Resistencia de Taludes

 

 

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE  FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE MINAS

DISEÑO Y RESISTENCIA DE TALUDES PRESENTADO POR:   LEZAMA MACHUCA, Karla Leonela

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  LOPEZ SAYAVERD S AYAVERDE, E, Luis Miguel

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  PALMA CHACON, Anilzo

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  PAREDES VALDERRAMA, Leslie Judith

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  VILLALOBOS MEJIA, Jorge Dalton

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CURSO: RESISTENCIA DE MATERIALES CLASE: 2361 DOCENTE: Ing. JULCAMORO GONZALES, Ismael FECHA DE ENTREGA: 07/11/2017

CAJAMARCA  – PERÚ

 

Contenido PRESENTACIÓN...................... PRESENTACIÓN ............................................. .............................................. ............................................. ............................................. .......................... ...4 DEDICATORIA DEDICA TORIA ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................. .............................. .......5 AGRADECIMIE AGRADE CIMIENTO NTO..................... ............................................ ............................................. ............................................ ............................................. .......................6 INTRODUCCIÓ INTROD UCCIÓN N ............................................ ................................................................... ............................................. ............................................. .......................... ...7 OBJETIVOS: OBJET IVOS: ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................ .................................. ............8

 

...................................................................................................... 8 OBJETIVO PRINCIPAL: .......................................................................................................

OBJETIVOS SECUNDARIOS: ............................................................................................ ........................................................................................... 8 1.  GENERALIDADES DEL LUGAR:................................................................................... ................................................................................... 9 .............................................................................................................. 9 1.1.  UBICACIÓN:  ...............................................................................................................

1.2.  ACCESIBILIDAD:  ...................................................................................................... 9 1.3.  DESCRIPCIÓN DEL TERRENO: ............................................................................ 9 1.4.  CLIMA: ......................................................................................................................... ........................................................................................................................ 9 .................................................................................................. 10 1.5.  FAUNA Y FLORA: ...................................................................................................

1.6.  QUEBRADAS Y RÍOS PRINCIPALES: ............................................................... 10 ..................................................................................... 11 2.  REALIDAD PROBLEMÁTICA: ...................................................................................... 2.1.  NIVEL INTERNACIONAL: ...................................................................................... ..................................................................................... 11 .................................................................................................. ............................... 12 2.2.  NIVEL NACIONAL:................................................................... ........................................................................................................ 13 2.3.  NIVEL LOCAL: .........................................................................................................

3.  MARCO TEÓRICO: ......................................................................................................... 14 3.1.  GENERALIDADES DE LA GEOLOGÍA. ............................................................. 14 3.1.1. 

GEOMORFOLOGÍA: ....................................................................................... 14

3.1.2. 

PALEONTOLOGÍA. ......................................................................................... ........................................................................................ 16

3.1.3. 

PROCESOS DE METEORIZACIÓN: ............................................................ ........................................................... 19

3.2.  GEOLOGÍA ESTRUCTURAL. ............................................................................... 20 3.2.1. 

.................................................................................................. 20 FRACTURAS: ...................................................................................................

3.2.2. 

ESTRATOS SUB VERTICALES. .................................................................. 20

3.3.  ESTRATIGRAFÍA.  ................................................................................................... ................................................................................................... 20 3.3.1. 

FORMACIÓN QUILQUIÑAN - MUJARRUN: .............................................. 20

3.3.2. 

FORMACIÓN CAJAMARCA: ........................................................................ 20

3.4.  DEFINICIÓN DE UN TALUD .......................................................................................... ......................................................................................... 21 3.5.  DEFINICIÓN DE ESTABILIDAD: .................................................................................. ................................................................................. 22 3.6.  : MÉTODOS DE EXTRACCIÓN DEL MATERIAL ..................................................... 22 3.6.1. 

EXPLOTACION CON DESCUBRIMIENTO: ....................................................... 22

3.7.  CLASIFICACIONES GEOMECÁNICAS PARA DETERMINAR RMR .................... 23

 

 

3.7.1. 

CLASIFICACIÓN DE BIENIAWSKI (1973, 1976, 1989) ................................... 23

3.7.2. 

............................................................................................. 26 CLASIFICACIÓN GSI ..............................................................................................

3.8.  CLASIFICACION DE PROCESOS DE REMOCION DE MASAS ........................... 28 3.8.1. 

CAÍDA: ....................................................................................................................... ...................................................................................................................... 28

3.8.2. 

MODELO DE CAÍDA DE ROCA ........................................................................... 29

.......................................................................................................... 30 3.9.  DESLIZAMIENTO:  ...........................................................................................................

3.9.1. 

DESLIZAMIENTO TRASLACIONAL: .................................................................. 32

3.9.2. 

DESLIZAMIENTO EN CUÑA: ................................................................................ ............................................................................... 33

3.9.3. 

DESLIZAMIENTO ROTACIONAL: ....................................................................... 33

3.10. 

