UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA

PROGRAMA DE INGENIERA CIVIL

TALLER 2

PRESENTADO POR:

JUAN CARLOS ARIAS

COD: 7301829

PRESENTADO A:

JOHANNA CAROLINA RUIZ

DOCENTE DE GEOTECNIA

BOGOT ABRIL 2015

1. (Valor 0.5 puntos) Realice un listado detallado de los ensayos de campo y laboratorio, que permiten realizar la caracterizacin fsica, propiedades mecnicas y propiedades hidrulicas para rocas. En los ensayos de laboratorio para rocas, determinan las caractersticas resistentes de la muestra con el fin de que se puedan adoptar los diferentes criterios de rotura, que permitan controlar las caractersticas de respuesta de los macizos rocosos frente a diversas acciones. Los ensayos en roca evalan diferentes parmetros tales como: Identificacin y estado, Alterabilidad y resistencia y deformacin. (Granada, 2015)

TIPO DE MATERIAL CARACTERISITICAS ENSAYOS

ROCAS

Identificacin y estado

Reconocimiento visual Microscopia microgrfica de polarizacin Microscopia elctrica de " Scanning"

Alterabilidad

Expansin Desmoronamiento Ciclos: Humedad Calentamiento Hielo-Deshielo Sequedad-Humedad Desmoronamiento

Resistencia y deformacin

Resistencia a la compresin simple De traccin o Brasileo Compresin triaxial De corte directo

Tomado de: Manual de Ingeniera de Taludes. INSTITUTO TECNOLOGICO GEOMINERO DE ESPAA. 1991 Pag 112 Adems, indique el o (los) parmetro(s) geotcnico(s) que se puede medir a partir de los ensayos consultados. La finalidad de estos es conocer las propiedades y parmetros de cada caso particular. Por lo general, se busca entre otros, determinar la resistencia mecnica, la resistencia al corte y la permeabilidad.

2. (Valor 0.5 puntos) Investigar las propiedades fsicas, hidrulicas y mecnicas de: macizo

rocoso, material rocoso y discontinuidades. Recuerde detallar los mtodos de resistencia que aplican en cada caso. MACIZO ROCOSO: Litologa: Es la parte de la geologa que estudia a las rocas, especialmente de su tamao de grano, del tamao de las partculas y de sus caractersticas fsicas y qumicas. Incluye

tambin su composicin, su textura, tipo de transporte as como su composicin mineralgica, distribucin espacial y material cementante. (Wikipedia, 2013) Fracturas Preexistentes: Todas las rocas en la naturaleza presentan algn tipo de discontinuidad, micro fisuras y macro fisuras, que influyen de manera decisiva en las propiedades fsicas y mecnicas de las rocas y consecuentemente, en los resultados de las voladuras. La superficie de discontinuidad pueden ser de distintos tipos: planos estratificacin, planos laminacin y foliacin primaria. Tenciones de Campo: Cuando actan las tensiones de campo residuales, tectnicas y/o gravitaciones, el esquema de fracturas generado alrededor de los barrenos pueden estar influenciado por la concentracin no uniforme de tensiones alrededor del mismo. En las rocas masivas homogneas, las grietas que empiezan a propagarse radialmente desde los barrenos tienden a seguir la direccin de las tensiones principales. As por ejemplo, en el avance de galeras en macizos rocosos con una alta concentracin de tensiones residuales, la frecuencia de disparo de los barrenos del cual deber adecuarse a las mismas. (G., 2009) Presencia de Agua: Las rocas porosas y los macizos intensamente fracturados cuando se encuentran saturados de agua presentan ciertos problemas como: explosivos no alterables, perdida de barrenos por hundimientos internos y dificultad por perforacin inclinada. (G., 2009) Temperatura del Macizo rocoso: Los yacimientos que contienen piritas suelen presentar problemas de altas temperaturas de la roca por efecto de la oxidacin lenta de este mineral, haciendo que los agentes explosivos del tipo ANFO reaccionen exotrmicamente con la pirita. DISCONTINUIDADES Orientacin: Es la posicin de la discontinuidad en el espacio y comnmente es descrito por su rumbo y buzamiento. Espaciado: Es la distancia perpendicular entre discontinuidades adyacentes. Este determina el tamao de los bloques de roca intacta. Cuanto menos espaciado tenga, los bloques sern ms pequeos y cuanto ms espaciado tengan, los bloques sern ms grandes. Persistencia: Es la extensin en rea o tamao de una discontinuidad. Cuanto menos sea la persistencia, la masa rocosa ser ms estable y cuanto mayor sea esta, ser menos estable. Rugosidad: Es la aspereza o irregularidad de la superficie de la discontinuidad. Cuanto menor rugosidad tenga una discontinuidad la masa rocosa ser menos competente y cuanto mayor sea esta, la masa rocosa ser ms competente. Apertura: Es la separacin entre las paredes rocosas de una discontinuidad o el grado de abierto que est presente. A menor apertura, las condiciones de la masa rocosa sern mejores y a mayor apertura, las condiciones sern ms desfavorables.

