ABSTRACTO

El desgaste de las rocas suaves es usualmente considerado un importante factor en varios campos tales como geologia, ingenieria geologica, mineralogia, suelo y rocas mecanicas y geomorfologia.

El problema de estabilidad todo el tiempo debe estar considerado para pendientes escavadas en rocas suaves, en caso de no estar protegidas en procesos de desgaste. ademas de desintegracion de material en la pendiente de la superficie, la erosión también se traduce en la reducción de la fuerza de cizallamiento en el interior de la pendientela erosión también se traduce en la reducción de la fuerza de cizallamiento en el interior de la pendiente. Principales procesos en asociación con la meteorización se discuten con los ejemplos de margas alojados en formaciones flysch cerca de Split, Croacia.

Palabras clave

Marl; Estabilidad de taludes; Durabilidad; Desgaste

INTRODUCCION

Erosión o desgaste de las rocas blandas se ha estudiado en varios campos, incluyendo la geología, la ingeniería geológica, la mineralogía, la mecánica de suelos y rocas, y geomorfología. Sin embargo, la relación entre la influencia de la intemperie y la pendiente inestable (es decir, deslizamientos, desprendimientos y erosión superficial) todavía no se entiende bien.

Procesos de degradación de la superficie y deslizamientos locales se producen con frecuencia en laderas excavadas en rocas blandas. Como resultado, la seguridad de las instalaciones en la parte inferior de estas laderas se encuentra amenazada y el costo de mantenimiento suele ser significativamente alto. Al mismo tiempo, la estabilidad de las instalaciones ubicadas en la parte superior de tales pistas se presenta también al aumento de riesgo. Los trabajos de excavación en estos geomateriales (principalmente rocas arcillosas, como margas, limolitas, lutolita, pizarra, piedra arcillosa, etc.) sólo se puede realizar con el uso de maquinaria pesada (interruptor roca) o explosivos, así como en otros tipos de rocas . Sin embargo, en un tiempo relativamente corto después de la excavación, la pendiente excavada en marga está expuesto a la influencia de los agentes atmosféricos durante ese período, por ejemplo, un par de meses, entonces proceso de deterioro de la roca comienza tanto en la superficie de la pendiente y las rocas en el interior. Estos procesos se pueden observar en muchas vertientes naturales y en los recortes excavadas en las formaciones del flysch en la región de Dalmacia, Croacia, que se formaron en la época del Eoceno y por lo general consistía en marga como el principal componente de la roca blanda.

Información sobre la fuerza marga en todas las fases de explotación pendiente es de suma importancia para cualquier análisis de estabilidad de los cortes y las laderas de este geomaterial. Para proporcionar datos para analizar las fuerzas de deterioro de rocas, debe haber una posibilidad para probar materiales degradados. Procesos de meteorización fragmentados muestras de marga en pedazos más pequeños, por lo que la muestra fragmentada es muy difícil de ser operado con y para ser instalado en un dispositivo de prueba. Para la solución de este problema, se utilizaron adiciones a el procedimiento de ensayo estándar (Miscevic y Vlastelica, 2009). Las adiciones se refieren al procedimiento estándar de un método de ensayo de corte directo (ISRM sugiere métodos para determinar la resistencia al corte en 1974) que permite las pruebas de las muestras deterioradas. Los resultados de este procedimiento serán presentados y discutidos.

El objetivo principal del estudio presentado es identificar las principales influencias de la intemperie en la estabilidad de taludes en la formación de margas, presentar algunas observaciones de ingeniería básica o experiencias anteriores sobre ejemplos conocidos de las pendientes observadas en este material, y proponer soluciones asociadas con esas observaciones para futuros proyectos y estudios. Además, es importante hacer hincapié en la necesidad de soluciones de ingeniería apropiados que impidan el desarrollo del proceso de intemperie, lo que puede reducir el potencial de inestabilidad de la pendiente y el costo de mantenimiento.