MECANISMOS DE FALLA: ................................................................................... 34

3.10.1. 

FALLA POR CUÑA ............................................................................................. ............................................................................................. 34

3.10.2. 

FALLA PLANAR: ................................................................................................. ................................................................................................ 36

3.10.3. 

............................................................................................. 36 FALLA CIRCULAR ..............................................................................................

3.11. 

....................................................................................... 37 ANÁLISIS DE TALUDES ........................................................................................

3.11.1. 

ROTURA EN SUELOS. ...................................................................................... ...................................................................................... 37

3.11.2.  3.11.3. 

.................................................................. 38 ESTRUCTURA DE LOS SUELOS. ................................................................... DIACLASAS: ........................................................................................................ 38

3.11.4. 

FOLIACIONES:  .................................................................................................... 39

3.11.5. 

ESTRATIFICACIÓN:  ........................................................................................... 39

3.11.6. 

............................................................................................................... 40 FALLAS: ................................................................................................................

3.12. 

........................................... 40 PROPIEDADES MECANICAS EN LOS SUELOS: ............................................

3.12.1. 

ÁNGULO DE FRICCIÓN. ................................................................................... ................................................................................... 40

3.12.2. 

FACTOR DE SEGURIDAD: ............................................................................... 41

3.12.3.  FALLO POR FALTA DE CAPACIDAD DE CARGO EN EL TERRENO DE CIMENTACIÓN:  ....................................................................................................................... ....................................................................................................................... 42 3.12.4.  MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN DE TALUDES Y DESLIZAMIENTOS: 43 ................................................................................................................ 43 A.  EXCAVACIÓN:  ................................................................................................................. ........................................................................................................................ 43 B.  DRENAJE: ........................................................................................................................

3.12.12. ESTRUCTURAS DE RETENCIÓN:....................................................................... ....................................................................... 44 3.12.13. PROBLEMAS DE ESTABILIDAD DE TALUDES EN SUELOS RESIDUALES:  .......................................................................................................................... ......................................................................................................................... 44 3.13. 

DEFINICIONES: ....................................................................................................... 46

3.14. 

ÁNGULOS Y DIRECCIONES ................................................................................ 47

3.14.1. 

................................................................................................................ 47 RUMBO: ................................................................................................................

3.14.2. 

AZIMUT: ................................................................................................................ ................................................................................................................ 47

3.15. 

EQUIPOS UTILIZADOS: ........................................................................................ 47 2

 

 

3.15.1. 

...................................................................................................................... ......... 47 GPS: ..............................................................................................................

3.15.2. 

............................................................................................................. 47 BRÚJULA ..............................................................................................................

3.16. 

MATERIALES Y EQUIPOS .................................................................................... ................................................................................... 48

4.  LA NATURALEZA DEL SUELO. .................................................................................. 48 ......................................................................................................... 49 5.  GRANULOMETRÍA ......................................................................................................... ........................................................................................ 49 5.1.  TEXTURA DEL SUELO. .........................................................................................

5.2.  TAMAÑO DEL GRANO Y DISTRIBUCIÓN POR TAMAÑOS: ........................ 50 5.3.  PROCEDIMIENTO ................................................................................................... 51 5.4.  OBTENCIÓN DE DATOS ....................................................................................... 57 ............................................................ 61 5.5.  INTERPRETACION DE RESULTADOS: .............................................................

5.6.  CURVA GRANULOMÉTRICA ............................................................................... 62 6.  PROCESAMIENTO DE DATOS DEL TERRENO: ..................................................... .................................................... 63 6.1.  CUADRANTE DEL ÁREA DE TRABAJO. .......................................................... 63 ............. 64 6.2.  DATOS TOMADOS CON GPS PARA CERRAR EL CUADRANTE. ...............

7.1.1.  DISEÑO Y PROCESAMIENTO DE DATOS PARA REALIZAR UN ....................................................... 71 PLANO TOPOGRAFICO UTILIZANDO ARGIS: ........................................................ 7.1.2. 

CALCULO DE VOLUMEN .............................................................................. ............................................................................. 72

8.  CONCLUSIONES:  ........................................................................................................... ........................................................................................................... 77 9.  SUGERENCIAS:  .............................................................................................................. 78 ........................................................................... 78 10.  REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS: ...........................................................................

11.  LINKOGRAFIA ................................................................................................................. ................................................................................................................ 80

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PRESENTACIÓN  El presente informe “DISEÑO Y RESISTENCIA DE TALUDES” TALUDES ” trabajado por los integrantes ya mencionados de la FACULTAD DE INGENIERÍA y escuela profesional de MINAS ,tienen el agrado de presentar presentar dichos cconocimientos onocimientos de de investigación con diferentes propósitos, uno de ellos dar a conocer cómo es que se realiza un estudio de resistencia de taludes o bancos, que son de gran uso en la minería superficial, que está sujeto al tipo de suelo y rocas que se tenga en el terreno, por otro lado se busca ampliar los conocimientos como: diseño, estabilidad y ángulo de inclinación de taludes, fallas, granulometría, en tanto que se busca aclarar las diferentes dudas con respecto al tema estudiado; el trabajo ya mencionado es un tema muy importante y muy amplio y es de mucha importancia como futuros ingenieros ingenieros de minas. Al realizar el presente trabajo trabajo se ha teniendo en cuenta a nuestros compañeros y docentes como receptores, de cierta información recopilada de diferentes autores y datos obtenidos por nuestros propios medios donde se visitó la zona de estudio.