Relleno: Son los materiales que se encuentran dentro de la discontinuidad. Cuando los materiales son suaves, la masa rocosa es menos competente y cuando estos son ms duros, esta es ms competente.

3. (Valor 0.5 puntos) Indique que es el parmetro RQD (Rock Quality Designation) y cul es

su uso dentro de la mecnica de rocas, incluya la descripcin del mtodo que permite tomar los ncleos de roca. Es la relacin entre la suma de las longitudes de los fragmentos de testigo mayores de 10 cm y la longitud total de maniobra: RQD= ( longitudes de trozos > 10 cm / longitud total) X 100% . El procedimiento es el siguiente: - Se mide en testigos de sondeos, dimetro minimo 48mm, perforados con doble tubo - Se considera solo los fragmentos o trozos de material fresco ( grado menor de IV) a

largo de una maniobra de sondeo o en cada cambio litolgico, no excediendo normalmente 1,5m de longitud,

- Las medidas se toman del eje central del testigo, con fragmentos que alcance todo el dimetro.

- Si no puede medirse RQD puede estimarse de las medidas de discontinuidades en afloramientos a partir del parmetro Jv:RQD= 115-3,3 Jv(para JV>4,5) o bien RQD=100(para Jv

METODO MICROSCOPICO La microscopia es el mtodo que sigue despus del reconocimiento macroscpico, principalmente hay diferencia entre dos tipos de microscopia: - Secciones transparentes con luz transmitida. - Pulidos con luz reflejada (Klee, 2008) ANALISIS QUIMICO Existen varios tipos de anlisis geoqumicos. Los ms importantes son la fluorescencia de rayos X y la difractometria. En ambos casos se usan equipos especiales y una preparacin de la muestra necesaria. (Klee, 2008) METODO GEOSISMICOS Es el mtodo ms empleado en geotecnia, es la ssmica de refraccin, en la que se miden los tiempos de llegada de la onda sonora reflejada, emitida desde un punto fijo, hasta puntos retirados a distancias crecientes. Obtiene informacin de los diferentes estratos y tipos de materiales. CLASIFIACIN DE BIENIAWSKI La clasificacin de Bieniawski, consiste en asignar a cada tipo de terreno un ndice de calidad denominado ROCK MASS RATIO, el cual depende de los siguientes factores: - Resistencia a la compresin simple de la roca matriz - Condiciones de las diaclasas - Efecto del agua - Orientacin de la excavacin respecto a las diaclasas.

En el siguiente cuadro se presenta el ndice de calidad de la roca, relacionado con el estado que esta. (Granada, 2015)

5. (Valor 0.5 puntos) Describa de manera clara y detallada como se realiza el procedimiento de proyeccin estereogrfica por medio de la plantilla de schmidh, as como su uso en el anlisis de estabilidad de taludes.

Proyeccin estereogrfica: es un sistema de representacin grfico en el cual se proyecta la superficie de una esfera sobre un plano mediante un conjunto de rectas que pasan por un punto, o foco. El plano de proyeccin es tangente a la esfera, o paralelo a ste, y el foco es el punto de la esfera diametralmente opuesto al punto de tangencia del plano con la esfera. La superficie que puede representar es mayor que un hemisferio. El rasgo ms caracterstico es que la escala aumenta a medida que nos alejamos del centro.

