LOGUEO GEOMECÁNICO

METODOLOGÍA DE LOGUEO GEOTÉCNICO UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Gilber Garay Sarmiento JByA SAC Lima, 17 de setiembre de 2014

Lo que nos crea problemas no son las cosas que no conocemos, sino las que creemos conocer con certeza. Dwight Eisenhower

INTRODUCCIÓN  Antes de iniciarse las grandes obras de ingeniería (centrales hidroeléctricas,

represas, túneles, carreteras, etc.), debemos hacer estudios de prefactibilidad y factibilidad; comúnmente llamadas exploraciones geotécnicas para reducir la incertidumbre geológica (Bieniawski, 1992; Principio de Diseño 2, Etapa 3).  Para tal efecto, se realizan una serie estudios en el área del proyecto, ya sean mapeos geológico - geomecánico, calicatas, trincheras, estudios geofísicos y Perforaciones Diamantinas; estas perforaciones diamantinas generalmente se hacen al final de todos los estudios debido a su alto coste no solo por la perforación en si, sino que durante la perforación se suelen hacer en simultáneo ensayos de permeabilidad, deformabilidad y estado tensional; incrementando aún mas los costos.  Debido al alto costo que representan las perforaciones diamantinas dentro de los estudios geotécnicos, es que se debe aprovechar al máximo estos estudios, tratando de recopilar toda la información posible; y para lo cual, se debe contar con una metodología adecuada de recopilación de información de las muestras de perforación, esto es: Una adecuada aplicación de la Mecánica de Rocas (Geomecánica) y Suelos.

MECÁNICA DE ROCAS Y DE SUELOS  Una buena aplicación de la mecánica de rocas y suelos nos permitirá obtener









información confiable de las perforaciones diamantinas y que servirán para tomar decisiones mas acertadas acerca del diseño (y/o modificación de diseños previos) de las obras de ingeniería. En tal sentido, hay publicaciones de diversos autores que, en base a experiencias y datos estadísticos, tratan de orientar de la mejor manera los estudios geotécnicos. Entre ellas están las clasificaciones geomecánicas tales como el Q, RMR, SCR, e incluso el índice de caracterización del macizo rocoso GSI (1995); y el observacional NMA. Pero aquí hay una observación: Generalmente en perforaciones diamantinas no se tiene suficiente información para desarrollar el Q, por lo que se trabaja con el RMR, pero durante el desarrollo de la obra y con el túnel en construcción es más practico aplicar el Q en vez del RMR. En la presente charla debido a que nos avocaremos a la recopilación de información durante las perforaciones diamantinas de las etapas de prefactibilidad y factibilidad, desarrollaremos el RMR (1989) de Bienawski. En el caso del logueo de suelos, usaremos el SUCS.

CLASIFICACION DE MACIZOS ROCOSOS  Durante la etapa de diseños preliminares y de factibilidad de un

proyecto, cuando muy poca información detallada sobre el macizo rocoso y su esfuerzo y características hidrogeológicas esta disponible, el uso de un esquema de clasificación del macizo rocoso puede ser de considerable ventaja (Hoek, 2000, pp. 40).  Es importante entender que el uso de un esquema de clasificación del macizo rocoso no reemplaza algunos de los mas elaborados procedimientos de diseño (Hoek, 2000, pp. 40).  Historia: Ritter (1879), Terzaghi (1946, descriptivo), Lauffer (1958, stand-up time, no aplicable a Hard Rock Excavations and Highly Stressed Rock), Wickham et al (1972).

METODOLOGÍA DE LOGUEO GEOTÉCNICO  El presente manual da una breve descripción acerca de los

procedimientos a realizarse para recabar información de importancia y necesaria en el logueo de las muestras de perforaciones diamantinas, durante las etapas de estudio geológico y geotécnico de cara a realizar obras de ingeniería.  En tal sentido, respecto al logueo geomecánico de rocas, existen una serie de criterios que en conjunto constituyen las clasificaciones geomecánicas. Pero cuando se trata del logueo de sondajes diamantinos, en etapas de estudio de prefactibilidad y factibilidad, se recomienda usar la clasificación geomecánica RMR de Bieniawsky (1989, correcciones del 2011), debido a la cantidad insuficiente de datos con las que se suele contar en estas etapas para poder hallar el Q.