El Grupo.

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DEDICATORIA  En esta oportunidad oportunidad el grupo en general general tiene el agrado agrado de tomar el nombre del docente del curso para dedicar el esfuerzo y empeño puesto en el presente trabajo, por otro lado se dedica a cada uno de los familiares de cada miembro del grupo, por las oportunidades y la confianza que tienen con cada uno, es un honor para todo el grupo dedicar el presente proyecto a las personas personas quienes nos apoyan para ser mejores, tener otro tipo de vida y lograr ser profesionales competentes competentes de éx éxito, ito, sobre todo dedicar a Dios por la sal salud ud y vida que nos brinda de manera que cada día nos da diferentes oportunidades para seguir , ser diferentes y moldear un nuevo camino al éxito.

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AGRADECIMIENTO El presente trabajo se ha realizado con suma responsabilidad y compañerismo, cada uno de los integrantes aportaron de diferentes maneras para poder culminar con éxito; agradecer primeramente a Dios por la salud que nos brinda al grupo en general, por acompañarnos y guiarnos a lo largo de nuestras carreras, por ser nuestra fortaleza en momentos de debilidad y por brindarnos una vida llena d de e oportunidades, aprendizajes y experiencias; de ante mano de todo corazón a cada uno de los familiares que nos apoyan día a día de diferentes maneras; maneras; agradecer infinitamente al docente JULCAMORO

GONZALES ISMAEL  por las oportunidades que nos brinda , buenos conocimientos que nos concede, la gran paciencia hacia cada uno de los integrantes y al salón en general, por otro lado agradecer a la prestigiosa institución que nos cobija para darnos muchos más conocimientos y ser profesionales competentes que nuestro país necesita.

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INTRODUCCIÓN Las canteras son la fuente principal de materiales m ateriales pétreos los cuales constituyen uno de los insumos fundamentales en el sector de la construcción de obras civiles, estructuras, vías, presas y embalses, entre otros. Por ser materia prima en la ejecución de estas obras, su valor económico representa un factor significativo en el costo total de cualquier proyecto. Toda cantera tiene una vida útil, y una vez agotada, el abandono de la actividad suele originar serios problemas de carácter ambiental, principalmente relacionados con la destrucción del paisaje. Muchas de las labores mineras que se realizan no tienen los diseños adecuados para ser explotados, ya sea por el bajo presupuesto, o el tipo de terreno que se tiene, como bien se sabe en nuestra región de Cajamarca hay varias labores mineras, no metálicas caso particular es el de la cantera AYLAMBO, ubicada en el centro poblado de Otuzco, que pertenece al distrito de Baños del Inca, provincia y departamento de Cajamarca. En este lugar se realizó estudios del macizo rocoso para determinar la estabilidad de los bancos que están hechos para la extracción de las rocas que ayudan a mejorar la producción diaria que tiene la cantera mencionada, de esta manera el trabajador puede realizar su trabajo con mayor rapidez y eficacia. Es por ello que en este trabajo se realizara un estudio para conocer la calidad de roca, tipo de terreno, resistencia de los taludes presentes, y realizar un diseño de extracción más adecuado tanto económicamente como con la seguridad de las labores que se llevan ejecutando. Cabe destacar que la cantera AYLAMBO presenta un material poco arenoso y un tanto limoso en lluvias. A continuación, presentaremos el desarrollo de todos los estudios mencionados anteriormente de dicha cantera.

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OBJETIVOS: OBJETIVO PRINCIPAL:  PRINCIPAL:  1. Conocer la Resistencia de los taludes que tiene la cantera AYLAMBO con ayuda del software SLIDE. OBJETIVOS SECUNDARIOS:  SECUNDARIOS:  2. Determinar el tiempo de vida que tiene la cantera. 3. Calcular las reservas de de la ca cantera ntera AYLAM AYLAMBO. BO. 4. Identificar las fallas más comunes de Estabilidad y deslizamiento. 5. Conocer los métodos correctivos mecánicos para la corrección de las fallas de los taludes. 6. Conocer los factores que intervienen en la estabilidad de los taludes.

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1. GENERALIDADES DEL LUGAR: 1.1. UBICACIÓN: Se realizó el estudio de taludes y muestreo para granulometría en la cantera AYLAMBO, que pertenece al Centro Poblado de Otuzco, distrito de Baños del Inca, provincia y departamento departamento de Cajamarca, la cual está ubicada 7.3 km de la ciudad de Cajamarca, el acceso a la cantera esta asfaltado.

