200_caracterización de Macizos Rocosos_pedro Varona

5/21/2018 200_caracterizacin de Macizos Rocosos_pedro Varona

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Pedro Varona Eraso

Director de Itasca Consultores, S.L.

TENDENCIAS ACTUALES EN LA

CARACTERIZACIN DE MACIZOS ROCOSOS

Madrid, 29 de junio de 2011

CARACTERIZACIN GEOTCNICA DEL TERRENO


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Caracterizacin geotcnica de macizos rocosos

Es evidente que una mejor caracterizacin del macizo rocoso conlleva

menores desvos en los costes de la obra

Hoek, E. & A. Palmieri (1998) Geotechnical risks on l arge civil engineeri ng pr ojects. Keynoter address for Theme 1Internation Association of EngineeringGeologists Congress, Vancouver, Canada, Seprtember 21 to 25, 1998


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Caracterizacin geotcnica de macizos rocosos

La caracterizacin no debe contemplar solo la media de losvalores sino su distribucin estadstica

Parmetros a estudiar:

- Geological Strength Index (GSI)

- Resistencia a la compresin simple (RCS)

- Deformabilidad

- Estado tensional

- Orientacin de las estructuras


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Estimacin del GSI

Rock Mass Rating system (RMR) segn Bieniawski, 1989

Bieniawski, Z.T. (1989) Engin eerin g Rock M ass Classifications. New York: Wiley.


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Estimacin del GSI


No se debe considerar el agua en la estimacin de parmetros, ya que su efecto

se incluir en los clculos pertinentes (Hoek, 1988)

Hoek, E. & E.T. Brown (1998) The Hoek-Brown Failur e Criterion a 1988 update. 15th Canadian Rock Mechanics Symposium,

October 1988, Toronto. Ed. John H. Corran


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Estimacin del GSI


Criterio de rotura de Hoek-Brown generalizado

a

ci

3ci31 sm

La resistencia de la roca intacta aparece

explcitamente en el criterio de rotura

14

100RMRexp

m

m

i

La roca intacta difcilmente podra llegar a RMR=100

al ser penalizado por la resistencia, especialmente enrocas blandas

9

100RMRexps


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Estimacin del GSI

Priest, S.D. & J.A. Hudson (1981) Estimation of discontinu ity spacing and tr ace length u sing scanli ne surveys.

Int J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr. Vol 18, pp. 183-197 (1981)

Relacin entre el RQD y frecuencia media de las discontinuidades

Priest & Hudson (1981)


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Estimacin del GSI

Manual de Tneles y Obras Subterrneas - Captu lo 4. C. Lpez Jimeno ed.. ETSIM Madrid, 2000


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Estimacin del GSI - Cualitativo

Geological Strength Index (GSI) segn Hoek et al


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Estimacin del GSI - Cuantitativo

GSI es funcin del espaciado de las juntas y el factor de estado

de la junta Jc (Cai et al, 2004)

A

sw

c

J

JJJ

Jw = ondulacin de la junta a gran escala

Js = rugosidad de la junta a pequea escala

JA = grado de alteracin de la junta

Cai, M., P.K. Kaiser, H.Uno, Y.Tasaka & M. Minami (2004) Estimation of rock mass deformation modulus and strength of jointed hard rock masses using GSI system.

International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 41 (2004) 3-19


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Descripcin de la ondulacin de la junta a gran escala (Cai et al, 2004)

Descr ipcin de la r ugosidad a pequea escala (Cai et al , 2004)




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Descripcin de la alteracin de la junta (Cai et al , 2004)




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Determinacin del GSI (Cai et al, 2004)


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Sonmez, H. & R. Ulusay (1999) Modifications to the geological strength index (GSI) and their applicability to stability of slopes.


Determinacin del GSI funcin de Jv(Sonmez et al , 1999)


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RMR(4): descripcin del estado de las discontinuidades

Despreciando la persistencia (difcil de estimar de sondeos y que no aparece en el GSI)

se obtiene un mximo de 24 puntos. Divididos en 5 grupos se obtiene la equivalencia:


Dada la dificultad para estimar el Jca partir de sondeos se puede relacionar

con el valor de RMR(4)


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Considerando esta equivalencia se puede obtener el GSI a partir del espaciado entre

juntas y el RMR(4)

Ambos valores se pueden obtener directamente de sondeos

Parmetros observables a pequea escala

A partir de la regresin cuadrtica de la grfica de GSI se obtienen la expresiones:



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Representacin RMR vs. GSI

Histograma de distribuciones de RMR y GSI

Comparativa de resultados segn este mtodo

Unidad geotcnica 1 (Tobas)


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Representacin RMR vs. GSI

Histograma de distribuciones de RMR y GSI

Comparativa de resultados segn este mtodo

Unidad geotcnica 7 (diatrema)


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Tobas

Representacin RMR vs GSI

Diatrema y brechas


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Estimacin de la resistencia

a la compresin simple (RCS)

Debe ser medida a partir de ensayos:

Ensayo de carga puntual

(no recomendable para roca blanda, sci


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Estimacin del estado tensional

Debe ser medido: ensayos de hidrofracturacin

Equipo de hidrofracturacinPerfil de tensiones medido en un sondeo


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Estimacin de la deformabilidad

A partir de ensayos presio-dilatomtricos

Distribucin de mdulos de deformabilidad

Ligne B: Reconnaisance Geologique, Geotechnique et Hydrogeologique B 19980101M . Metro de LAgglomeration Toulousaine


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Orientacin de las estructuras

A partir de imgenes obtenidas mediante sondas de testificacin geofsica

Imagen ptica y acstica

24899 polos


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Valor caracterstico

Mtodos estadsticos para determinar el valor caracterstico

ntX

ntV1XX mmk

Donde, t= valor de Student (depende del n de datos, n)

V= coeficiente de variacin

= desviacin estndar

Xm= valor medio

En caso de tener pocos datos, una buena aproximacin es:

5.0XVk1XX mnmk

Orr, T. L.L. & E.R. Farrell (1999) Geotechni cal Design to Eur ocode 7Chapter 2. Springer (London). ISBN 1-85233-038-4


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Relacin tensin-deformacin

Segn Hoek y Marinos (2000)

Hoek,E. & P. Marinos (2000)Predicti ng Squeeze I I. Tunnels & Tunnelling International, Decembre 2000, pp. 33-36

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cm

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