Procedimiento Mapeo Geotecnico

 Mapeo Geomecánico Geomecánico

 Por: Arturo Maldonado

 Mapeo Geomecánico Geomecánico

Contenido: 1. Introducción:.............................. Introducción:..................................................... .............................................. .............................................. ......................................3 ...............3 2. Parámetros necesarios:............................................... necesarios:...................................................................... .......................................... ............................ .........33 2.1 Ubicación y orientación de traversa........................................................................ traversa........................................................................33 2.2 Tipo de estructuras............................. estructuras.................................................... .............................................. ...............................................3 ........................3 2.3 Orientación de estructuras................................................. estructuras.......................................................................................4 ......................................4 2.4 Frecuencia y espaciamiento:........................... espaciamiento:.................................................. .............................................. ..................................4 ...........4 2.4.1 Frecuencia de discontinuidades:....................... discontinuidades:.............................................. ...............................................4 ........................4 2.4.2 Frecuencia inea:........................................ inea:............................................................... .............................................. ..............................4 .......4 2.4.3 !spaciamiento:...................... !spaciamiento:............................................. .......................................................................... ...................................................44 2." Persistencia:........................... Persistencia:.................................................. .............................................. .............................................. .................................... ............."" 2.# $pertura:........................... $pertura:.................................................. .............................................. .............................................. ......................................... .................."" 2.% &eeno:................................ &eeno:....................................................... .............................................. .............................................. ......................................" ..............." 2.' &u(osidad:......................... &u(osidad:................................................ .............................................. .............................................. ........................................# .................# 2.' $teración:......................... $teración:................................................ .............................................. .............................................................. ........................................) .) 2.) *ondición de $(uas subterráneas......................................... subterráneas................................................................ .................................1+ ..........1+ 2.1+ &esistencia estimada estimada de a roca intacta:.................................................... intacta:.............................................................. ..........1+ 1+ 2.11 !stimación !stimación de ,ndice de resistencia (eoó(ica -/I0....................................... -/I0.........................................12 ..12 2.12 itoo(a..................................... itoo(a............................................................ ......................................................................... ..................................................13 13 3. Parámetros *acuados:............................ *acuados:................................................... ...................................................................13 ............................................13 3.1 v.................................. v......................................................... .............................................. .............................................. ............................................13 .....................13 3.2 &5....................................... &5.............................................................. .............................................. .............................................. .................................13 ..........13 3.2 Tama6o Tama6o de bo7ue:................................... bo7ue:.......................................................... .............................................. .......................................1" ................1" 3.3 ,ndice de Tama6o Tama6o de 8o7ue -8oc9 - 8oc9 sie inde;0...................................................1" inde;0...................................................1" 3.4 &C ue(o se adiciona )+ (rados a aimut edo para obtener  a conversión a ?ormato dip G dipdirection. $dicionamente en e caso de ?aas se debe re(istrar e movimiento reativo de os bo7uesC como: norma =H>C inverso =I>C de rumbo =&>C as como as componentes de;tra: =5> y sine;tra =/>. ! án(uo entre a estra 1 de movimiento y a nea de rumboC conocido como =pitc@>C debe medirse considerando a naturaea de sato de a ?aa. 2.4 recuencia y espaciamiento: 2.4.1 recuencia de discontinuidades:

5e?inida como e nmero de discontinuidades de una ?amiia por on(itud de traversa. Por eEempo en una ventana de 1" metros de on(itud se contaron "+  Euntas de una misma ?amiiaC es decir 7ue a ?recuencia es de "+ ?racturas en 1" metrosC o de 3.3Gm 2.4.2 recuencia !inea!:

/e de?ine una nea de muestreo orientada de modo @orionta o vertica y se cuentan todas as discontinuidades 7ue cortan a a nea de muestreoC sin tomar  en cuenta a ?amiia a a 7ue pertenecenC as por eEempo se puede de?inir 1+ ?racturas por metroC o como: 1+Gm 2.4.3 "spaciamiento:

!s e espacio e;istente entre discontinuidades de una misma ?amiiaC medida en mimetros. Por eEempoC en una ?amiia de Euntas e espacio medido entre Eunta y Eunta es de +.12" metros o 12"mmC esta medición tambiBn puede ser e;presada como ?recuencia de discontinuidadesC por eEempo si se tiene 'Gm de un mismo sistemaC e7uivae a +.12"m de espacio entre ?racturasC o de 12"mm. Para e mapeo se re(istrará a ?recuencia de discontinuidades y se cacuará e espaciamiento por ?amiiaC para ?inamente @acer su vaoración se(n a si(uiente taba: Espacimiento:

>2m 0.6-2m 200-600mm 60-200mm "60mm

Valor  

20   1   10   !     