Foto N° 01: Ubicación satelital de cantera AYLAMBO 1.2. ACCESIBILIDAD: El lugar del estudio de taludes y muestreo para granulometría presenta la siguiente accesibilidad. Ruta

Tipo carretera

Tiempo (minutos)

Cajamarca - Otuzco

Autopista

28 aprox.

asfaltada

1.3. DESCRIPCIÓN DEL TERRENO: La cantera es un terreno que está compuesta principalmente por roca caliza, que abunda por la zona, el camino es un poco sinuoso rodeada o enmarcada por pencas.

1.4.

CLIMA:  Templado seco, Temperatura media de 16º C.

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1.5. FAUNA Y FLORA: Es una zona con muy poca vegetación ya que esto se debe a continua explotación del lugar. En cuanto a la flora encontramos extensiones de pastos naturales y en ellas hay árboles de especies nativas como aliso, capulí, molle y quishuar. En cuanto a la fauna encontramos algunas especies de lagartijas, con respecto a las aves, se encuentra palomas, tórtolas, gorriones, golondrinas y tordos, entre las aves de rapiña están el cernícalo (shingo), y el águila serrana.

1.6. QUEBRADAS Y RÍOS PRINCIPALES: La zona presenta 4 drenajes de agua cercanos que son:  Quebrada Otuzco. Río Chonta. Río Paccha. 

Foto Nº 02: Río Chonta

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2. REALIDAD PROBLEMÁTICA: Según la economía, cualquier bien capaz de proporcionar alguna utilidad o beneficio constituye un recurso económico, de ello se sabe que existen los recursos renovables y los no renovables. Los recursos minerales son no renovables porque los ciclos geológicos de los que los forman se expresan en millones de años. Por otro lado, los recursos minerales presentan características que los hacen claramente diferenciables, las rocas y minerales industriales son más abundantes, se utilizan generalmente, tal como se encuentran en la naturaleza, se producen y consumen en grandes cantidades. La explotación de un yacimiento minero supone la existencia de una concentración de un mineral, elemento o roca con suficiente valor económico como para sustentar esta explotación minera con un beneficio industrial para la empresa. El valor de la producción se obtiene mediante la valoración económica del yacimiento, de acuerdo con los datos del estudio de investigación minera y, por tanto, dependen de la naturaleza y características de la mineralización, que serán unas determinadas. De forma que, para poder cumplir con esta condición, tenemos que analizar los costes que implica la explotación minera del yacimiento.

2.1. NIVEL INTERNACIONAL: En España están clasificados como cales aéreas, es decir, endurecen con el dióxido de carbono del aire y no con el agua y exigen una materia prima de alta pureza, superior al 95% en carbonato cálcico para las cales vivas e hidratadas y en carbonato cálcico-magnésico para la dolomía calcinada. 

A. MERCADO DE CAL EN E ESTADOS STADOS UNIDOS UNIDOS:: En el 2012, en Estados Unidos se produjo 19.5 millones de toneladas de cal, los principales estados productores de cal fueron Kentucky, Missouri y Alabama con producción de más de una tonelada por cada una. Los principales mercados consumidores fueron producción de acero, desulfuración de gases de combustión, minería, construcción, pulpa y papel, carbonato de calcio precipitado y tratamiento de agua. 11

 

 

B. MERCADO DE CAL EN A AUSTRALIA: USTRALIA: En Australia se ha conseguido un notable éxito de ingeniería al construir un pre calentador de 520 toneladas por día dentro de una planta en funcionamiento y después rodándolo a su posición. La empresa de cales David Mitchell Ltd, en cooperación con el productor de calizas Frost Enterprises Pty han llevado a cabo un estudio de factibilidad para la instalación de una planta de cal de 100 000 t/año en la zona de Gladstone Gl adstone en Queensland.

C. MERCADO DE CAL EN ITA ITALIA: LIA: La sociedad Terruzzi Fercalx SpA ha adquirido los derechos de comercialización de los hornos anulares verticales Beckenbach inventados en 1960 por la sociedad alemana Beckenbach Ofenbau GmbH. Este tipo de horno se utiliza en más de 300 instalaciones en todo el mundo. La adquisición de la patente y del conocimiento constructivo y operativo de esta tecnología completa la línea de productos de Terruzzi Fercalx que incluye sus hornos de eje vertical con sistemas de presión de dos o tres sentidos.

