga y se produceentonces, presin de poros; debido a que el agua no se puede mover libremente como respuesta a la tendencia al cambio del volumen de vacos por accin de la carga. (Jaime Suarez, 2002)

Si la carga se aplica muy rpidamente y la permeabilidad del suelo es baja, se puede producir una condicin no-drenada, pero si se aplica lentamente o la permeabilidad del suelo es alta, se produce una condicin drenada.

Para ratas normales de carga, que equivalen a meses o semanas, suelos con permeabilidades mayores de 104 cm/seg., se pueden considerar drenadas y suelos con permeabilidades menores de 10-7 cm/seg., se consideran no drenadas. Mientras las permeabilidades intermedias se consideran parcialmente drenadas.

Se recomienda que para los taludes en los cuales la causa de la falla es el aumento de la presin de poros debida a las lluvias, el problema debe analizarse como condicin drenada.

Para determinar las condiciones de drenaje se sugiere utilizar la siguiente expresin:

Donde:T = Factor adimensionalCv = Coeficiente de consolidacint = Tiempo de drenajeD = Longitud del camino de drenaje o distancia de salida del agua al cambio de presiones.

Si T es mayor de 3 la condicin es drenada.Si T es menor de 0.01 la condicin es no drenada.Si T est entre 0.01 y 3.0 ocurre drenaje parcial durante el tiempo de cambio de cargas.En este caso deben analizarse ambas condiciones. El caso drenado y el caso no drenado.

2.- Esfuerzos totales o efectivos

Se define como esfuerzo a la fuerza por unidad de rea. Una masa de suelo saturada consiste de dos fases distintas: el esqueleto de partculas y los poros entre partculas llenos de agua. Cualquier esfuerzo impuesto sobre el suelo es soportado por el esqueleto de partculas y tambin por la presin en el agua. Tpicamente, el esqueleto puede transmitir esfuerzos normales y de corte por los puntos de contacto entre partculas y el agua a su vez puede ejercer una presin hidrosttica, la cual es igual en todas las direcciones. Los esfuerzos ejercidos por el esqueleto solamente, se conocen como esfuerzos efectivos y los esfuerzos hidrostticos del agua se les denomina presin de poros. (Jaime Suarez, 2002)

Los problemas de estabilidad de taludes pueden analizarse suponiendo sistemas de esfuerzos totales o efectivos. En principio, siempre es posible analizar la estabilidad de un talud utilizando el mtodo de presin efectiva, porque la resistencia del suelo es gobernada por las presiones efectivas tanto en la condicin drenada, como en la condicin no drenada.

Pero en la prctica sin embargo es virtualmente imposible determinar con precisin cuales son los excesos de presin de poro que se van a generar por los cambios en las cargas (excavaciones, colocacin de rellenos o cambios en el nivel de agua). Debido a esta razn no es posible desarrollar anlisis precisos de estabilidad en estas condiciones, utilizando procedimientos de esfuerzos efectivos.

Sin embargo, se puede trabajar todo el anlisis utilizando presiones efectivas, sin que se requiera especificar los valores de los excesos de poro en las condiciones no drenadas. (Jaime Suarez, 2002)

3.- Resistencia la corte

La resistencia al corte se define como el mximo valor de esfuerzo cortante que el suelo puede soportar.

La estabilidad de un talud no puede analizarse sin un conocimiento apropiado de los valores de resistencia al corte independientemente del mtodo de anlisis que se utilice.

Existen varios ensayos de laboratorio para medir la resistencia y deformabilidad de suelos. Puesto que el modo fundamental de rotura es por esfuerzos de corte, el objetivo fundamental es hacer actuar esfuerzos tangenciales sobre la probeta. Hay dos tipos de ensayos:

3.1 Ensayos de corte directo: Sobre la tapa se aplica una carga vertical que, repartida en el rea de la probeta, supone una tensin normal z. A continuacin, se aplica una carga horizontal, que supone una tensin tangencial xz, de forma que se produzca el deslizamiento entre las dos partes de la muestra (para ello es indiferente que la parte inferior sea fija y la superior mvil, o viceversa, habiendo aparatos de los dos tipos). Durante el ensayo se miden los desplazamientos relativos (horizontal, dx, y vertical, dz) entre las dos mitades de la muestra.( Fig.1.a)

El objetivo del ensayo es mantener constante la tensin normal, y aumentar la tangencial hasta rotura. Por ello, la carga vertical suele aplicarse mediante sistemas de tensin controlada (lo ms usual es mediante pesas). En cambio, para la tensin tangencial es ms conveniente aplicarla como deformacin controlada, haciendo deslizar la probeta a una velocidad constante, mediante un gato de empuje, y medir la carga horizontal que se aplica en cada momento.