1

 Petit -1)'%0  Página 4 de

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Para a vaoración tambiBn puede utiiarse e si(uiente (rá?ico: Espaciamiento Valuación 20

15

    n       ó       i     c     a     u       l     a       V

10

5

0 0

400

800

1200

1600

2000

Espaciamiento (mm)

2.# Persistencia:

!s de?inida como a e;tensión o on(itud acanada por as discontinuidades. a  persistencia es estimada visuamente dentro de a(n ran(o de on(itud e;presado en metrosC pudiendo ser vaorada y cai?icada se(n: Persistencia:

Valor

Significado

"1m 1-(m (-10m 10-20m >20m

6 ) 2 1 0

#u$ %a&a    'ersistencia %a&a 'ersistencia mediana 'ersistencia alta 'ersistencia mu$ alta 'ersistencia

2.$ %pertura:

!s de?inida como a abertura e;istente entre as paredes de a discontinuidadC a cua se mide en mimetros y es descrita se(n:  Apertura:

0 "0.1mm 0.1-1.0mm 1-mm >mm

Valor 

6     ) 1 0  

2.& 'e!!eno:

!s e materia contenido en a abertura de as discontinuidades. 5e reeno se  puede describir: composiciónC minerao(aC tama6o de partcuaC redondeC contenido de a(uaC etc. /e simpi?ica a describir e reenoC como: a. &eeno duro: roca trituradaC brec@aC cuaroC siicatos.  b. &eeno /uave: yesoC cacita y sobre todo arcias.  Página 5 de

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! reeno ue(o es vaoriado como: Relleno:

Valor  

nin*uno +uro, >mm +uro, "mm Suae, >mm Suae, "mm

6   ) 2   2   0  

2.( 'u)osidad:

!s a super?icie irre(uar de cua7uier discontinuidad. TambiBn descrita como asperea o =asperita> @a sido estudiada por diversos investi(adoresC con a ?inaidad de de?inir su in?uencia en e incremento de a resistencia a corte de as estructuras. a taba de per?ies de ru(osidad 2 mas utiiada para estimar a ?orma de a super?icie de discontinuidad es mostrada a continuación: Tab!a *1

a anterior taba puede usarse en a7ueos per?ies de ru(osidad 7ue van de 1 a 1+ metros de on(itud y a descripción se @ace se(n: Clase

Descripción de rugosidad (ro!n" #$%#&

   V V V V V 3

/s'era, irre*ular, escalonada lisa, escalonada 'ulida con estras, escalonada /s'era o irre*ular, ondulada lisa, ondulada 'ulida con estras, ondulada s'era, o irre*ular, 'lana lisa, 'lana 'ulida con estras, 'lana

' 

1 2   ( )    6     !   4

2

 Taba propuesta por 8ron -1)'10  Página 6 de

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Para cuanti?icar a ru(osidad se utiiará a estimación de coe?iciente de ru(osidad 3C como se muestra en as si(uientes tabas +2 y +3. Tab!a *2

Para e uso de a taba +2C se debe @acer una nea de sección de 1 metro sobre a estructuraC ue(o mirando de canto medir perpendicuar a a nea de sección a ampitud de as aspereasC en varios tramos. Finamente de?ina un vaor   promedio de a ampitud e interpoe e vaor de &* utiiando as neas dia(onaes de a taba +2. Por eEempoC en un per?i de 1 metro de on(itud se midió 4 ampitudes 7ue son: 2"C 3#C 41C 3' mmC o cua nos da un vaor promedio de 3"mmC y ue(o de interpoar se consi(uió un vaor de &* J 1#. a taba +3 puede empearse para encontrar a correspondencia con a descripción cuaitativa de a ru(osidad @ec@a por 8ienias9i.

3

 ! coe?iciente de ru(osidad es abreviado como &*C si(as 7ue corresponde a a abreviatura de =oint rou(@ness coe??icient>C parámetro propuesto por 8arton -1)')0  Página 7 de

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Tab!a *3

Para e uso de a taba +4C se re7uiere observar e pano de a estructura desde e canto en a escaa (rá?ica de 1+ cm de on(itudC esto permite estimar  rápidamente e &*. Tabla 04

 Página 8 de

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a ru(osidad es descrita utiiando a vaoración de 8ienias9i -1)')0C a cua contempa a evauación cuaitativa de a ru(osidad como: Rugosidad:

#u$ ru*oso ru*oso moderadamente ru*osa suae su'erficie de falla

Valor  

6      ( 1 0 

2.( %!teración:

!n ateración se observará: a o;idación de ?racturasC decooración super?icia y descomposición de macio rocoso. Para esto se utiiará a taba propuesta por  8ron -1)'10C con a cua se puede casi?icar e (rado de ateración como: término

Clase

Descripción

Extensión de la Decoloración

Condición de fractura

Características de superficie

Fresca

1

signos no visibles del material de roca alterada

Ninguna

cerradas y descoloridas

Sin cambio

2

Decoloración indica alteración de la masa rocosa sobre las superficies de discontinuidades

Débilmente alterada

Moderadamente alterada

!ltamente alterada

Completamente alterada

$uelo residual



!t" #20$ del espaciamiento de Decoloración% y fracturas% sobre podr&a contener  parcial decoloración ambos lados de la relleno fino fractura

'enos del 50$ del material de roca esta !t" *20$ del descompuesta y(o desintegrada a un espaciamiento de Decoloración% y suelo" )a roca fresca o decolorada este fracturas% sobre podr&a contener  presente como una estructura ambos lados de la un amplio relleno discontinua% o testigo de roca" fractura

+arcial a completa decoloración% no es friable e!cepto en rocas pobremente cementadas

"

'as del 50$ del material de roca esta descompuesta y(o desintegrada a un suelo" )a roca fresca o decolorada este presente como una estructura discontinua% o testigo de roca"

de lado a lado

relleno con alteración de minerales

friable y posiblemente llena de agu,eros

#

100$ del material de roca esta descompuesta y(o desintegrada a un suelo" )a estructura original de la masa rocosa aun permanece intacta en gran parte"

de lado a lado

relleno con alteración de minerales

Seme,ante a un suelo

%

-odo el material de roca esta convertido a suelo" )a estructura de la masa rocosa y la f.brica est.n destruidas" /ay un gran cambio en el volumen% pero el suelo no a sido transportado de manera significativa"

de lado a lado

N(

Seme,ante a un suelo

 Página 9 de

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a taba anterior permite estimar e (rado de ateración para ue(o utiiar a vaoriación de 8ienias9i -1)')0C como:  Alteración:

nalterada d5%ilmente alterada alteración moderada altamente alterada +escom'uesta

Valor 

6     ( 1 0  

2.+ Condición de %)uas subterráneas

as condiciones de @umedad y de ?uEo de a(ua en as paredes de os taudes están controadas no soo por a porosidad de as rocasC sino tambiBn por e (rado de in?itración a travBs de as discontinuidadesC esto reduce a resistencia de macio y tambiBn de as discontinuidades a os es?ueros de corte. 8ienias9i considera una vaoración 7ue disminuye con a presencia de a(ua en e macioC esto reducirá e vaor de &. $s por eEempo: para tres ?amiias de Euntas con sus ?recuencias de?inidas por a on(itud de a traversa de 1" metrosC se cacuará un v como:  ! " 60#15 $ 65#15 $ 50#15 " 4 $ 4%33 $ 3%33 " 11%66#m 3

3.2 '56

! ndice de caidad de roca: &5C ?ue creado para intentar casi?icar un macio rocoso considerando soo a densidad de ?racturas. !n a actuaidad @ay dos correaciones utiiadas para estimar su vaor. !n ?unción de vC para e vaor de 11.##Gm 3C se obtiene:  '()

=

11" − 3.3 & 

&5 J %#.' $dicionamente se puede estimar con una ?recuencia inea un vaor de &5 má;imoC media a e;presión:  '()

=

1++e

+.1λ 

−

-+.1λ  + 10

Por eEempo una ?amiia de Euntas tiene una ?recuencia inea de 4.33Gm es decir  un espacimiento de 23+mmC o cua determina un &5 má; de )2.)C y tambiBn un &5med ≅ '+. Mer en a (rá?ica si(uiente:

 Página 13 de

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a vaoración apro;imada de &5 se @ará como: R/d

Valor  

40-100 -40 0- 2-0 "2

20   1   1( !   (

.

.

a curva de estimación de &5 de Kudson N Priest puede ser utiiada para una estimación de campo: 3D vs" spaciamiento 100 0 80 0    8 60    $    7

3D medio 3D m.!imo

   D 50    3    2

40

3D m&nimo

0 20 10 0 10

100

1000

spaciamiento 7mm

5e un modo más e;actoC se puede estimar una vaoriación de &5 se(n a curva si(uiente: ()D Valuación

20

15

    n       ó       i     c     a 10     u       l     a       V

5

0 0

10

20

0

40

50

60

0

80

0

100

D (*)

 Página 14 de

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3.2 Tama7o de b!o8ue:

Un modo práctico para describir e tama6o de bo7ues de un macio es utiiando e vC como se muestra en a si(uiente taba propuesta por a I/&