2.2. NIVEL NACIONAL: El Perú posee grandes canteras de piedra caliza a lo largo de su territorio, lo cual se refleja en las estadísticas de extracción de piedra caliza y dolomita como el mineral no metálico de mayor extracción en Toneladas Métricas por año, como por ejemplo el año 2011 donde se extrajo más de 11 mil millones de TM de caliza y dolomita. El principal uso que se tiene de la piedra caliza en el Perú se da por parte de la industria cementera para la producción de cementos en sus distintas variedades, cuyo principal componente es la cal la cual se logra después de la calcinación de la piedra caliza debidamente triturada de acuerdo al requerimiento del horno que se use para el proceso. Es en este contexto que la extracción de piedra caliza en Perú se da en grandes canteras, las cuales en su gran mayoría pertenecen a las principales empresas cementeras del Perú, Cementos Lima, Cementos Pacasmayo, Cementos Yura , Cemento Andino, Cementos Selva y Cementos del Sur, 12

 

 

las cuales la procesan para la producción de distintos tipos de cemento o en algunos casos para la producción de Clinker, como el caso de Cementos Lima. La única empresa cementera del Perú que tiene una planta de procesamiento de cal para la obtención de cal viva es Cementos Pacasmayo, la cual cuenta con una planta con capacidad para 600 Toneladas de cal viva por día.

2.3. NIVEL LOCAL: A. CANTERA EL GA GAVILÁN: VILÁN: Se encuentra al sur este de la ciudad de Cajamarca en faldas del cerro ventanilla cerca de la obra el gavilán, con un área aproximada de 37 hectáreas, la zona está conformada por unidades litológicas sedimentarias y presenta areniscas cuarzosas en la parte inferior de la roca y cuarcitas blancas en la parte superior de la misma. Por otro lado, el material pude ser suelto encontrándose este en la parte suprayacentes y más consistente a medida como se profundizan los estratos. 

B. CANTERA RIO CHO CHONTA: NTA: Está ubicada al sur este con respecto a la ciudad de Cajamarca aproximadamente a unos 500 m del distrito de baños del inca, esta cantera está construida por grandes acumuladores de material fluvial, acumulado en ambos márgenes del rio chonta, el material se caracteriza por su litología consistente en cantos rosados de formas ovoides demostrando haber recorrido una gran distancia y haberse sujetado al fenómeno de fricción. 

C. CANTERA AYLAMBO: Está ubicada en el distrito de Otuzco, está ubicada aproximadamente 7.3 km de la ciudad de Cajamarca, ésta calera en la actualidad se encuentra en proceso de explotación, contiene un gran contenido de roca caliza, y son procesados en hornos para luego ser pulverizadas y comercializar el producto final que llegaría a ser la cal. 13

 

 

3. MARCO TEÓRICO: 3.1. GENERALIDADES DE LA GEOLOGÍA.  3.1.1. GEOMORFOLOGÍA: La geomorfología es una rama de la la  geografía física y de la la geología  geología que tiene como objeto el estudio de las  las  formas de la superficie terrestre enfocado a describir, entender su génesis y su actual comportamiento. Por su campo de estudio, la geomorfología tiene vinculaciones con otras ciencias. otras ciencias. Uno  Uno de los modelos geomorfológicos más popularizados explica que las formas de la superficie terrestre es el resultado de un balance dinámico que evoluciona en el tiempo entre procesos constructivos y destructivos, dinámica que se conoce de manera genérica como ciclo como ciclo geográfico.  geográfico.  La geomorfología se centra en el estudio de las formas del relieve, pero dado que éstas son el resultado de la dinámica litosférica dinámica litosférica en general integra, como insumos, como insumos,   conocimientos de otras otras   ciencias de la Tierra, Tierra,   tales como la climatología, la climatología,   la la hidrografía,  hidrografía,   la la pedología,  pedología,   la la glaciología,  glaciología,   y también de otras ciencias, para abarcar la incidencia de fenómenos biológicos, geológicos y antrópicos, y antrópicos, en  en el relieve. La geomorfología es una ciencia relacionada tanto con la  la  geografía física como con la la geografía  geografía humana (por causa de los riesgos naturales y la relación hombre medio) y con la  la  geografía matemática (por causa de la topografía). (GILL, 1981).

A. PROCESOS EXÓGENOS: Para

la

descripción

de

los

procesos

exógenos

esencialmente nos vamos a referir a los agentes que han actuado para dar origen a la geomorfología que ahora encontramos en la zona estudiada , de tal forma que vamos a ver como es el accionar del agua y del viento, que al actuar conjuntamente van a erosionar a las diferentes formaciones existentes en la zona con una energía relativamente fuerte, para notar ahora los diversos efectos como lo

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son los derrumbes y además de intemperismos existentes en el lugar.

B. PROCESOS ENDÓGENOS: También es interesante notar como el agente endógeno actúa aflorando en gran parte de la zona como lo es el volcánico Huambos.

C. PROCESOS TECTÓNICOS:  También es interesante notar como este proceso fue modelando esta zona de estudio con movimientos verticales y movimientos horizontales en la corteza terrestre como son la Epirogénesis y la Orogénesis originando así el resultado de anticlinales y sinclinales, pliegues y fallas respectivamente.

D. HIDROLOGÍA:  El relieve del área como se mencionó es influenciado por las quebradas de Shaullo chico, que debido a sus factores erosiónantes (agua, pendientes, velocidad, carga de fondo, etc.), van a formar un patrón de drenaje denominado Dendrítico, este patrón es muy apreciable debido a que hay muchas quebradas en la zona.

