DESCRIPCION DE MACIZOS ROCOSOS

CARACTERIZACION GEOMECANICA MACIZO ROCOSO CALIZAS SECTOR LAS CALIZAS-NOBSA

Por: NELSON SOTO CELY HAROLD IVAN URRUTIA BONILLA WILLIAM DAVID CHAPARO RIVERA

Presentado a: INGENIERO INGENI ERO GEOLOGO RAFAEL RAFAEL PEREZ Esp. GEOTECNIA VIAL

En la materia: MECANICA DE ROCAS

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA ESCUELA DE INGENIERIA GEOLOGICA SECCIONAL SOGAMOSO NOVIEMBRE 2012

RESUMEN Con el presente proyecto se pretende dar a conocer las carateristicas geomecanicas de la mina de caliza las caleras, del yacimiento que actualmente se encuentra en explotación, así como también resaltar los aspectos geológicos que intervienen en el proceso de formación rocoso de las calizas, y dar a conocer  cuantitativamente su resistencia, la estratigrafía del terreno, y la geología entre otros.

INTRODUCCIÓN El siguiente estudio se realizo con el fin de mostrar los aspectos mas relevantes a la hora de evaluar y caracterizar un macizo rocoso, en este caso el ubicado en el municipio de Nobsa. La parte correspondiente a laboratorios, expone la descripción física y mecánica del macizo rocoso, siendo estos los principales alcances que se desean resaltar en cada uno de los

informes realizados

durante el semestre, mediante una metodología la cual propone visitas a campo con análisis in situ de la

TOMA DE DATOS EN CAMPO

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Estudiar, analizar y describir los diferentes aspectos que se requieren a la hora de realizar la caracterización de

un macizo rocoso dando a conocer su comportamiento geomecanico mediante resultados obtenidos por medio de ensayos de laboratorio y modelacion con software especializado.

4. FORMULACION DEL PROBLEMA

¿Cómo se realiza la caracterización geomecanica de un macizo rocoso(caliza)? •Cimentaciones de edificios. •Estabilidad de taludes. •Construcción de muros y anclajes. •Excavaciones a cielo abierto o superficiales. •Excavaciones subterráneas y tuneles

5. OBJETIVOS 5.1. OBJETIVO GENERAL Evaluar, caracterizar y clasificar el macizo rocoso mediante los diferentes parámetros mecánicos que presentan las “rocas calizas” localizadas en la vía Nobsa sector las Caleras, departamento de Boyacá, mediante ensayos de laboratorio. 5.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS 5.2.1. Describir las características generales del afloramiento. 5.2.2 Obtener parámetros de resistencia de las discontinuidades, matriz y macizo rocoso 5.2.3 Definir las características y propiedades a describir en campo para la caracterización del macizo rocoso. 5.2.4 Definir la caracterización global y clasificación geomecánica del macizo rocoso.

6. LOCALIZACIÓN GEOGRAFICA NOBSA FORMACION TIBASOSA

Fuente: http/google.com /images/boyaca

6.1 LOCALIZACION LOCAL. En el municipio de Nobsa se localiza la industria pesada y mediana más importante del departamento de Boyacá. Su estructura territorial se conforma longitudinalmente a través de la cadena montañosa de alto relieve y parte del valle que conforma el Río Chicamocha y la prolongación de la carretera central del Norte en una dirección oriente a occidente. El area de estudio se encuentra enmarcada dentro de las coordenadas:

PASO1

Recopilación de la Información

Resultados de los laboratorios

Muestreo

Reconocimiento en campo Levantamiento geológico local

PASO 3

PASO2

Análisis de Laboratorio

Análisis de Laboratorio suelos y rocas

Caracterización del Macizo

Resistencia a la compresión  Carga por punta  Angulo de reposo  Desgaste  Otros



• •

Levantamiento de diaclasas Identificación de estructuras

ANALISIS DEL MACIZO

7.METODOLOGIA

8. CARACTERISTICAS DEL AREA DE ESTUDIO. Características deL deposito: Es

una serie netamente calcarea , compuesta por una alternancia de bancos de calizas , margas , arcillolitas calcáreas y areniscas. Los principales bancos son 9 con espesores de 5 y 29 mts. El banco mas importante es el B en cuanto a la industria cementera local. Por analisis petrografico la caliza de studio es biomicrita ya que esta compuesta en promedio por un 54% de calcita micro cristalina, un 43% de elementos aloquímicos (fragmentos de fósiles) y un 3% de material terrígeno.