Fig.1.a Disposicin De La Muestra. Fuerza y Desplazamiento

Fig.1.b Ensayo de Corte Directo

Estos esfuerzos se calculan dividiendo las respectivas fuerzas por el rea () de la muestra o de la caja de corte y deberan satisfacer la ecuacin de Coulomb:

Segn esta ecuacin la resistencia al corte depende de la cohesin (c) y la friccin interna del suelo (). Al aplicar la fuerza horizontal, se van midiendo las deformaciones y con estos valores es posible graficar la tensin de corte (), en funcin de la deformacin ( ) en el plano de esta tensin de corte. De la grfica es posible tomar el punto mximo de tensin de corte como la resistencia al corte del suelo. Los valores de se llevan a un grfico en funcin del esfuerzo normal (n), obteniendo la recta intrnseca (Fig.2), donde va como ordenada y n como abscisa. El ngulo que forma esta recta con el eje horizontal es el ngulo y el intercepto con el eje , la cohesin c.

Fig.2 Recta Intrnseca.

Los ensayos de corte directo en laboratorio se pueden clasificar en tres tipos segn exista drenaje y/o consolidacin de la muestra, por lo tanto los valores de c y dependen esencialmente de la velocidad del ensayo y de la permeabilidad del suelo. (Salas, 1975). Ensayos con drenaje (D),realizables en todo tipo de suelos, con las precauciones comentadas sobre la velocidad de carga e inundacin de muestra para suelos finos.

Ensayos consolidados-sin drenaje (C-U),en los que la carga normal se aplica con drenaje, esperando el tiempo preciso para la consolidacin, y la tangencial sin drenaje. En este aparato slo son posibles en suelos relativamente impermeables (arcillas).

Ensayos sin drenaje (U), en los que tanto la carga normal como la tangencial se aplican sin drenaje. Se trata de ensayos posibles, pero en principio sin sentido prctico, ya que la aplicacin de la tensin normal no produce efecto alguno.

3.2 Ensayos triaxial:El objetivo fundamental del ensayo es aplicar tensiones normales diferentes en direcciones horizontal y vertical, sobre una probeta cilndrica. De esta forma, el estado de tensiones tiene simetra de revolucin, es decir, las tensiones (y deformaciones) son iguales en todas las direcciones horizontales. Al mismo tiempo, se controlan el drenaje y la medida de presiones intersticiales.

Consiste en colocar una muestra cilndrica de suelo dentro de una membrana de caucho o goma, que se introduce en una cmara especial y se le aplica una presin igual en todo sentido y direccin. Alcanzado ese estado de equilibrio, se aumenta la presin normal axial (1), sin modificar la presin lateral aplicada (3 ), hasta que se produzca la falla. (Fig.3)

Realizando por lo menos 3 pruebas, con presiones laterales diferentes, en un grfico se dibujan los crculos de Mohr (Fig.4) que representan los esfuerzos de falla de cada muestra y trazando una tangente o envolvente a stos, se determinan los parmetros y c del suelo. Dependiendo del tipo de suelo y las condiciones en que este trabajar, las alternativas para realizar el ensayo sern consolidado no drenado (CU), no consolidado no drenado (UU) o consolidado drenado (CD).

Fig.4 Grafico Tipo de Ensayo

4.- Efecto de los ductos de agua en la corona de los taludes sobre el anlisis de estabilidad

Siempre que sea posible, es imperativo la localizacin de los ductos de agua lejos de la corona de taludes o laderas donde se requiera su estabilidad. Como regla general, la distancia entre la corona de los taludes y la localizacin de todo tipo de tuberas y servicios, debe ser igual a la altura total del talud. Aunque ste es el estndar mnimo recomendado en ocasiones se requieren aislamientos mayores. Cuando no es posible mantener estos aislamientos, el talud debe ser diseado para tener en cuenta su saturacin debida a la muy posible infiltracin de agua, teniendo en cuenta que en gran cantidad de casos, se producen fugas de los ductos. (Jaime Suarez, 2002).