E. TIPOS DE PENDIENTES:  La pendiente es la inclinación del terreno respecto a la horizontal, expresando sus medidas en forma cuantitativa (grados o porcentaje) o cualitativas (expresión literal). La expresión cuantitativa se refiere a grados (de 0° a 90°) del ángulo de inclinación o porcentaje de la misma, (el 100% representa un

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ángulo de 45°), es decir es la relación porcentual entre elevación (altura) y desplazamiento en la horizontal.

F. RELIEVE: El relieve terrestre es el término que determina a las formas que tiene la corteza terrestre o litosfera en la superficie, tanto en relación con las tierras emergidas como en cuanto al relieve oceánico, es decir, al fondo del mar. Es el objeto de estudio de la geomorfología y de la geografía física, sobre todo, al hacer referencia a las tierras continentales e insulares. La geomorfología es una de las ramas de la geología, que se engloba con otras ciencias dentro de las ciencias de la Tierra. En dicha zona se encontró un relieve más o menos abrupto y escarpado durante el recorrido; especialmente en los afloramientos de la formación Cajamarca que forman picos y aristas prominentes, con fuertes pendientes y barrancos de paredes inaccesibles.

Foto Nº 03: Formación Cajamarca 3.1.2. PALEONTOLOGÍA. La finalidad primordial de la Paleontología es la reconstrucción de los organismos del pasado, no sólo de sus partes esqueléticas, sino también las partes orgánicas desaparecidas durante la fosilización, restituyendo el aspecto que tuvieron en vida, sus actitudes, etc. Para ello se vale de los mismos principios ya establecidos: actualismo, anatomía comparada, orgánica y correlación funcional. (Bonaparte, 1978).

correlación 16

 

 

A. ACTUALISMO BIOLÓGICO: Los seres del pasado se regían por las mismas leyes físicas y biológicas, y tenían las mismas necesidades que los actuales. permite este principio, por ejemplo, afirmar que los peces del del silúrico  silúrico tenían tenían branquias,  branquias,   porque las tienen los peces actuales (aunque no sean los mismos), y que los dinosaurios ponían huevos, como los cocodrilos, los cocodrilos, lo  lo cual se ha visto posteriormente corroborado al encontrarse fósiles de huevos, y nidos, conservados en algunos yacimientos.

B. ANATOMÍA COMPARADA: Permite colocar a los organismos extintos en el sitio que les corresponde del cuadro general de los seres vivos, obteniendo así el punto de referencia necesario para poder aplicar el principio de la correlación orgánica. Aunque los fósiles solo nos aporten una pequeña parte anatómica de un taxón extinto, la anatomía comparada nos permite inferir y completar determinadas características anatómicas o fisiológicas ausentes de los mismos.

C. CORRELACIÓN FUNCIONAL: Conocida mejor como morfología funcional, es la parte de la paleontología que trata de las relaciones entre la forma y la función, es decir, que intenta relacionar las estructuras observadas en los fósiles con la función que realizaban en el organismo cuando estaba vivo. Para ello utiliza diversos métodos o líneas de análisis.

D. COMPARACIÓN

DE

GRUPOS

CON

 

ESTRUCTURAS HOMÓLOGAS: 17

 

 

Este método, que lleva al paleontólogo a comparar las estructuras de algunos grupos fósiles con las de sus correspondientes representantes actuales resulta a veces menos fiable, pues las mismas estructuras o partes anatómicas en un determinado grupo pueden haberse modificado profundamente a lo largo de la evolución y realizar funciones muy diferentes. Del mismo modo, un mismo grupo puede ocupar nichos ecológicos muy diferentes a lo largo del tiempo. Por ejemplo, los mamíferos marinos actuales y sus predecesores terrestres tienen morfología y ocupan nichos ecológicos muy diferentes.

E. COMPARACIÓN

DE

ESTRUCTURAS ANÁLOGAS: Este es verdaderamente el método más fructífero y más fiable en Morfología Funcional. Así puede decirse que, mientras que el análisis evolutivo constituye el campo de acción de la homología, el análisis morfo-funcional constituye el campo de la analogía. Este análisis parte generalmente de la comparación de estructuras homoplásicas  (que tienen la misma forma) para inferir la misma función en ambos grupos. Pero dichas estructuras que tienen la misma forma pueden tener orígenes muy diferentes y los grupos que las presentan pueden no guardar una relación filética entre ellos. F. 

PRINCIPIO

DE

SUPERPOSICIÓN

ESTRATIGRÁFICA:  Enunciado por  william smith recuperando las ideas de  nicolaus steno creador de la “ley de steno”, un siglo de anterior,

nos

menciona

que

en

una  serie una serie

estratigráfica normal, los estratos de la parte inferior son siempre más antiguos que los de la superior el contenido en fósiles de dichos estratos debe cumplir el mismo principio, 18

 

 

sin embargo hay que exceptuar los fósiles reelaborados fósiles reelaborados que son los que han sufrido uno o más ciclos de exhumación por erosión del sustrato en el que yacen y re sedimentación, y por tanto son más antiguos que los sedimentos que los engloban.