En su proyeccin polar los meridianos son lneas rectas, y los paralelos son crculos concntricos. En la proyeccin ecuatorial slo son lneas rectas el ecuador y el meridiano central. Tipos de proyecciones: Equiangular: ngulos correctos, distancias falsas = Red de WULFF Se usan este proyeccin en la cristalografa para definir los ngulos en un cristal. Equidistancial: Distancias correctas, ngulos falsos= Red de SCHMIDT Esta proyeccin sirve para la geologa estructural porque se puede trabajar estadsticamente. Requiere el empleo de una regleta especial o contador, por ello a veces se le nombra como mtodo de la regleta y de una malla de contaje o malla de Schmidt (Fig. 6 A), como la que aparece al final del libro. Para trabajar con este mtodo es necesario, en primer lugar, obtener la regleta de contaje, que se puede fabricar fcilmente con un cartn o con un plstico que permita recortar la forma de la regleta. Una regleta de contaje o contador de Schmidt, contiene dos agujeros circulares en ambos extremos (Fig. 6 B). El rea de cada uno de ellos es igual al 1% del rea total de nuestra falsilla de proyeccin. Es fcil comprender que se necesitan dos crculos diametralmente opuestos para contar puntos sobre la circunferencia primitiva y en sus cercanas, mientras que para el contaje en la parte interna, solo se necesita un crculo. Las falsillas de proyeccin que utilizamos, tienen un dimetro de 15 cm, as como la malla de Schmidt, por tanto en la regleta, la distancia entre los centros de los crculos opuestos debe ser de 15 cm. Su longitud total puede ser de 18 19 cm y su anchura de 3,5 4 cm. En el Anexo II se incluye un contador de estas caractersticas. Una vez obtenido el contador, el procedimiento para el contaje es el siguiente:

Colocar sobre la malla el diagrama de puntos, obtenido con una falsilla que conserva reas, de forma que coincidan las dos primitivas y los nortes de las dos falsillas.

Colocar sobre el diagrama de puntos, un segundo transparente donde est dibujada la primitiva, como un crculo de 15 cm de dimetro, y una marca representando el norte. Esta debe coincidir con el norte del diagrama de puntos.

Colocar uno de los dos crculos del contador de forma que el centro del crculo

coincida con un punto de la malla, usando como gua la lnea horizontal que pasa por el centro del crculo (Fig. 7 A). El nmero de puntos visibles dentro del crculo representa el nmero de puntos por 1% de rea.

Este nmero lo ponemos en el centro del crculo.

Movemos el contador hasta que su centro se site sobre el punto siguiente de la malla y repetimos el procedimiento. Esto se lleva a cabo para todos los puntos de la malla, y en aquellos en los que no haya puntos (lneas o polos de planos), se dejan en blanco o se pone un cero.

En la zona perifrica, cerca de la primitiva, necesitamos utilizar ambos crculos del contador.

Colocamos un alfiler en el centro de la falsilla, y la muesca de la parte central del contador, se mueve con la chincheta en medio hacia ambas partes de la periferia.

Los puntos dentro de ambos crculos y diametralmente opuestos en la proyeccin, se

cuentan juntos (Fig. 7 B), teniendo siempre como centro de ambos crculos los puntos de la malla. El valor correspondiente a la suma de puntos se coloca en ambos centros.

El contaje sobre la primitiva propiamente dicha, se hace con el centro de la regleta colocado en el centro de la falsilla, de forma que la suma de los puntos correspondientes a la mitad de cada uno de los crculos opuestos, se coloca sobre la primitiva, en ambos lados. De esta forma sabemos los puntos diametralmente opuestos de entrada y salida de una curva concreta, para cada uno de los contornos.

En este momento, todas las intersecciones de la malla de contaje, tienen un nmero escrito sobre el transparente superior (Fig. A). Convertimos este nmero de puntos (n) en porcentaje mediante la ecuacin:

n x (100)/N = %

Donde N es el nmero total de puntos proyectados. Dibujamos los contornos con los intervalos correspondientes, segn las densidades de puntos obtenidas (Fig B)

6. (Valor 0.5 puntos) En un cuadro sinptico, conceptual o similares, plantee los factores que se deben tener en cuenta para el Diseo y Estabilidad de Taludes.

