Informe Final Llacanora

DEDICATORIA

A nuestros queridos padres, por su irrenunciable apoyo incondicional en el logro del mayor objetivo de nuestra vida: Ser profesionales en Ingeniería de Minas.

“Cualquiera que no esté cometiendo errores es que no está intentándolo lo suficiente” Wess Roberts

AGRADECIMIENTO

A los buenos maestros de la Universidad Nacional de Cajamarca, por estar cimentando en nosotros sus conocimientos y amplia experiencia e inculcar

objetivos

beneficio

de

y

metas

nuestra

en

formación

integral, profesional y ciudadana, orientada personales

al y

logro

de

sociales

por

retos una

sociedad más justa y progresista para el pueblo.

Los autores

RESUMEN Para el desarrollo del presente informe, en primer lugar ubicamos dicha zona, la cual se encuentra enclavada en la Cordillera Occidental de los Andes, en el Departamento de Cajamarca, con un área de 16 Km2, dicha zona se encuentra entre el distrito de Llacanora, en un sector al margen izquierdo de la carretera a San Marcos. La zona en estudio es fácilmente accesible por lo que cuenta con diferentes vías de acceso.

El presente informe se lo realizo estrictamente con fines educativos y formativos; durante una salida a campo. Sobre el relieve de la zona. El área de estudio

cuenta una topografía de

pendientes relativamente suaves, atravesada por un río meándrico denominado Río Chonta. La temperatura ambiental de la zona es variable con un promedio anual de

14,4˚C aproximadamente. Presenta una precipitación promedio anual

de 580 mm

3.

Lo relativo a la geología física podemos mencionar que existe evidencia de afloramientos rocosos, campos de cultivo sobre material suelto (suelo proveniente de las rocas sedimentarias de la zona). La erosión fluvial está actuando sobre depósitos cuaternarios. Respecto a la geomorfología se encontró superficies de erosión, estas superficies se caracterizan por presentar vertientes, colinas redondeadasescarpadas, lomadas y terrazas fluviales, topografía con pendientes bruscas hacía el lado de las areniscas y cuarcitas (formación Farrat) y pendientes ligeras hacía el lado de los calcáreos. Se observaron también riesgos potenciales de deslizamientos en áreas de pendientes abruptas cuyo material inconsolidado las hace propensas a dichos fenómenos.

En las facies cretácicas de la cuenca, han sido diferenciadas las formaciones como: Farrat. ÍNDICE Dedicatoria Agradecimiento Resumen I. Introducción………………………………………………………………….. Pg. II. Objetivos……………………………………………………………………… Pg. III.

Metodología………………………………………………………………….. Pg.

IV. Aspectos generales………………………………………………………… Pg. 4.1 Ubicación……………………………………………………….......... Pg. 4.2 Accesibilidad…………………………………………………………. Pg. 4.3 Clima………………………………………………………………….. Pg. V. Marco teórico………………………………………………………………. Pg. 5.1. Formación Farrat………………………………………………….

Pg.

5.2. Macizo Rocoso…………………………………………………….. Pg. 5.2.1. Resistencia y nivel de esfuerzos…………………………

Pg.

5.3. Discontinuidades………………………………………………….

Pg.

5.3.1. Tipos de discontinuidades 5.3.2. Características de discontinuidades……………………..

Pg.

5.3.3. Clasificación de macizos rocosos…………………………. Pg. 5.3.4. Grado de apertura de las discontinuidades………………. Pg. 5.3.5. Continuidad, Longitud……………………………………….. Pg. 5.3.6. Formas de rotura en taludes rocosos……………………..Pg. 5.4. Cálculo del índice de calidad de las rocas (RQD)……………… Pg. 5.5. Cálculo del RMR…………………………………………………..

Pg.

VI. Estudio propiamente dicho……………………………………………….. Pg. CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA

ANEXOS

I.