METODOLOGÍA DE LOGUEO GEOTÉCNICO: PLANILLA DE LOGUEO La ejecución de un sondaje diamantino tiene como objetivo la obtención de muestras que nos brinden información básica acerca de las características de los macizos rocos a profundidad, tal información debe ser registrada con sumo cuidado y con una nomenclatura estandarizada en la empresa o proyecto. Toda esta información se plasma en las planillas de logueo, donde se debe indicar los datos del sondaje diamantino, características de los testigos de roca y una descripción cualitativa por tramos de acuerdo a la zonificación geomecánica.  Datos del sondaje diamantino: Código, ubicación, nivel freático, inclinación, dirección, longitud, fechas de inicio y fin de la perforación, nombre del proyecto, tipo y diámetro de perforación, retorno de agua, número de cajas de muestras, entre otros.

METODOLOGÍA DE LOGUEO GEOTÉCNICO: PLANILLA DE LOGUEO  Características de los testigos o muestras de roca:

Profundidad, Fracturamiento, alteración de la roca, resistencia de la roca intacta (MPa), longitud de carrera, porcentaje de recuperación, RQD, numero de trozos y fragmentos.  Parámetros de caracterización: Condiciones de discontinuidades y frecuencia de fracturamiento.  Caracterización geomecánica: RMR, Q, GSI  Descripción cualitativa: Por tramos con características litológicas, estructurales y geomecánicas similares.

METODOLOGÍA DE LOGUEO GEOTÉCNICO: PLANILLA DE LOGUEO  Ensayos: De permeabilidad (Lefranc, Lugeon), de

deformación (dilatómetros, presiómetros), de estado tensional (hidrofracturamiento, ovalización).  Croquis de ubicación del sondaje diamantino, leyenda y membrete (cliente, proyecto, código de sondaje, número de hoja, etc.).  A continuación se muestra la planilla de logueo geotécnico usada en la consultora JByA SAC, la primera en planilla en blanco y la segunda con todos los datos llenados:

Planilla de logueo de JByA SAC (Vallejo, C.; Guzan, R., 2012)

LOGUEO GEOMECÁNICO  Características de los testigos:  Profundidad: Longitud tomada desde la boca de la perforación

(superficie) hasta el término de cada corrida, es decir, los números ubicados en cada taco.

La primera lectura de profundidad seria 0.6m, la segunda lectura de 1.6m, la tercera de 2.1m y así sucesivamente.

LOGUEO GEOMECÁNICO  Longitud de Carrera: La longitud de carrera se define

como la diferencia entre los tacos iniciales y finales en cada corrida. A continuación se muestra cuatro corridas completas donde las longitudes de carrera serian:

LOGUEO GEOMECÁNICO  Porcentaje de Recuperación: La longitud recuperada se

mide juntando los trozos y fragmentos de roca presentes en cada corrida hasta tener el diámetro de perforación, tomando en cuenta los vacíos encontrados durante esta.

Cada longitud siempre se mide desde la mitad de la primera fractura natural hasta la mitad de la última fractura natural en cada corrida. Si una corrida tiene 1.0m de perforación y se mide 1.05m de recuperación, se pone 1.05m en el registro de Logueo.

Procedimiento para medir la longitud recuperada (basado en Vallejo, C., 2012).

LOGUEO GEOMECÁNICO  Grado de Fracturamiento: Se determina en cada corrida, es

decir, entre tacos. Se define como el número total de fracturas naturales en un metro y está relacionado con el RQD (Deere, 1964). Su denominación se muestra en la siguiente tabla.