VISTA FAMILIA DE DIACLASAS.

Municipio de nobsa

Fuente: Autores

Zona1

Zona2

Zona3

Zona4

Rumbo

S9W

S 25W

N 85 W

N9 W

Buzamiento

30 NW

15 NW

14 NE

15 NE



Espaciado: La distancia promedio entre

las discontinuidades es de 1 m  Persistencia: En promedio de 1 a 3  Rugosidad: los planos de discontinuidad se presentan ligeramente rugosos.  Relleno: calcita aunque otras diaclasas no presentaban relleno.  Apertura: la apertura promedio variaba entre 1 y 3 cm.

10. COBERTURA Y USO DEL SUELO. El área correspondiente al estudio se presentan las siguientes coberturas: vegetal, conformada por bosques, arbustos, pastizales, cultivos y sus asociaciones. Cobertura degrada o erial conformada por tierras erosionadas, material rocoso en superficie, y explotaciones mineras; cobertura hídrica: quebradas, canales, humedales; y cobertura construida: conformada por organizaciones. En cuanto a los usos de la tierra se presentan: conservación, extracción de materiales para construcción, pastoreo, agricultura tradicional de sustancia a pequeña escala.

11. GEOLOGIA Regionalmente afloran rocas sedimentarias cuyas edades oscilan entre los periodos geológicos cretáceo, terciario y cuaternario. La región oriental del departamento de Boyacá se encuentra sobre el flanco oriental de la cordillera oriental. Geológicamente se presentan dos provincias tectónicas separadas por la falla de soapaga, la cual pasa con dirección NE-SW por el costado oeste del municipio de Sogamoso. La primera provincia se encuentra ubicada al occidente denominada “macizo de floresta” y

corresponde a una zona compleja levantada, la segunda ubicada al oriente, corresponde a la cobertura plegada, constituye el flanco

El área de estudio se encuentra en el límite occidental del flanco del chicamocha presenta una dirección NE-SW, controlando la orientación de las estructuras presentes. En esta zona la serie sedimentaria presenta varias deformaciones debido a la intensa actividad tectónica y a la baja dureza de las rocas, reflejadas en una serie de pliegues y fallas de carácter regional y local lo cual hace de esta zona un área de producción a canteras estable.

12. ESTRATIGRAFÍA Las rocas aflorantes en esta zona comprenden edades que abarcan desde el jurásico hasta el terciario y diversos tipos de depósitos cuaternarios.  A continuación se describirán las características más importantes de la formación Tibasosa que se encuentra en la zona de estudio.

12.1 FORMACIÓN TIBASOSA (Kit): En la zona estudiada la formación se divide claramente en tres miembros característicos. El inferior, predominante arenoso, presenta un conglomerado de base, seguido por intercalaciones de Limolitas moradas, azulosas y verdosas con areniscas friables de grano grueso, cuyos elementos son esencialmente de cuarzo, feldespato y fragmentos de rocas metamórficas y sedimentarias, en una secuencia muy característica. Las Limolitas verdosas marcan el paso de una serie de bancos de arenisca compacta, de color pardo claro de grano fino, que se torna calcárea y friable hacia la parte superior. El miembro intermedio presenta una alteración de Limolitas verdosas con bancos de tres metros de caliza, en parte arenosa, con

COLOR

FRESCO

RESISTENCIA

ESTRUCTURA

Gris claro a gris

Alta

Bioturbación

POROSIDAD

REACCIÓN

VISIBLE

CON HCL

Baja

REACCIONA

medio

METEORIZADO :