INTRODUCCIÓN

La Ingeniería de Rocas es una rama de la Mecánica que tiene como primer objetivo estudiar las geoformas y como segundo punto estudiar la cinemática de las estructuras, es decir los esfuerzos que intervienen en la deformación de las rocas, sin enfocarnos

en el origen de dichos

esfuerzos, tema perteneciente a la mecánica de rocas. Cabe mencionar la importancia de los agentes geológicos externos e internos, ya que debido a ellos el relieve se va modificando a través de los tiempos desarrollando diferentes tipos de estructuras. Entre

las

estructuras

geológicas

encontradas

plegamientos, contactos, fallas, diaclasas.

podemos

destacar:

II. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL  Proporcionar una evaluación Geomecánica global del macizo rocoso ubicado en Llacanora “flanco izquierdo de la carretera San Marcos”, a partir de observaciones en el campo y ensayos. OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Manejar correctamente los instrumentos como la brújula, GPS, entre otros.  Estimación de la calidad del macizo rocoso y de los parámetros de resistencia.  Aprender a calcular correctamente el RQD Y EL RMR.  Determinar si el talud es resistente.  Determinar el tipo de rotura y determinar si la cuña cae. III.

METODOLOGÍA

El presente estudio ha sido realizado por los alumnos de la Universidad Nacional de Cajamarca en asesoría del Ing. Montoya , con motivo de ampliar y reflejar los conocimientos adquiridos en las aulas. Se realizó una salida, acompañada del docente del curso, donde se procedió al análisis de las estructuras y descripción de las formaciones (litología, fauna, etc.) presentes en la zona. Se trabajó en gabinete, previo a los datos obtenidos en el campo. El desarrollo de ésta labor se centró en los siguientes objetivos principales:  Confeccionar un perfil Geológico de toda la zona recorrida.  Confeccionar un perfil geológico transversal a la zona recorrida. Confeccionar.  Definir correctamente las formaciones encontradas en la zona. Pudiendo Correlacionarlas con la ayuda ofrecida por el docente del curso.

EQUIPO Para el desarrollo del presente estudio se utilizó los siguientes materiales de equipo:

     

Brújula Brunton. GPS (con promedio de error de 5m). Picota. Cámara Fotográfica Ácido Clorhídrico. Formatos para apuntes de datos

obtenidos.  Lapiceros.

IV. IV.1.

ASPECTOS GENERALES

UBICACIÓN

Llacanora está ubicado a 13 kilómetros, al sur este de Cajamarca, a orillas de la margen izquierda del río cajamarquino. A 2616 metros sobre el nivel del mar. Este distrito, fue creado el 02 de enero de 1857, en el segundo gobierno de Ramón Castilla. Llacanora proviene de la palabra quechua "LLACAS" que significa "deshojar maíz" o "tierra de color", o de la palabra "LLACACAY" que quiere decir "estrecho o alargado" como efectivamente es el río al abrirse paso entre los cerros Iliarco y Callacpoma.

Distrito Turístico Llacanora está considerado como un distrito turístico por contar con hermosos centros turísticos, por tener un hermoso clima y un bello paisaje. Llacanora está reconocido como la "SUIZA CAJAMARQUINA" y como el "ETERNO VALLE VERDE" por ser un distrito totalmente verde, su fiesta patronal es el 24 de junio, en honor al patrón "SAN JUAN BAUTISTA"

CENTROS TURISTICOS  LAS CATARATAS: Son dos cataratas reconocidas como Hembra y Macho ya que una es más alta que la otra. La catarata Macho mide un aproximado de 30 metros de altura con permanente caída de agua. La Hembra tiene un aproximado de 15 a 20 metros de altura, conserva el paisaje natural.  LAS CUEVAS DE PUMAHUSHCO: Dichas cuevas están ubicadas en el cerro CALLACPOMA que significa en quechua cerro o morada del puma, está ubicado a un Kilómetro de Llacanora y el interior de las cuevas hay gran cantidad de murciélagos y en las paredes hay miles de pinturas rupestres.  LAGUNA DE SULLUSCOCHA: Tiene un paisaje extraordinario con los colores típicos de la zona, está ubicada en el caserío del mismo nombre; en dicha laguna se encuentra gran cantidad de patos silvestres y peces.

 RUINAS DE POMAHORCO: Están ubicadas en el cerro del mismo nombre,

allí

podemos

ver

las

construcciones

de

nuestros

antepasados. UBICACIÓN POLITICA: El área estudiada se encuentra enclavada en la cordillera occidental de los Andes, parte norte del Valle de Cajamarca, específicamente en:  DEPARTAMENTO : Cajamarca  PROVINCIA : Cajamarca  DISTRITOS : Llacanora IV.2.

ACCESIVILIDAD

IV.3.

CLIMA

Posee un clima sub-húmedo y templado. TEMPERATURA  Temperatura Máxima  Temperatura Mínima  Temperatura Promedio

: 21.4°C. : 7.2° C. : 14.7°C.