4.1.-GRIETAS DE TENSIN EN LOS ANLISIS DE ESTABILIDAD

La existencia de grietas de tensin aumenta la tendencia de un suelo a fallar, la longitud de la superficie de falla a lo largo de la cual se genera resistencia es reducida y adicionalmente la grieta puede llenarse con agua, en el caso de lluvias. La profundidad de las grietas de tensin puede determinarse de acuerdo a la siguiente expresin:

Donde:= Profundidad de la grieta de tensinc = cohesin = Peso unitario del suelo= Angulo de friccin

Generalmente se recomienda la utilizacin de parmetros efectivos. La presencia de grietas de tensin dificulta en forma considerable la confiabilidad de los anlisis cuando no se tiene en cuenta este factor. Las grietas de tensin son muy importantes y profundas en cortes de taludes, donde existe un alivio de presiones de confinamiento al ejecutarse la excavacin. (Jaime Suarez, 2002)

5.- EQUILIBRIO LMITE Y FACTOR DE SEGURIDAD

5.1.-Mtodos de equilibrio lmite

Se basan exclusivamente en las leyes de la esttica para determinar el estado de equilibrio de una masa de terreno potencialmente inestable. No tienen en cuenta las deformaciones del terreno. Suponen que la resistencia al corte se moviliza total y simultneamente a lo largo de la superficie de corte. Se pueden clasificar a su vez en dos grupos:

Mtodos exactos. Mtodos no exactos.

Mtodos exactos: La aplicacin de las leyes de la esttica proporcionan una solucin exacta del problema con la nica salvedad de las simplificaciones propias de todos los mtodos de equilibrio lmite (ausencia de deformaciones, factor de seguridad constante en toda la superficie de rotura, etc.). Esto slo es posible en taludes de geometra sencilla, como por ejemplo la rotura planar y la rotura por cuas.

Mtodos no exactos: En la mayor parte de los casos la geometra de la superficie de rotura no permite obtener una solucin exacta del problema mediante la nica aplicacin de las leyes de la esttica. El problema es hiperesttico y ha de hacerse alguna simplificacin o hiptesis previa que permita su resolucin. Se pueden considerar as los mtodos que consideran el equilibrio global de la masa deslizante, hoy en desuso, y los mtodos de las dovelas o rebanadas, que consideran a la masa deslizante dividida en una serie de fajas verticales.

Los mtodos de las dovelas o rebanas pueden clasificarse en dos grupos:Mtodos aproximados: no cumplen todas las ecuaciones de la esttica. Se pueden citar por ejemplo los mtodos de Fellenius, Janbu y Bishop simplificado.Mtodos precisos o completos: cumplen todas las ecuaciones de la esttica. Los ms conocidos son los de Morgenstern-Price, Spercer y Bishop riguroso.(Fernando Rodrguez, 2000). Fig. 8 Mtodos De Clculos6.- METODOS DE ANALISIS

6.1 .- Mtodo de tablas o nmero de estabilidad

Para los taludes simples homogneos, se han desarrollado tablas que permiten un clculo rpido del factor de seguridad. Existe una gran cantidad de tablas desarrolladas por diferentes autores. La primera de stas fue desarrollada por Taylor en 1966. Desde entonces, han sido presentadas varias tablas sucesivamente por Bishop y Morgenstern (1960), Hunter y Schuster (1968), Janb (1968), Morgenstern (1963), Spencer (1967), Terzaghi y Peck (1967) y otros. El uso de tablas no debe reemplazar los anlisis rigurosos, sino que puede servir de base de comparacin de los resultados, o para la evaluacin rpida y general de las condiciones de estabilidad. Las tablas dan una idea general del nivel de estabilidad de un talud. Las tablas de mayor utilidad son las que se elaboran para reas homogneas, especficas, locales con base en los anlisis completos de estabilidad y debidamente validadas en campo. (Jaime Suarez, 2002).6.2.- Mtodo del talud infinito

Con frecuencia, en los deslizamientos de gran magnitud, la mayor parte de la masa deslizada se mueve aproximadamente en forma paralela a la superficie del terreno. La naturaleza del movimiento est controlada por algn elemento geolgico como una capa de roca o una capa de materiales poco resistentes. Si la longitud relativa del deslizamiento es muy grande en relacin con su espesor, la contribucin de la resistencia en la cabeza y el pie del deslizamiento, es menor comparada con la resistencia del resto de la superficie de falla. En las condiciones indicadas, se presenta una falla paralela a la superficie del talud, a una profundidad somera y la longitud de la falla es mayor comparada con su espesor. Este tipo de deslizamiento se puede analizar suponiendo un talud infinito.El mtodo del talud infinito es un sistema muy rpido y sencillo para determinar el factor de seguridad de un talud, suponiendo un talud largo con una capa delgada de suelo, en el cual, cualquier tamao de columna de suelo es representativo de todo el talud. Las suposiciones del mtodo del talud infinito son las siguientes: suelo isotrpico y homogneo, talud infinitamente largo y superficie de falla paralela al talud. El principal uso del mtodo del talud infinito es la elaboracin de planos de amenaza a los deslizamientos mediante el uso de SIGs.Para un talud uniforme y relativamente largo, en el cual el mecanismo de falla esperado no es muy profundo, los efectos de borde son despreciables y el factor de seguridad puede calcularse (para un talud infinito) a partir de una unidad de rea con base en el criterio Mohr - Coulomb. Realizando una igualdad de fuerzas resistentes y actuantes, se obtiene la siguiente expresin:

Simplificando para un talud seco de suelos sin cohesin (c = 0)

El mtodo del talud infinito cumple condiciones para el equilibrio de fuerzas y el equilibrio de momentos a pesar de que no se considera explcitamente, debido a que las fuerzas son colineales y la fuerza normal acta en el centro del bloque. Este mtodo es muy preciso para el anlisis de los suelos estratificados, con falla paralela a la superficie del terreno. (Jaime Suarez, 2002).

Fig.10 Talud Infinito

Fig.11 Factor De Seguridad Para El Talud Infinito

6.3 .- Mtodo del bloque deslizante

El anlisis de bloque puede utilizarse cuando existe a una determinada profundidad, una superficie de debilidad relativamente recta y delgada. La masa que se mueve puede dividirse en dos o ms bloques y el equilibrio de cada bloque se considera independientemente, utilizando las fuerzas entre bloques. No considera la deformacin de los bloques y es til cuando existe un manto dbil o cuando aparece un manto muy duro sobre el cual se puede presentar el deslizamiento.En el caso de tres bloques, la cua superior se le llama cua activa y las otras dos, cua central y pasiva, respectivamente. El factor de seguridad puede calcularse sumando las fuerzas horizontales as:

Donde:

= Fuerza pasiva producida por la cua inferior.= Fuerza activa producida por la cua superior.= Cohesin efectiva del suelo blando en la base del bloque central.L = Longitud del fondo del bloque central.W = Peso total del bloque central.u = Fuerza total de poros en el fondo del bloque central.= Friccin del suelo en el fondo del bloque.

6.4.- Mtodo Ordinario o de Fellenius

Conocido tambin como mtodo Sueco, mtodo de las Dovelas o mtodo U.S.B.R. Este mtodo asume superficies de falla circulares, divide el rea de falla en tajadas verticales, obtiene las fuerzas actuantes y resultantes para cada tajada y con la sumatoria de estas fuerzas obtiene el Factor de Seguridad. Las fuerzas que actan sobre una dovela son:El peso o fuerza de gravedad, la cual se puede descomponer en una tangente y una normal a la superficie de falla.Las fuerzas resistentes de cohesin y friccin que actan en forma tangente a la superficie de falla.Las fuerzas de presin de tierras y cortante en las paredes entre dovelas, las cuales no son consideradas por Fellenius, pero s son tenidas en cuenta en otros mtodos de anlisis ms detallados.

= Angulo del radio del crculo de falla con la vertical bajo el centroide en cada tajada.W = Peso total de cada tajada.u = Presin de poros = b = Ancho de la tajadaC, = Parmetros de resistencia del suelo.

6.5.- Mtodo de Bishop

Bishop (1955) present un mtodo utilizando Dovelas y teniendo en cuenta el efecto de las fuerzas entre las Dovelas.La solucin rigurosa de Bishop es muy compleja y por esta razn se utiliza una versin simplificada de su mtodo, de acuerdo a la expresin:

Donde:

b = Ancho de la DovelaW = Peso de cada dovelaC, = Parmetros de resistencia del suelo.u = Presin de poros en la base de cada dovela = x = Angulo del radio y la vertical en cada dovela.

Como se puede observar en la ecuacin, el trmino factor de seguridad FS se encuentra tanto en la izquierda como en la derecha de la ecuacin; se requiere un proceso de interaccin para calcular el factor de seguridad.El mtodo simplificado de Bishop es uno de los mtodos ms utilizados actualmente para el clculo de factores de seguridad de los taludes. Aunque el mtodo slo satisface el equilibrio de momentos, se considera que los resultados son muy precisos en comparacin con el mtodo ordinario. Aunque existen mtodos de mayor precisin que el mtodo de Bishop, lasdiferencias de los factores de seguridad calculados, no son grandes. La principal restriccin del mtodo de Bishop simplificado, es que solamente considera las superficies circulares. (Jaime Suarez, 2002).