La denominación para cada término será la siguiente: Masiva (M), Levemente Fracturada (LF), moderadamente fracturada (F), muy fracturada (MF), intensamente fracturada (IF) y triturada (T).

LOGUEO GEOMECÁNICO  Alteración del macizo rocoso: La alteración del macizo rocoso se

determina en cada corrida y se define según lo recomendado por el ISRM (1981).

 La denominación para cada termino será la siguiente: Fresca (F),

levemente meteorizada (LA), moderadamente meteorizada (A), muy meteorizada (MA), completamente meteorizada (IA) y suelo residual (S).

LOGUEO GEOMECÁNICO  Resistencia de la roca intacta (Ensayo de Carga Puntual):

Este ensayo se utiliza para determinar la resistencia a la compresión simple de testigos cilíndricos de perforaciones, a partir del índice de resistencia a la carga puntual (Is), según el diámetro de la muestra. El procedimiento consiste en romper una muestra entre dos puntas cónicas metálicas accionadas por una prensa hidráulica. Se puede realizar en campo con testigos sin preparar. La muestra elegida para el ensayo no debe tener ninguna fractura, ya que se quiere obtener la resistencia de la roca intacta. Los modos de rotura pueden ser validos e inválidos, tal como se muestra en los siguientes casos:

A-

B-

C-

En el Caso A- las roturas diametrales son válidas, ya que deben de cruzar todo el diámetro del testigo. En el caso B- las roturas axiales son válidas y en el caso C- las roturas son inválidas.

LOGUEO GEOMECÁNICO Se debe marcar bien los testigos que hayan sido ensayados.

Donde P: Carga de falla (N), d: Diámetro del núcleo (mm2). Todos los ensayos de carga puntual deben tener la siguiente corrección.

Donde: A partir del índice de carga puntual corregido, se puede utilizar la fórmula de E. Broch y J. A. Franklin para estimar la Resistencia a la Compresión Uniaxial.



Dónde: C: Factor de Corrección de Is(50)



Para muestras con d=63.5mm (HQ) se tiene:



Para muestras con d=47.6mm (NQ) se tiene:

JByA SAC

REGISTRO DE ENSAYOS DE CARGA PUNTUAL

Proyecto: CENTRAL HIDROELECTRICA TULUMAYO IV Ubicación del Proyecto: Mariscal Castilla - Concepción Realizado por: CVC Revisado por: CVC

DDH-CHCH-TIV-TC-01

Sondaje Diamantino

Nº de Tramos Ensayo (m)

Ubicación del sondaje: Portal de entrada del Tunel de Conduccion Coordenadas del sondaje: Profundidad del sondaje (m): 210.90 m. Contratista: GEOTECNIA PERUANA

Longitud (m)

Litología

Diametro del Presión testigo "D" Hidraulica (mm) "P" (KN)

Is=P/D2 (MPa)

Factor "F"

Hoja: 1/1 Fecha: 23/08/2012

Is (50)= Is x F Factor (MPa) "C"

σc =Is (50) x C (MPa)