. PRECIPITACIÓN  Precipitación Máxima  Precipitación Mínima  Precipitación Promedio

:700 mm :51.6 mm :580 mm

MESES DE LLUVIA  Periodo lluvioso: Noviembre, Diciembre, Enero, Febrero y Marzo.  Periodo seco: Junio, Julio, Agosto y Septiembre

V. MARCO TEÓRICO 5.1.

FORMACIÓN FARRAT Su localidad tipo es la hacienda Farrat, donde tiene un grosor de 500 m. Esta formación conjuntamente con las formaciones: Carhuáz, Santa y Chimú, pasa hacia el Este a una facies de plataforma que se le denomina como formación Goyllarisquizga. Su ambiente de depositación es deltaico – fluvial. La flora fósil indica una regresión, la cual debió haberse producido en tiempos del Aptiano. En el Albiano se tiene una transgresión que inicia un ciclo de depositación con secuencias carbonatadas, esta transgresión tiene sus comienzos con la fm. Inca, en Cajamarca y Pariahuanca en el departamento de Ancash y el Perú central.

5.2.

MACIZO ROCOSO Un talud vertical de 40m-60, realizado en un macizo imaginario de arenisca que no tuviera planos estructurales, podría mantenerse estable. Pero generalmente un talud de tal magnitud e inclinación en un macizo real, en ese tipo de roca, es de alguna manera inestable, como consecuencia del desplazamiento de masas de roca a lo largo de las discontinuidades estructurales o su desprendimiento. En el caso particular de que la roca esta intensamente fracturada pueden desarrollarse fallas de tipo rotacional o semejante. Las características de resistencia y deformabilidad de los macizos

rocosos

dependen

fundamentalmente

entonces,

de

las

características de las discontinuidades estructurales, las cuales actúan

como planos débiles. Esta condición es particularmente cierta en el caso de excavaciones

abiertas,

como

las

excavaciones

viales

o

mineras

superficiales, realizadas en rocas duras. Si la resistencia al desplazamiento de corte es apreciablemente menor a lo largo de esas discontinuidades que a través del material rocoso, estas discontinuidades estructurales constituyen verdaderas discontinuidades mecánicas y el macizo se considera como un macizo de roca dura. En el caso de que la resistencia a lo largo de las mismas sea semejante al del material rocoso, este tipo de macizos falla a lo largo del material y se considera como un macizo de roca blanda. Se describen a continuación los factores de los macizos que determinan su estabilidad en excavaciones abiertas, los cuales son también aplicables en algunos casos a excavaciones subterráneas. Estos factores se relacionan con la orientación y posición espacial de las discontinuidades y otras características de las mismas tales como su resistencia, sus asperezas, el tipo de relleno o sellante alojado en las mismas y las condiciones de flujo de agua subterránea. 5.2.1. RESISTECIA Y NIVEL DE ESFUERZOS Resistencia del Material Rocoso Este factor define, conjuntamente con el estado de esfuerzos, si un macizo rocoso falla a lo largo de sus discontinuidades estructurales o a través del material rocoso. A este respecto las rocas se pueden agrupar en cuatro clases de acuerdo con su textura y fábrica: a) Rocas Cristalinas Masivas. Con partículas minerales mecánicamente entrabadas y con orientación aleatoria como las ígneas en general, las calizas líticas y las cuarcitas. b) Rocas Cristalinas Foliadas. Con partículas minerales mecánicamente entrelazadas, con orientación preferencial a lo largo de la cual las rocas son menos resistentes. A este grupo pertenecen las rocas metamórficas foliadas como las filitas o los esquistos.

c) Rocas con Textura Clástica Cementada. Con partículas minerales cementadas, con resistencia y deformabilidad variable, dependiendo de la calidad del material cementante, las proporciones de grano de esqueleto y grano de matriz y el grado de empaquetamiento general que posea. A este grupo pertenecen las rocas sedimentarias detríticas como las areniscas y los conglomerados. Las variedades más resistentes poseen cemento silíceo, sus partículas están bien empaquetadas y su porosidad es muy reducida. d) Rocas

con

Textura

Clástica

Consolidada.

Con

partículas

consolidadas, que comprende básicamente el grupo de las lutitas dentro de las rocas sedimentarias y cuya resistencia se acrecienta con el grado de consolidación: arcillolita, lodolita y limolitas arcilloso y sale lodos o argilita. En la Tabla 1 se presenta un resumen de la resistencia de las rocas en estado fresco o con meteorización incipiente.

