Mecanica de rocas. Características de un macizo rocoso y las propriedades delas discontinuidades para una mejor caracterizacion

1. TEMA 3. DESCRIPCIÓN DE MACIZOS ROCOSOS

2.  3.1. Metodología, descripción y zonificación.
- La descripción y caracterización de los macizos rocosos en
afloramientos, es útil para obtener el conocimiento y características
de los materiales rocosos.
- Se realiza mediante campañas de campo, y pueden variar en
dificultad, dependiendo del tipo de macizo rocoso.
- Para la descripción de los macizos rocosos con fines geotécnicos
se necesita una terminología estandarizada, teniendo en cuenta que:
a- Todos los factores deben examinarse sistemáticamente y en
secuencia lógica (litología, estratificaciones, diaclasas, alteraciones)
b- Nunca olvidar alguna información básica del afloramiento.
c- La descripción debe comunicar una imagen mental precisa y obtener
los datos más relevantes.
d- Los datos tomados deben ser estadísticamente representativos.

3. La caracterización del macizo rocoso en el campo, es una labor
progresiva, que comienza con:
- Una descripción general de las condiciones del terreno.
(Estado de meteorización, espesores, disposición de capas)
- Identificación y clasificación de los materiales del macizo
(Tipo de rocas: sedim., volc…, nombre de las rocas, etc)
- Propiedades de las rocas: detalles importantes como
fracturas, estructuras, mineralogía, etc)
Procedimiento general:
- Análisis visual de todo lo anteriormente mencionado.
- Realización de la clasificación geomecánica.
- Dependiendo del tamaño del macizo se realizará un estudio
en general, o zonificado.

4. Sistemática para las descripción de los afloramientos:
- Descripción de las características generales del afloramiento:
Identificación, condiciones y características de sus componentes,
como son rocas, suelos, aguas, discontinuidades , etc.
- División en zonas y descripción de cada una.
Deben ser zonas más o menos homogéneas, o por sectores, y el grado
de detalle depende del proyecto de investigación necesario.
Cada zona será analizada individualmente, con datos cualitativos,
usando tablas, escalas, índices y valores de referencia.
Se utiliza un estadillo para cada ESTACIÓN DE MEDIDA.
Caracterización global y clasificación geomecánica.
Es la parte final del proceso descriptivo y debe proporcionar los datos
del macizo en su conjunto. La clasificación geomecánica
proporciona la información de calidad y resistencia del macizo, así
como datos cuantitativos (ensayos y medidas) para su aplicación.
- Por supuesto, localización exacta del afloramiento y accesos.

5.  3.2. Caracterización de la matriz rocosa.
Los aspectos más importantes para describir en campo son:
a- Identificación: hay que obtener composición y textura. Así como
acompañar de características genéticas y paragénesis mineral,
estructura del afloramiento y relaciones temporales con las rocas
colindantes.
muestra
Compresión simple,
minerales, textura

6. b- Meteorización:
Es importante para averiguar porosidad, permeabilidad y
deformabilidad del macizo.
A mayor meteorización menor resistencia
Para la identificación del estado de meteorización utilizamos
tablas tal que:

7. c- Tamaño de grano de materiales en suelos.
Grano grueso-------- >2 mm ---------- Gravas.
Grano medio--------- 0,06-2 mm----- Arenas
Grano fino------------ <0,06 mm----- Limos y arcillas.
4- Resistencia: Puede ser estimada en el afloramiento a partir de
ensayos de campo, como el PTL (Ensayo de carga puntual) y
martillo Smith ó esclerómetro. (En prácticas).
Existen tablas para correlacionar los datos obtenidos con la
resistencia a compresión simple.

8. 3.3. Descripción de las discontinuidades.
Las discontinuidades condicionan las propiedades y resistencias
deformacionales e hidráulicas de los macizos rocosos.
La resistencia al corte es el factor más importante, y se obtiene a partir
de los planos de discontinuidad.
¿Cómo medir y describir las discontinuidades?
-ORIENTACIÓN
Las discontinuidades tienen orientaciones y los espaciados entre ellas
nos definen la forma y tamaño de bloques de un macizo, así como
las zonas de debilidad para obras públicas.
La orientación se define a través de la dirección (del plano o de
buzamiento), así como el ángulo de buzamiento.
Los ángulos son de 0º a 360º en dirección y de 0º a 90º en buzamiento.

10. -ESPACIADO.
El espaciado condiciona el tamaño de los bloques de la
matriz rocosa y define el comportamiento mecánico del
macizo rocoso.
Si el espaciamiento es grande, las propiedades del macizo serán
la de la matriz rocosa.(Resistencia, etc)
Si el espaciamiento es pequeño (de 1 a 2 metros aprox.), las
propiedades mecánicas del macizo vienen condicionadas por
los plano de discontinuidad.
La definición de Espaciado es la distancia entre dos planos de
la misma familia.
-CONTINUIDAD.
Es la extensión superficial del plano de debilidad.
Las más continuas marcarán las propiedades del macizo.

11. Alta continuidad
Espaciado muy junto
Baja continuidad
Espaciado separado

12. -RUGOSIDAD
Muy importante para la resistencia al corte. Aumenta la
resistencia total de las discontinuidades.
Escalonada rugosa
Escalonada lisa
Ondulada rugosa
Ondulada lisa

13. -ABERTURA
Es la distancia normal entre las paredes de la discontinuidad,
pero es muy variable a lo largo de un macizo.
< 0,1 mm --- Muy cerrada
0,5 - 2,00 mm --- Abierta
> 1 metro ------ Cavernosa
-RELLENO
Estas discontinuidades pueden aparecer rellenas de materiales,
con espesores dependientes de la apertura.
Se ha de medir abertura, tipo de material, humedad, etc.
-FILTRACIONES.
Varia entre seco y rellenos lavados con presiones de agua altos.

14. 3.4 PARÁMETROS DEL MACIZO ROCOSO.
Para la caracterización global del macizo rocoso a partir de los datos
obtenidos anteriormente, se debe considerar:
- Número y orientación de familias de discontinuidades.
Juntas (J1-J2-J3)
- Tamaño de bloque y grado de fracturación.
RQD (Rock Quality designation): en sondeos.
- Grado de meteorización.

15. 3.5 Clasificación y caracterización global del
macizo rocoso.
A partir de los datos obtenidos anteriormente, y comparados con las
clasificaciones geomecánicas existentes, se permite estimar la
calidad y los parámetros resistentes aproximados del macizo, en
términos de cohesión y fricción.
Además es necesario evaluar también otros aspectos.
- Resistencia y deformabilidad. (Alteración, fallas, diaclasas, etc)
- Comportamiento hidrogeológico. ( nivel freático, flujo, surgencias..)
- Estado tensional.