G. PRINCIPIO

DE 

CORRELACIÓN

ESTRATIGRÁFICA: Defina a los estratos pertenecientes a la misma época se caracterizan por un contenido en fósiles similar. Este principio, en la práctica, es cierto, pero con matizaciones, ya que otros factores como las barreras físicas o el clima condicionan esto.

3.1.3. PROCESOS DE METEORIZACIÓN: METEORIZACIÓN: En planetas como la Tierra y Marte la roca madre se desintegra debido a efectos combinados del intemperismo por cambios de temperatura incluyendo evaporación, congelación y al movimiento del agua y a los vientos. El intemperismo actúa sobre los materiales cercanos a la superficie de forma física y química ocasionando desintegración de las partículas de roca en tamaños más péquenos. La desintegración física ocurre por la congelación y fusión del agua, cambios de temperatura, erosión, y la actividad de las plantas y animales incluyendo al hombre. Los cambios químicos descomponen las rocas por oxidación, reducción, carbonatación y otros procesos químicos. Generalmente los agentes químicos son mucho más importantes que los físicos. Los suelos pueden ser residuales cuando son depositados en el mismo lugar de origen o transportados por el agua, el viento, glaciares, etc. La historia geológica de un depósito en particular afecta significativamente el comportamiento del suelo desde el punto de vista de la ingeniería.

19

 

 

3.2. GEOLOGÍA ESTRUCTURAL. 3.2.1. FRACTURAS:  Abundantes en todo el sector (presente en todas las roc rocas, as, rellenas de calcita en su gran mayoría y con arcillas en una minoría), relacionadas al plegamiento de la Cuenca Cretácea.

3.2.2. ESTRATOS SUB VERTICALES. VERTICALES.  En otuzco se puede presenciar los estratos sub verticales, pertenecientes a la formación Cajamarca tal como se puede visualizar en la foto N° 3.

3.3. ESTRATIGRAFÍA. En la zona de estudio se encuentra una secuencia correlativa en relación a la columna geológica de Cajamarca pudiéndose identificar las siguientes formaciones: 

3.3.1. FORMACIÓN QUILQUIÑAN QUILQUIÑAN - MUJARRUN: Consiste en una gruesa secuencia de calizas nodulares macizas, seguida de una intercalación de margas y lutitas amarillentas, continuando con delgados lechos de calizas nodulares y con margas pardo-amarillentas también fosilíferas y también con bancos de calizas claras con lutitas arenosas y margas delgadas; esta formación se encontró al NE del centro de la zona de estudio.  

LITOLOGÍA: Arcillitas amarillentas (fosilíferas), margas, calizas nodulares (macizas).

Foto Nº 04: Calizas amarillentas de la formación quilquiñas. 3.3.2. FORMACIÓN CAJAMARCA:

20

 

 

Una de las secuencias calcáreas del cretáceo superior que más destacan topográficamente, por su homogeneidad litológica y ocurrencia en bancos gruesos y duros, y cuyos afloramientos exhiben una topografía cárstica con fuertes pendientes y en muchos casos barrancos de paredes inaccesibles. Generalmente consiste en calizas gris oscuras o azuladas y macizas, con delgados lechos de lutitas y margas de los mismos colores; esta formación lo encontramos al NE del centro de la zona de estudio infrayasiendo y suprayaciendo a la formación Celendín, lo l o cual nos indica la presencia de un sinclinal volcado y dándonos como resultado la presencia de una falla inversa.  

LITOLOGÍA: Calizas gris oscuras a gris azuladas,

densas y en capas gruesas.

Foto Nº 05: Calizas de la Formación Cajamarca 3.4. DEFINICIÓN DE UN TALUD Se entiende por talud a cualquier superficie inclinada respecto de la horizontal que hayan de adoptar permanentemente las estructuras de tierra. No hay duda que el talud constituye una estructura compleja de analizar debido a que en su estudio coinciden los problemas de mecánica 21

 

 

de suelos y de mecánica de rocas, sin olvidar el papel básico que la geología aplicada desempeña en la formulación de cualquier criterio aceptable. Cuando el talud se produce en forma natural, sin intervención humana, se denomina ladera natural o simplemente ladera. Cuando los taludes son hechos por el hombre se denominan cortes o taludes artificiales, según sea la génesis de su formación; en el corte, se realiza una excavación en una formación térrea natural (desmontes), en tanto que los taludes artificiales son los lados inclinados de los terraplenes. En ciertos trabajos de la Ingeniería Civil es necesario utilizar el suelo en forma de talud como parte de la obra. Tal es el caso de terraplenes en caminos viales, en presas de tierra, canales, etc. Donde se requiere estudiar la estabilidad del talud. En ciertos casos la estabilidad juega un papel muy importante en la obra, condicionando la existencia de la misma como puede verse en presas de tierra, donde un mal cálculo puede hacer fracasar la obra. (angelone, 2003). 