Entre las rocas cristalinas masivas, las lavas poseen resistencia mas dispersa.

5.3.

DISCONTINUIDADES

“Cualquier corte (fisura, grieta, fractura.) en el macizo rocoso con resistencia a la tracción nula o muy baja.” 5.3.1. TIPOS DE DISCONTINUIDADES  Todo tipo de juntas  Planos de estratificación (débiles)  Zonas de contacto  Fallas  Diaclasas 5.3.2. CARACTERÍSTICAS DE DISCONTINUIDADES  Orientación y número de discontinuidades  Frecuencia o espaciado de las juntas (distancia entre dos discontinuidades).  Grado de apertura o separación (abierto o cerrado)  Extensión, persistencia, continuidad.  Rugosidad o textura superficial (pulida, lisa o rugosa) y relleno (sin o con relleno, tipo de relleno).

Orientación de discontinuidades: dirección y buzamiento

Presentación de discontinuidades: a. En un plano de la situación real

5.3.3. CLASIFICACIÓN DE MACIZOS ROCOSOS POR EL NÚMERO DE FAMILIAS DE DISCONTINUIDADES         

masivo, discontinuidades ocasionales (clase I) una familia de discontinuidades (clase II) una familia de discontinuidades más otras ocasionales (clase III) dos familias de discontinuidades (clase IV) dos familias de discontinuidades más otras ocasionales (clase V) tres familias de discontinuidades (clase VI) tres familias de discontinuidades más otras ocasionales (clase VII) cuatro o más familias de discontinuidades (clase VIII) brechificado (clase IX)

Frecuencia o espaciado: Clasificación para el espaciado de juntas I.S.R.M. (Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas).

5.3.4.        

GRADO DE APERTURA DE LAS DISCONTINUIDADES: (ISRM) muy cerradas (d < 0.1 mm) cerradas (0.1 < d < 0.25 mm) parcialmente abiertas (0.25 < d < 0.5 mm) abiertas (0.5 < d < 2.5 mm) moderadamente ancha (2.5 < d < 10 mm) ancha (10 mm < d) muy ancha (1 < d < 10 cm) extremadamente ancha (10 < d < 100 cm)

5.3.5. CONTINUIDAD, LONGITUD: (ISRM)     

muy baja continuidad (L < 1 m) baja continuidad (1 < L < 3 m) continuidad media (3 < L < 10 m) alta continuidad (10 < L < 20 m) muy alta continuidad (20 m < L )

5.3.6. FORMAS DE ROTURA EN TALUDES ROCOSOS Clasificación según Goodman (1989) y Romana (1992):  Roturas

planas,

“plane”

(a)

según

juntas

predominantes y/o continuas que buzan hacia el talud.  Roturas en cuña, “wedge” (b) según dos juntas de diferentes familias cuya intersección buce hacia el talud.  Roturas por vuelco, “toppling” (c) según una familia de juntas predominantes y/o continuas que contra el talud y cuyo rumbo es casi paralelo de la cara del talud.  Roturas globales (tipo superficies

que

suelo)

pueden

según

desarrollarse

parcialmente a lo largo de juntas.

buzan al

5.4.

CÁLCULO DEL ÍNDICE DE CALIDAD DE LAS ROCAS

5.5.

CÁLCULO DEL RMR El sistema de clasificación RMR o Rock Mass Rating fue desarrollado por Z.T. Bieniawski durante los años 1972- 73, y modificado posteriormente en 1976 y 1979, en base a más de 300 casos reales de túneles, cavernas, taludes y cimentaciones.

Actualmente se usa la edición de 1989, que

coincide sustancialmente con la de 1979. Para determinar el índice RMR de calidad de la roca se hace uso de los seis parámetros del terreno siguientes:      

La resistencia a compresión simple del material El RQD (Rock Quality Designation) El espaciamiento de las discontinuidades El estado de las discontinuidades La presencia de agua La orientación de las discontinuidades, según sea para cimentaciones, túneles o taludes.

El RMR se obtiene como suma de unas puntuaciones que corresponden a los valores de cada uno de los seis parámetros y oscila entre 0 y 100, y que es mayor cuanto mejor es la calidad de la roca. Bieniawski distingue cinco tipos o clases de roca según el valor del RMR:     

CLASE I: RMR>80, Roca muy buena CLASE II: 80