Pardo amarillento

GRADO DE METEORIZACIÓN

Roca fresca

13. ENSAYOS DE LABORATORIO

13.1. Ensayo de prpiedades fisicas.

RESULTADOS OBTENIDOS W(%)= 0.329

S(%) = 38.99

n(%) = 2.15

e = 0,053

y(KN/m3) = 393.94

yd(KN/m3) = 392.19

Fuente: Autores y sat (KN/m3) = 395.488 Procedimiento ensayo de propiedades fisicas. Laboratorio de Suelos y Rocas UPTC Sogamoso 2012

13.2. Ensayo de Resistencia a la Compresión Simple o Till Test.

Fuente: Autores Procedimiento ensayo de Resistencia a la Compresión Simple Laboratorio de Suelos y Rocas UPTC Sogamoso 2012

RESISTENCIA (KN) EN FUNCION DE DE DESPLAZAMIENTO VERTICAL 120.00

100.00

80.00    )    N    K    (    A    I    C    N    E    T    S    I    S    E    R

Series1

60.00

Series2 Series3 40.00

20.00

0.00 0

20

40

60

80

100

120

DESPLAZMIENTO VERTICAL(0,01 mm)

140

160

180

13.2.1 Resultados Ensayo de Resistencia a la Compresión Simple

Fuente: Autores Resultados Ensayo de Resistencia a la Compresión Simple Laboratorio de Suelos y Rocas UPTC Sogamoso

15. CARACTERIZACION DEL MACIZO ROCOSO

La descripción y caracterización de macizos rocosos se llevó a cabo mediante la descripción general de las condiciones del banco de caliza, identificando y clasificando los materiales que componen al macizo. Para la descripción general del material que constituye el banco aflorante en el área de estudio, se tendrá en cuenta los resultados obtenidos en la etapa de reconocimiento en campo y los parámetros obtenidos en el levantamiento de diaclasas, los resultados obtenidos en los ensayos de laboratorio de suelos y rocas, y de esta manera clasificar

 parámetros de clasificación resistencia de la matriz rocosa RQD separación entre diaclasas longitud de la discontinuidad abertura rugosidad relleno alteracion agua freatica direccion y buzamiento

valor   puntaje 103 12 80 17 1 15 1a3 4 1a3 0 ligeramente rugosa 3 duro >5mm 2 moderadamente alterada 3 ligeramente húmedo 10 favorable -5 61  puntaje total clase II Buena calidad

CLASIFICACIÓN DE FAMILIAS POR MEDIO DEL SOFTWARE DIPS DIAGRAMA DE CONCENTRACION DE DISCONTINUIDADES

Diagrama de polos

Diagrama de orientación

CONCLUSIONES De acuerdo a los datos tomados en campo y mediante la utilización del software Dips se determinaron tres familias de discontinuidades en el macizo, las cuales se pueden observar en los diagramas de polos y frecuencias. El espaciado característico para la familia numero 1 son: muy junto (20 y 60 mm) y junto (60 a 200). El espaciado que predomina en la familia número 2 es moderadamente junto (MJ). Las rugosidades que predominan en el macizo son escalonada rugosa (EI) y escalonada lisa (EII). Las aberturas que predominan en la familia número 1 son: Abierta y Parcialmente abierta (PA). La abertura que predomina en la familia número 2 es: parcialmente abierta (PA). Según el índice de calidad de la roca RQD, las propiedades geo

ANALISIS DE RESULTADOS Se emplea como relleno para realizar obras ingenieriles geotécnicamente estables. Según los resultados obtenidos en laboratorio se obtuvo que la caliza es una roca de moderada resistencia. Por lo tanto que dicho material es apto para la fabricación del Clinker (materia prima del cemento) y es también como grava y arena (fragmentada) en la elaboración de concreto. La caliza también se puede utilizar como base y sub base granular que hacen parte de la estructura de un pavimento.

Diseñar un adecuado sistema de explotación.  Llevar acabo un plan de manejo ambiental. 

BIBLIOGRAFIA EVERT HOEK, Course notes, Rock Engineering. VALLEJO, Luís I, Ingeniería geológica. Propiedades Geofísicas de los Suelos, Joseph Bowles  – McGraw – Hill Álvaro de la Cruz Correa Arroyabe, Caracterización de rocas ensayos de laboratorio, Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ingeniería; Sociedad Colombiana de Geotecnia, Santa Fe de