7.- ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES EN ROCACon excepcin de los casos de rocas sanas completamente sin fracturas, los cuales son muy raros, la mayora de las masas de roca deben ser consideradas como un ensamble de bloques de roca intacta, delimitados en tres dimensiones por un sistema o sistemas de discontinuidades.Estas discontinuidades pueden ocurrir de una forma errtica o en forma repetitiva como grupos de discontinuidades. Este sistema de discontinuidades usualmente, se le conoce como fbrica estructural de la masa de roca y puede consistir de orientacin de granos, estratificacin, juntas, foliaciones y otras discontinuidades de la roca. La resistencia de la roca a lo largo de la estratificacin es diferente a la resistencia normal a la estratificacin como se observa en la Figura 21 para la Lutita Cucaracha, en el Canal de Panam. (Jaime Suarez, 2002).

Fig.21 Analisis En El Caso De Taludes De Rocas

En la mayora de los casos las propiedades ingenieriles de la roca fracturada, tales como resistencia, permeabilidad y deformabilidad, dependen ms de la naturaleza de la fbrica estructural, que de las propiedades de la roca intacta. Se requiere para realizar el anlisis, el conocer las siguientes propiedades de la fbrica estructural:

Orientacin.

Representada por dos parmetros rumbo y buzamiento. (Jaime Suarez, 2002). Persistencia o continuidad.

La persistencia determina el tamao de los bloques o masas que podran moverse. (Jaime Suarez, 2002). Espaciamiento.

La distancia entre dos discontinuidades de la misma familia y junto con la persistencia define el tamao de los bloques. (Jaime Suarez, 2002).

Propiedades de la superficie de la discontinuidad.

La forma y rugosidad de la discontinuidad que tiene un efecto importante en la resistencia al cortante. (Jaime Suarez, 2002). Relleno.

La abertura y minerales de relleno as como sus propiedades de resistencia, influyen en forma significativa en la estabilidad de los macizos rocosos.El primer paso es analizar la orientacin de las discontinuidades y el segundo paso es el anlisis de estabilidad o equilibrio para comparar las fuerzas actuantes con las fuerzas resistentes. (Jaime Suarez, 2002). Tipos de falla

Generalmente se analizan cuatro tipos de falla: Falla planar Controlada por una sola discontinuidad. Falla de cua Controlada por dos discontinuidades.

Falla por volteo Involucra columnas de roca definidas por discontinuidades de buzamiento de gran magnitud. Fallas circulares Ocurren en masas rocosas que estn muy fracturadas o compuestas de material con muy baja resistencia al cortante. 7.1 .- Anlisis estereogrfico de la estructuraDesde el punto de vista de anlisis, la caracterstica ms importante de una discontinuidad es su orientacin (rumbo y buzamiento). La interpretacin de los datos geolgicos estructurales requiere del uso de proyecciones estereogrficas que permiten la representacin en dos dimensiones, de datos en tres dimensiones. El concepto fundamental de la proyeccin estereogrfica es una esfera que tiene una orientacin fija de su eje relativo al norte y su plano ecuatorial, relativo al horizontal (Figura 12.a). (Suarez, 1998).En la proyeccin estereogrfica ecuatorial el plano de proyeccin pasa por el ecuador y el centro de proyeccin esta sobre la superficie de la esfera en una recta perpendicular a l. Este tipo de proyeccin define una inversin en el espacio que transforma los puntos de la esfera en puntos del plano. Adems presenta la ventaja de que la proyeccin de los crculos de la esfera se produce como crculos, lo que hace muy sencillo la construccin de la proyeccin (Figura 12.b).La orientacin del plano (Figura 12.c) se define como la posicin de un plano o lnea en el espacio, referenciado mediante coordenadas geogrficas y su relacin con el plano horizontal de comparacin. La orientacin de un elemento queda definida mediante el rumbo y la inclinacin, que son obtenidos en campo mediante la utilizacin de la brjula Brunton: Inclinacin o buzamiento:ngulo vertical comprendido entre la horizontal y el plano o lnea considerado.

Rumbo o direccin:ngulo horizontal comprendido entre una lnea y una direccin preestablecida, el norte magntico en geologa estructural.

Figura 12.a. Elementos de una proyeccin estereogrfica

Figura 12.b. Proyeccin estereogrfica de un plano inclinado