Tipo

1

6.70 - 6.80

0.10

Granito

63.50

15.00

3.72

1.11

4.14

25.00

103.56

R4

2

14.40 - 14.50

0.10

Granito

63.50

16.00

4

1.11

4.42

25.00

110.46

R5

3

24.00 - 24.10

0.10

Granito

63.50

19.00

5

1.11

5.25

25.00

131.18

R5

4

28.50 - 28.60

0.10

Granito

63.50

2.00

0

1.11

0.55

25.00

13.81

R2

5

34.60 - 34.70

0.10

Granito

63.50

23.00

6

1.11

6.35

25.00

158.79

R5

6

45.20 - 45.40

0.20

Granito

63.50

0.80

0

1.11

0.22

25.00

5.52

R2

7

45.20 - 45.41

1.20

Granito

63.50

10.00

2

1.11

2.76

25.00

69.04

R4

8

56.85 - 56.95

0.10

Granito

63.50

2.00

0

1.11

0.55

25.00

13.81

R2

9

71.85 - 71.95

0.10

Granito

63.50

15.00

4

1.11

4.14

25.00

103.56

R4

10

81.10 - 81.20

0.10

Granito

63.50

19.00

5

1.11

5.25

25.00

131.18

R5

11

92.75 - 92.85

0.10

Granito

63.50

2.00

0

1.11

0.55

25.00

13.81

R2

12

102.40 102.55

0.15

Granito

63.50

12.00

3

1.11

3.31

25.00

82.85

R4

13

112.30 - 112.40

0.10

Granito

63.50

14.00

3

1.11

3.87

25.00

96.66

R4

14

118.35 - 118.45

0.10

Granito

63.50

7.18

2

1.11

1.98

25.00

49.56

R3

15

121.30 - 121.40

0.10

Granito

63.50

12.07

3

1.11

3.33

25.00

83.36

R4

16

134.65 - 134.75

0.10

Granito

63.50

13.01

3

1.11

3.59

25.00

89.82

R4

17

143.20 - 143.30

0.10

Granito

63.50

1.27

0

1.11

0.35

25.00

8.74

R2

18

151.85 - 152.00

0.15

Granito

47.60

10.62

5

0.98

4.58

22.60

103.58

R4

19

158.35 - 158.45

0.10

Granito

47.60

7.81

3

0.98

3.37

22.60

76.16

R4

20

160.90 - 160.95

0.05

Granito

47.60

0.73

0

0.98

0.31

22.60

7.11

R2

21

164.50 - 164.60

0.10

Granito

47.60

9.58

4

0.98

4.13

22.60

93.42

R4

22

175.10 - 175.25

0.15

Granito

47.60

3.43

2

0.98

1.48

22.60

33.51

R3

23

193.80 - 193.90

0.10

Granito

47.60

17.49

8

0.98

7.55

22.60

170.59

R5

24

210.85 - 210.95

0.10

Granito

47.60

1.25

1

0.98

0.54

22.60

12.19

R2

Resistencia de la roca intacta (ISRM - 1978) Roca Extrem. resistente Muy resistente Resistente

Resistencia de la roca intacta (ISRM - 1978)

Resistencia (Mpa)

Tipo

>250

R6

Roca Poco resistente

Resistencia (Mpa)

Tipo

25 - 50

250 - 100

R5

R3

Debil

5 - 25

50 - 100

R4

R2

Muy debil

1-5

R1

Registro de Ensayos de Carga Puntual de JByA SAC (Vallejo, C., 2012)

Procedimiento para hacer el Ensayo de Carga Puntual

LOGUEO GEOMECÁNICO La Resistencia a la Roca Intacta se define según lo recomendado por el ISRM (1978).

La denominación para cada clasificación será la siguiente: Roca extremadamente resistente (R6), muy resistente (R5), resistente (R4), poco resistente (R3), débil (R2), muy débil (R1) y extremadamente débil (R0).

LOGUEO GEOMECÁNICO  Número de trozos y fragmentos: Los trozos son aquellos

testigos que tienen el diámetro de la perforación completa y está limitado por fracturas naturales, pueden ser mayores o menores de 10cm. El número de trozos es el conteo de todos los trozos presentes en una corrida. Los fragmentos son aquellos testigos que no tienen el diámetro completo de la perforación, también están limitados por fracturas naturales. El número de fragmentos es el conteo de los mismos en una corrida.

Los fragmentos de roca no completan el diámetro de la perforación.