2. La meteorización

Un ejemplo de deterioro superficial inducida por la erosión de una pendiente natural, situado en la carretera del Adriático, en el municipio Podstrana, se presenta en la Fig. 1. Aquí podemos ver un proceso desarrollado de la degradación de la marga en la superficie pendiente, con la acumulación de los fragmentos separados en la parte inferior de la pendiente. La comprensión del proceso de degradación tales como que en este ejemplo es de gran interés para muchos ingenieros, ya que estos procesos conducen a la reducción de la estabilidad de tales pistas y, por tanto, a mayores costes de mantenimiento.

Degradación Marl en la superficie de un talud de corte en la carretera del Adriático (municipio Podstrana).

Ejemplos de impacto de los procesos de meteorización en la estabilidad de los cortes sin protección se pueden encontrar en muchos lugares en estos geomateriales. Por ejemplo, tales situaciones son bastante frecuentes, reportadas en las proximidades de Split cuando se hacen excavaciones en masa de roca flysch. El deslizamiento de tierra formado varios meses después de la excavación en el sitio de construcción de la Escuela de Medicina en Trstenik, Split se muestra en la Fig. 2. Afortunadamente, el deslizamiento de tierra se produjo durante la noche, por lo tanto, la vida de los trabajadores en el fondo de la zanja no estaban en peligro.

Un ejemplo de desprendimiento de tierra en acantilado natural en la formación de flysch a lo largo de la costa se muestra en la Fig. 3. El proceso de deslizamiento es generalmente continuo si no se interrumpe por las obras de remediación, una especie de inestabilidad que es bastante frecuente a lo largo de la costa cerca de la ciudad de Split. El material depositado en la parte inferior de la pendiente se deja llevar por el mar y por lo tanto el espacio se libera para la siguiente "fase de deslizamiento".

Deslizamiento de tierra a lo largo del acantilado costero en la formación de flysch (Duilovo, Split).

Una formación de mayores bloques de arenisca en un corte natural en la formación de flysch, causada por la erosión de las margas, se muestra en la Fig. 4. La tasa de erosión de las capas de arenisca dentro de la formación flysch no es la misma que la de marga. Podría afirmarse que la piedra arenisca es casi sin cambios en la escala de tiempo de ingeniería. Debido a Marl está influenciada significativamente por la erosión alrededor de la capa de piedra arenisca, se desintegra rápidamente y se elimina gradualmente por la acción de la gravedad y la precipitación (Neiman, 2009 y Admassu et al., 2012), es decir, podemos presenciar aquí el proceso de meteorización diferencial. Afloramientos capa de arenisca permanecen en la pendiente como una especie de "cantilever", y cuando la longitud de este saliente se convierte suficiente, los bloques se separan debido a la acción de flexión. Caída de rocas resultante constituye una grave amenaza a la zona en la parte inferior de la ladera.

voladizo" de la capa de piedra arenisca más difícil en la ladera (diferencial intemperie a lo largo de la pendiente).

previamente se describieron algunas situaciones, son sólo algunos ejemplos típicos de daños resultantes de los procesos de meteorización. Este daño se refleja en las amenazas a la vida humana, la ampliación del plazo de construcción, imposibilidad de utilizar las playas, closedown de carreteras vitales, etc.

En general, la erosión incluye dos procesos dominantes (Miscevic y Vlastelica, 2009): meteorización física y química. Resultados físicos de meteorización en la desagregación de las rocas sin cambio mineralógico y resultados meteorización química en la descomposición de los minerales constituyentes a los productos minerales secundarias estables o metaestables. El proceso de desgaste en la marga y los materiales de formación de Marly flysch puede ser descrito como la meteorización principalmente física, química combinada con la intemperie en la superficie de material y en las paredes de grietas en el interior del material, lo que sugiere que todas las superficies de geomateriales pueden estar en el contacto con el agua.

Las causas de la erosión se han estudiado ampliamente (Miscevic, 1997, Miscevic, 1998, Miscevic y Roje-Bonacci, 2001, Martínez-Bofill et al., 2004 y Števanić y Miscevic, 2007). Propiedades de las

rocas arcillosas y sus comportamientos durante la exposición a influencias externas en cortes laterales completos, son controlados dominantemente por su composición mineralógica, la historia de pre consolidación, la composición del material de unión en su estructura, nivel de cementación y la textura de la roca.