3.5. DEFINICIÓN DE ESTABILIDAD: Se entiende por estabilidad a la seguridad de una masa de tierra contra la falla de movimiento. Como primera medida es necesario definir criterios de estabilidad de taludes, entendiéndose por tales algo tan simple como el poder decir en un instante dado cuál será la inclinación apropiada en un corte o en un terraplén; casi siempre la más apropiada será la más escarpada que se sostenga el tiempo necesario sin caerse. Este es el centro del problema y la razón de estudio. A diferentes inclinaciones del talud corresponden diferentes masas de material térreo por mover y por lo tanto diferentes costos. “problemas de estabilidad de taludes”, pero lo normal es que cualquier talud funcione satisfactoriamente desde todos los puntos de vista excepto el económico, de manera que las consideraciones de costo presiden la selección del idóneo, que resultará ser aquél al que corresponda la mínima masa de tierra movida, o lo que es lo mismo el talud más empinado (Angelone, 2003).

3.6. : MÉTODOS DE EXTRACCIÓN DEL MATERIAL 3.6.1. EXPLOTACION CON CON DESCUBRIMIENTO: 22

 

 

Es utilizada en yacimientos casi horizontales y de gran extension con cobertura donde el espesor puede superar muchas veces el espesor de la materia util, asi como tambien en yacimientos cuya morfologia ondiciona este tipo de explotacion. Para este tipo de explotacion se puede emplear maquinaria pesada de excavacion que posea herramientas rasgadoras que facilite quitar la cobertura o la materia de explotacion. En este tipo de cantera aparece un problema de carácter ambiental y que tiene relacion con el manejo del material extraido durante la extraccion y que no es util para el propietario.

Figura N°0 1 Explotación con descubrimiento de yacimiento de material Fuente: Condor, C.C (2017). 3.7. CLASIFICACIONES GEOMECÁNICAS PARA P ARA DETERMINAR RMR  3.7.1. CLASIFICACIÓN DE BIENIAWSKI (1973, 1976, 1989)  Obtención del RMR: Para determinar la calidad del macizo rocoso, se divide éste en dominios estructurales, es decir, en zonas delimitadas por discontinuidades geológicas, dentro de las cuales la estructura es prácticamente homogénea. La estructura del macizo comprende el conjunto de fallas, diaclasas, pliegues y demás características geológicas propias de una determinada región. El índice que define def ine la clasificación es el denominado RMR (Rock Mass Rating) el cual combina los parámetros geológicos más significativos de la influencia y los representa con un índice global completo de roca Que se utiliza para el diseño y construcción de excavaciones excavaciones en roca, como túneles, minas, pendient pendientes es y cimientos, cimien tos, que evalúa la calida calidad d del macizo rocoso 23

 

 

a partir de los parámetros siguientes, resistencia a compresión simple del material rocoso. En la tabla se presenta una estimación de las resistencias medias de ciertas rocas.

Resistencia a compresión simple

Tipo de roca Creta Sal Carbón Limolita Esquisto Pizarra Lutita  Arenisca Marga Mármol Caliza Dolomía  Andesita Granito Gneis Basalto Cuarcita Dolerita Gabro Taconita Sílice

Mínim

Máx

Med

1  

2 

 

15 13 25 31 33 36 40 52 60 69 83 127 153 159 168 200 227 290 425 587

29 41 38 70 150 172 179 152 140 180 165 138 233 256 359 304 319 326 475 683

1,5  22 31 32 43 70 95 95 99 112 121 127 128 188 195 252 252 280 298 450 635

E s tima imación ción de lla as res is tencia enciass media ediass de ciert cierta as rocas  s eg ún B ien ieniaws iaws k i, 1973

ESPACIADO DE LAS JUNTAS. El término junta se refiere a las discontinuidades estructurales como fallas, diaclasas, planos de 24

 

 

estratificación, etc., y su espaciado es la distancia media entre los planos de discontinuidad de cada familia, es decir, de cada conjunto con las mismas características geomecánicas.   La resistencia resistencia del macizo rocoso se vva a reduciendo reduciendo al aumentar

o

el número de juntas, o sea, cuando disminuyen los espaciados de cada familia. En la figura se muestra gráficamente la variación de resistencia del macizo, en función del espaciado de las juntas y de la resistencia a compresión simple del material rocoso. Existen muchas clasificaciones del espaciado de las juntas. La utilizada por Bieniawski es la propuesta por Deere en su clasificación de 1967 que se presenta en siguiente tabla.

CLASIFICACIÓN DE DEERE (1967) DEL ESPACIADO DE LAS JUNTAS  Descripción

Espaciado de las

Tipo de macizo

 juntas

rocoso

Muy ancho

>3 m

Sólido

 Ancho

1-3 m

Masivo

0,3-1 m

En bloques

50-300 mm

Fracturado