LOGUEO GEOMECÁNICO  Longitud modificada: El RQD (Rock Quality Designation Index) fue

desarrollado por Deere (1967), para proveer una estimación cuantitativa de la calidad del macizo rocoso in situ de muestras de perforaciones diamantinas durante la fase inicial exploratoria. RQD es definido como el porcentaje de trozos de testigos intactos mas largos que 100mm (4 pulg) en toda la longitud de corrida. El testigo debe ser de al menos de tamaño NW (54.7mm de diámetro) y debe ser perforado con doble tubo. RQD

Para determinar el RQD, en primer lugar se debe identificar las fracturas naturales y mecánicas. Tomando en cuenta solo las fracturas naturales, medir los trozos de testigos que son mayores a 10cm, a lo largo de toda la corrida. La longitud modificada es la suma de todos estos trozos mayores a 10cm. No se toma en cuenta los testigos cuyas longitudes son menores de 10cm.

Procedimiento para medir y calcular el RQD (Tomado de Hoek, 2000; basado en Deere, 1989).

En el cálculo de RQD, se debe tomar en cuenta el diámetro del testigo. Si el diámetro es HQ se multiplica por 0.8 o 0.9 y si es BQ se multiplica por 1.1 o 1.2

LOGUEO GEOMECÁNICO Palsmtrom (1982) sugirió que, cuando no hay testigos de perforación disponibles pero hay trazas de discontinuidades visibles en superficie y en socavones de exploración, el RQD puede ser estimado del numero de discontinuidades por unidad de volumen con Jv: Conteo de discontinuidades volumétrico (suma de todas las discontinuidades en 3 ejes). Hoek, 2000, pp. 43. RQD es un parámetro dependiente de la orientación de la perforación, el uso del conteo volumétrico de discontinuidades (Jv) puede reducir esta dependencia de la dirección.

LOGUEO GEOMECÁNICO  Parámetros de Caracterización: Los parámetros de

caracterización del macizo rocoso se determinan en cada corrida. Esta caracterización, según el índice RMR’ (Beniawsky, 1989), está en función de la resistencia de roca intacta, RQD, espaciamiento entre discontinuidades y condición de estas (persistencia, abertura, rugosidad, relleno y alteración).

Las valoraciones de la resistencia de la roca intacta, obtenida de los ensayos de carga puntual. Asimismo, las valoraciones del RQD, obtenido en función de la longitud modificada, espaciamiento entre discontinuidades y valoración de las condiciones de las discontinuidades se muestran en el siguiente cuadro.

VALORACIONES DE LOS PARÁMETRO DE CARACTERIZACIÓN SEGÚN EL ÍNDICE RMR

Resistencia (MPa) Compresión Simple Den. Val. R0 15 > 250 R1 12 100 - 250 50 - 100 R2 7 R3 4 25 - 50 5 - 25 R4 2 R5 1 1-5 R6 0 5.0

Val. 6 5 4 1 0

Separación entre discontinuidades (m)

RQD (%)

Rugosidad

Val. 20 17 14 11 8 5 2

0

Relleno

Rugosidad Val. Relleno Muy rugosa 6 Ninguno 5 Duro < 5mm Rugosa 3 Duro > 5mm Lig. rugosa 1 Blando5mm Pulida

Val. 6 4 2 2 0

Separación > 20 1.0 - 2.0 0.5 - 1.0 0.2 - 0.5 0.1 - 0.2 0.05 - 0.1 0.01 - 0.05 < 0.01

Val. 20 18 14 11 8 6 4 0

Alteración Alteración Val. Inalterada 6 Lig. alterada 5 Mod. alterada 3 Muy alterada 1 Descompuesta 0

Macizo Rocoso Planilla de Logueo Alteración de JByAdel (2014).

Grado de Fracturamiento Fracturamiento

M

RQD (%) 90 - 100

Frac./m 0-1

LF F

75 - 90 50 - 75

2-6 7 - 12

Alteración Fresca

Den. F

Lev. Alterada Mod. Alterada

LA A

Grado I II III

PARÁMETROS DE CARACTERIZAIÓN Con respecto a las condiciones de las discontinuidades, preferentemente se caracterizan las estructuras abiertas naturales. Para el caso de fallas que presentan rellenos importantes, ellas se caracterizan individualmente y se hace mención en la descripción cualitativa realizada por tramos. Se entiende por discontinuidad a todas las estructuras geológicas como fallas, diaclasas, estratificación, foliación, etc. Se identifican en cada corrida y tienen la siguiente denominación.