La composición mineralógica de las muestras de marga de formación flysch situado cerca de Split se puso a prueba con el fin de permitir una mejor comprensión del proceso de meteorización en las formaciones de margas. La composición mineralógica fue probada usando el método de difracción de rayos X (Facultad de Minas, Geología e Ingeniería de Petróleo de la Universidad de Zagreb). Los resultados obtenidos en una serie de muestras de marga seleccionados al azar se muestran en la Tabla 1. Las muestras fueron seleccionados con el contenido de componente de carbonato de hasta el 80%, como se estableció por la observación de que el proceso de desgaste se desarrolla mucho más rápido en estos materiales que los de mayor contenido de componente de carbonato. Los siguientes contenidos minerales promedio fueron obtenidos para las muestras sometidas a este ensayo: calcita 42% -79%, dolomita 2% -7%, cuarzo 3% -11%, plagioclasa 1% -9%, clorito de 0% -9%, esmectita 6% -20%, vermiculita 0% -6%, minerales micáceos 3% -12%. El nombre de "materiales micáceos" fue utilizado para las mezclas que probablemente contienen illita o interestratificada-illita esmectita con una pequeña proporción de las capas de esmectita, y de vez en cuando con algún moscovita.

Esta composición mineralógica puntos a los procesos que, al combinarse, dan lugar a la intemperie. La esmectita es un mineral susceptible a la inflamación, y se ha encontrado en todas las muestras. Aunque la presión causas hinchazón que puede desintegrar las rocas, se puede desarrollar en presencia de sólo agua.

Además de la forma estándar de la hinchazón, el yeso también se forma en paredes de la junta debido a la composición mineralógica de la marga (Miscevic, 1997). El volumen de yeso es aproximadamente 98% mayor que la de componentes de entrada de exudado de marga, y así se crea la presión en las articulaciones donde se está realizando el proceso de formación de yeso. Esta presión aumenta las articulaciones existentes e inicia la formación de otros nuevos. Aquí también se requiere que el agua para que el proceso tenga lugar. Mediante la separación de una parte del material de la estructura de la marga en el proceso de formación de yeso, la porosidad de esta suave aumenta de roca, y por lo tanto aumenta la profundidad de absorción de agua también. Esto acelera el proceso y aumenta la profundidad de su influencia. Gypsum, como un producto de este proceso en Marl, se puede notar como una película blanca que se destilaba en la superficie de la roca. Dependiendo de la composición química del agua, y en la composición mineralógica de la roca, algunas otras formas de erosión química también son propensos a desarrollar en la superficie de la roca. En tales casos, el material es exudada de la estructura de roca a través de la reacción química con el agua.

Se puede concluir a partir de la descripción anterior que el agua juega un papel crucial en el cambio de las propiedades de estas rocas arcillosas-dominantes. Esto se lleva a cabo a través de los procesos de secado y humedecimiento, la congelación y descongelación, y también a través de diversos procesos químicos. Esta influencia se manifiesta en la descomposición del material de unión de la estructura de la roca arcillosa y en la desintegración de material en fragmentos más pequeños. En otras palabras, este material se ve afectado simultáneamente por ambos procesos de meteorización físicas y químicas.

El desgaste físico se manifiesta en la desintegración del material debido al desarrollo de grietas, y en la disolución de superficie en contacto con el agua. Por excavación en formaciones delgadas, las articulaciones de ropa de cama están expuestos a las influencias externas. Estas son las superficies debilitadas en las que es más probable que se produzca el desprendimiento de fragmentos, y son al mismo tiempo los más susceptibles a las influencias externas, es decir, a la acción del agua que penetra en la roca. Esta absorción repentina de los resultados de agua en el desarrollo de la presión en las articulaciones de la roca, dando lugar a apagado y por lo tanto a la extensión (profundización) de las articulaciones. Además, la liberación de la tensión provocada por la extracción de material durante la excavación (relajación) hace que el desarrollo de nuevas articulaciones (articulaciones lístricas). El desarrollo de nuevas articulaciones acelera la erosión física y permite una penetración más profunda de los efectos químicos de meteorización. Una influencia significativa de la congelación de la velocidad del proceso de desintegración se ha analizado en detalle sobre algunos ejemplos de rocas débiles en España (Martínez-Bofill et al., 2004) y Turquía (Yavuz et al., 2006).