FACTORES PARA DISEO Y ESTABILIDAD DE TALUDES

Recomendaciones de diseo

Criterios generales de diseo: Problemtica del talud, el cual se debe averiguar dichas causas

Recomendaciones de clculo: Mtodos operativos y los procedimientos de clculo para evaluar un fenmeno de inestabilidad

Factor de seguridad El factor de seguridad representa un grado de confianza de un diseo, sin embargo hay que tener en cuenta el valor numrico no demuestra todas las condiciones de la realidad

Anlisis de sensibilidad

Busca determinar la afectividad de los clculos realizados y de los resultados de los ensayos de laboratorio, con el fin de conocer en qu grado puede afectar o modificar los parmetros actuantes de la realidad.

Chequeo de los clculos

Consiste en la verificacin y comprobacin de los datos empleados durante cada etapa del clculo.

Datos de los ensayos de laboratorio

Datos de investigacin de campo

Topografa

Geomorfologa

Interpretacin

7. (Valor 2 puntos) De acuerdo con el material de estudio complementario Capitulo 10 Estabilidad de Taludes, Libro: Fundamentos de Ingeniera Geotcnica, Autor: Braja M. Das, resolver los siguientes problemas: 10.2, 10.3, 10.6, 10.7, 10.13, 10.17, 10.18, 10.20, 10.23 y 10.24.

10.2

10.3

TAN COS TAN COS^2 H

20 0.364 0.940 0.364 0.883 5.180

21 0.384 0.934 0.364 0.872 4.509

22 0.404 0.927 0.364 0.860 4.000

23 0.424 0.921 0.364 0.847 3.602

24 0.445 0.914 0.364 0.835 3.282

25 0.466 0.906 0.364 0.821 3.021

26 0.488 0.899 0.364 0.808 2.803

27 0.510 0.891 0.364 0.794 2.619

28 0.532 0.883 0.364 0.780 2.462

29 0.554 0.875 0.364 0.765 2.328

30 0.577 0.866 0.364 0.750 2.211

31 0.601 0.857 0.364 0.735 2.108

32 0.625 0.848 0.364 0.719 2.019

33 0.649 0.839 0.364 0.703 1.940

34 0.675 0.829 0.364 0.687 1.870

35 0.700 0.819 0.364 0.671 1.807

36 0.727 0.809 0.364 0.655 1.752

37 0.754 0.799 0.364 0.638 1.703

38 0.781 0.788 0.364 0.621 1.659

39 0.810 0.777 0.364 0.604 1.620

40 0.839 0.766 0.364 0.587 1.585

0.000

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

GRAFICO (ALTURA VS ANGULO)

10.6

10.7

10.13

10.18

10.20

10.23

(3 = 45,

= 15,c = 18 kN/m2, 'Y = 17.1 kN/m3,H = 5 m, a = 30,y = 80.

DOVELA ALTO(M) ANCHO W(Kn/m) SENO COSENO Ln (m)

(W)(sen) kN/m

(W)(cos) kN/m

1 0.366 1 6.26 4 0.0698 0.9976 1.048 0.44 6.24

2 1.021 1 17.46 14 0.2419 0.9703 1.067 4.22 16.94

3 1.637 1 27.99 24 0.4067 0.9135 1.089 11.38 25.57

4 2.169 1 37.09 34 0.5592 0.829 1.117 20.74 30.75

5 2.615 1 44.72 44 0.6946 0.7193 1.149 31.06 32.16

6 2.504 1 42.82 54 0.809 0.5888 1.190 34.64 25.21

7 1.809 1 30.93 63 0.891 0.4539 1.239 27.56 14.04

8 1.076 1 18.40 71 0.9455 0.3255 1.300 17.40 5.99

9 0.358 0.66 4.04 78 0.9781 0.2079 0.900 3.95 0.84

= 10.099 151.40 157.75

=(. )() + (. )()

.

= .

10.24

Bibliografa G., H. (2009). PROPIEDADES DE LAS ROCAS Y LOS MACIZOS ROCOSOS Y SU INFLUENCIA EN

VOLADURAS.

Granada, U. M. (2015). Ensayos Geotecnicos . Bogot.

Klee, D. W. (17 de 05 de 2008). Geologia General. Obtenido de

http://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap03b.htm#microscopicos

Wikipedia. (14 de Junio de 2013). Wikipedia. Obtenido de

http://es.wikipedia.org/wiki/Litolog%C3%ADa