PARÁMETROS DE CARACTERIZACIÓN  Abertura: Se define como la distancia perpendicular que

separa las paredes de una discontinuidad natural, sin relleno. Si es que hay relleno se habla de anchura. A continuación se muestra una fractura abierta.

Denominación de las aberturas (Gonzales de Vallejo, 1999).

 Rugosidad: Se define como el grado de aspereza de una

discontinuidad. A continuación se muestran testigos con diferentes grados de aspereza.

PARÁMETROS DE CARACTERIZACIÓN  Relleno: Se define como el material distinto de la roca que

se encuentra entre las paredes de una discontinuidad natural. Los rellenos más importantes pueden ser clorita (lubricante con el agua), arcilla (la montmorillonita y la caolinita son muy importantes), yeso (particularmente peligroso), grafito (lubricante), serpentina (similar a clorita), etc., además de otros rellenos más inocuos como el cuarzo, epidota, anhidrita, etc. A continuación se muestran testigos con diferentes rellenos.

PARÁMETROS DE CARACTERIZACIÓN  Alteración de Discontinuidades: Se define como el

grado de alteración de las paredes de las discontinuidades con respecto a la matriz de la roca, es decir, al núcleo del testigo, esto es, el relleno proviene de la descomposición y alteración del material de las paredes de la discontinuidad. Buenos indicios de la alteración de las discontinuidades son la presencia de óxidos suaves y arcillas (que pueden provenir de la alteración de la matriz rocosa o de los propios minerales de relleno) debidos a la circulación de fluidos por la discontinuidad. A continuación se muestran los criterios de grados de alteración para determinar este parámetro.

Denominaciones de la alteración de las discontinuidades (Vallejo, 2012).

PARÁMETROS DE CARACTERIZACIÓN Respecto a la persistencia de las discontinuidades y a las condiciones de nivel de agua se suele hacer las siguientes correcciones:  Persistencia: También llamado Continuidad, es la longitud o extensión superficial de una discontinuidad. Es difícil de medir aun en superficie durante el mapeo geomecánico y prácticamente imposible de medir en sondeos diamantinos, por lo que suele dársele un valor conservador de 2 para el calculo del RMR.

PARÁMETROS DE CARACTERIZACIÓN • Condiciones de agua subterránea: Depende del nivel

freático encontrado durante la perforación diamantina, pero para el cálculo suele dársele un valor promedio de 7 para el cálculo del RMR:

FRECUENCIA DE FRACTURAMIENTO  Numero de discontinuidades por metro: En primer lugar se identifican

las fracturas naturales y mecánicas en cada corrida marcándolas con plumón rojo y azul, respectivamente. Solamente se considera las fracturas naturales y abiertas. Para identificar las fracturas naturales se debe tener:  Bordes redondeados.  Continuidad de la fractura en todo el diámetro del testigo.  Superficies o relleno alterado que indica la presencia de agua dentro de la

fractura abierta.  Los dos lados de la fractura no se juntan bien, hay un espacio entre ellos.

Si hay alguna duda si la fractura es natural o mecánica, es mejor considerarla como natural. En el caso de identificar una fractura mecánica, se consideran los dos trozos como uno solo. A continuación se muestran fracturas naturales.

Estrías que indican movimiento entre rocas, buen indicador de falla, además de la presencia de óxidos en la discontinuidad.

FRECUENCIA DE FRACTURAMIENTO Para identificar una fractura mecánica se debe tener:  Márgenes finos que cuando se juntan desaparecen.

 Fracturas que no tienen continuidad y no cruzan todo el

diámetro del testigo.  Superficies inalteradas y frescas.

Se observa una unión casi perfecta entre los trozos y fragmentos.

FRECUENCIA DE FRACTURAMIENTO Una vez que se han identificado las fracturas naturales y mecánicas presentes en una corrida, se contabilizan solo las fracturas naturales y se divide entre la longitud de la carrera, obteniéndose el número de discontinuidades por metro. En forma paralela al conteo del número de fracturas, se agrupan las fracturas naturales de acuerdo al ángulo menor que forman con el eje del testigo (α), los rangos utilizados corresponden: 0o-30o, 30o-60o y 60o-90o, la suma de fracturas en estas agrupaciones seria el número de fracturas contabilizando en toda la corrida.

a

a

a: Angulo minimo entre planos de la estructura y el eje central.

 Separación entre discontinuidades: C. Vallejo y R. Guzman (2012)

recomiendan en primer lugar identificar las fracturas naturales (color rojo) y mecánicas (color azul) presentes en cada corrida. La separación entre discontinuidades se define como la mínima distancia entre dos fracturas naturales contiguas de una misma familia. En el Logueo geotécnico, se considera como familia de fracturas o discontinuidades, aquellas que se encuentran en el rango de 0o-30o, 30o-60o y 60o-90o, por lo que se obtendrán espaciamientos promedios de cada familia con el fin de determinar el espaciamiento promedio ponderado en toda la corrida y obtener su valoración según el índice RMR’. A continuación se muestran dos ejemplos:

 1ra Corrida, longitud de Carrera de 1.5m:  Familia 1 (1 fract. 0-30) ⟶ Espaciamiento 1.5m  Familia 2 (4 fract. 60-90) ⟶ Espaciamiento 0.4m  ⟶ Promedio Ponderado = (1.5x1+04x4)/5=0.6m  2da Corrida, longitud de carrera de 1.5m:  Familia 1 (5 fract. 60-90) ⟶ Espaciamiento 0.3m  ⟶ Promedio Ponderado = (0.3x5)/5= 0.3m

¿Esto esta bien?

FRECUENCIA DE FRACTURAMIENTO Primero, que en un cuadro anterior presentado, se observan intervalos de espaciamiento para la valoración de las discontinuidades, pero según Bieniawski (2011), las valoraciones deben ser continuas, es decir una curva:

FRECUENCIA DE FRACTURAMIENTO Segundo, que Bienawski, para tratar con mayor facilidad las muestras de testigos de perforación, une en un solo término el RQD y el Espaciamiento denominado Densidad de Discontinuidades (RQD+Espaciamiento). Esto debido a que en testigos de sondeos es difícil hallar el espaciamiento de las discontinuidades, pero en cambio es fácil de hallar el RQD, por tanto se puede hallar la Densidad de Discontinuidades a partir del RQD. El caso opuesto ocurre en los túneles, donde hallar el Espaciamiento de las discontinuidades es relativamente fácil, pero hallar el RQD no, por tanto se puede hallar la Densidad de Discontinuidades a partir del Espaciamiento según gráfica:

Correlación entre RQD y Espaciamiento (Bieniawski, 1989).

CORRELACIÓN ENTRE RMR Y Q  Las gráficas RMR VS. Q muestran mucha dispersión, por lo

que en los estudios se recomienda trabajar con el Q y el RMR en paralelo y comprobar si se puede aplicar esta ecuación:

Correlación entre RMR y Q (Bienawski, 1976).

CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA Para caracterizar al macizo rocoso, se toma en cuenta el índice RMR’ (Bieniawski. 1989), el índice Q’ (Barton, 2000) y el índice GSI (Hoek, 1995). En primer lugar se determina el índice RMR’ según los parámetros de caracterización del macizo rocoso y descritos anteriormente con sus respectivas valoraciones. Luego el índice Q’ mediante la aplicación de la formula dada anteriormente (o con la fórmula que aparece abajo).Y el GSI, aunque no es recomendable, pero al no contar con otro dato se puede aplicar la formula siguiente:

Se han mostrado fórmulas que relacionan RMR’, Q’ y GSI; tales formulas en general deben evitarse o hacer una formula para el proyecto con datos estadísticos del proyecto.

CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA Es muy importante tener en cuenta que en los valores obtenidos de los índices RMR’ y Q’ no se consideran los factores influyentes (agua, tensiones y excavación), ya que estos últimos se consideran para determinar el sostenimiento temporal durante una excavación. Como parte complementaria de la caracterización del macizo rocoso, se toma en cuenta su resistencia (σma), el cual esta en función del GSI y la resistencia de la roca intacta (σci), este cálculo nos permitirá estimar el comportamiento del macizo rocoso en una excavación, aplicando la tabla múltiple propuesta por G. Russo (2007).

Tabla múltiple de G. Russo (2007), tomado de Vallejo, C., y Guzman, R., 2012

CÁLCULO DE RMR Sólo calculamos la sumatoria de esta parte

RMR y factores de ajuste usados en minería (Bieniawski, 1989). En las exploraciones geotécnicas solo calculamos el RMRbase, sin ajustes por orientación de discontinuidades o cualquier otro.

Clasificación del macizo rocoso según el RMR (1989).

RMR EN TUNELERÍA

Correlación de un RMR de excavación con perforación y voladura y su ajuste por túneles excavados por TBM (Alber, 1993).

DESCRIPCIÓN CUALITATIVA La descripción cualitativa se realiza una vez concluido todo el logueo de la perforación diamantina y teniendo todas las cajas extendidas, con el objetivo de identificar y zonificar los tramos donde las características del macizo rocoso sean diferentes, es decir, rocas tipo I, II, III, IV y V (o tipos de suelos); tomando en cuenta los parámetros del RMR. Estos tramos pueden abarcar menos de una caja o varias cajas. La zonificación se lleva a cabo tomando en cuenta lo siguiente: Litología, estructuras, densidad de discontinuidades promedio, alteración, resistencia de la roca intacta, condiciones de las discontinuidades promedias y algunas observaciones. Esta descripción es muy importante ya que nos dará la zonificación geomecánica a lo largo del sondaje. También conforme se realice la descripción cualitativa por tramos, se debe seleccionar los testigos representativos de todos los tramos con el fin de enviarlos al laboratorio de mecánica de rocas y realizar los ensayos convenientes.

DESCRIPCIÓN CUALITATIVA

Se observa la descripción cualitativa y zonificación geomecánica de una perforación diamantina.

¡Hora de Practicar! Lema del RMR 1989: No intente ser Preciso.

BREVE INTRODUCCIÓN A MECÁNICA DE SUELOS  Los suelos, según su acepción geotécnica, son agregados naturales

multifase (solido, liquido, gaseoso) de partículas minerales granulares (y materia orgánica descompuesta) y cohesivas separables por medios mecánicos de poca energía o por agitación en agua (Luis Gonzales de Vallejo et al, 1999; Das, 1999).  Primer criterio de clasificación de suelos fue desarrollado por F. Fallou (1862). Existen diversas clasificaciones de suelos, SUCS (genérico, 50%), AASHTO (caminos, 35%; Terzaghi y Hogentogler, 1920), EXSENDOS, FAA (no gravas), USDA (no gravas), EUROCÓDIGO 7 (diseño geotécnico), PG-3 (carreteras), francesa (SETRA, 1976), alemana (Floss, 1977).  En nuestro caso usaremos la clasificación SUCS (Sistema Unificado de Clasificación de Suelos, Casagrande, A., 1948) normado en 1952, esta clasificación de Casagrande tiene un carácter genérico, empleándose para todo tipo de obras de ingeniería dada su versatilidad y sencillez.

ANÁLISIS MECÁNICO: CURVAS DE DISTRIBUCIÓN GRANULOMÉTRICA El análisis mecánico es la determinación del rango de tamaño de partículas presentes, para suelos gruesos se hace el análisis por cribado y para suelos finos (=50% en peso pasa el tamiz Nro. 200) y suelos de grano grueso (=50% pasa el tamiz Nro. 4; gravas,