MACIZO ROCOSO  INTEGRANTES:. DEFINICIÓN MACIZO ROCOSO  Conjunto de matriz rocosa y discontinuidades. Presenta carácter heterogéneo, comportamiento discontinuo.

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1 MACIZO ROCOSO  INTEGRANTES:

2 DEFINICIÓN MACIZO ROCOSO  Conjunto de matriz rocosa y discontinuidades. Presenta carácter heterogéneo, comportamiento discontinuo y normalmente anisótropo, consecuencia de la naturaleza, frecuencia y orientación de los planos de discontinuidad, que condicionan su comportamiento geomecánico e hidráulico. MACIZO ROCOSO  Las rocas pueden ser duras o blandas y las fallas de los macizos se pueden presentar por zonas de debilidad o de discontinuidad estructural. Las rocas blandas fallan a través del cuerpo de la masa rocosa y también a través de sus defectos estructurales.  Túnel en un macizo afectado por una intrusión. Originalmente el macizo era sedimentario y ahora posee aureola de metamorfismo. (T túnel, F falla, I roca ígnea, M roca metamórfica)

3 CALIDAD DEL MACIZO ROCOZO  Se considera que un suelo o roca es blando o duro, según su resistencia a la compresión esté en los siguientes rangos:  oSuelo blando menos de 4 Kg/cm2  oSuelo duro entre 4 - 10 Kg/cm2  oRoca blanda de 10 a 375 Kg/cm2  oRoca intermedia de 375 a 700 Kg/cm2  oRoca dura más de 700 Kg/cm2  oEl concreto corriente es de sólo 210 Kg/cm2,  El comportamiento de una galería puede ser dúctil, adecuado o frágil. Como se muestra en la siguiente figura:  Profundidad de una galería. A. Comportamiento frágil, B. comportamiento adecuado, y C. comportamiento dúctil.

4 CARACTERISTICAS DEL MAZISO ROCOZO CARACTERÍSTICAS DE LOS MACIZOS ROCOSOS La roca como todo material posee características físicas, químicas, mecánicas etc. Que permiten definirlo y diferenciarlo. COMPOSICIÓN LITOLOGICA (de que está constituido el macizo) Condiciona el comportamiento en cuanto a “de qué tipo de material es el macizo”, qué tipo de rocas lo componen (subtipos de rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas).

5 ESTRUCTURAS ESTRUCTURA PRIMARIA (estructura original del macizo) Condiciona el comportamiento según el tipo de roca (ligada a la composición litológica del macizo) y también según la posición espacial en que se encuentre en relación con los esfuerzos que van a actuar sobre él (estratificación, esquistosidad, pliegues).

6 ESTRUCTURA SECUNDARIA (modificación de la estructura original) Condiciona el comportamiento según la ubicación relativa, frecuencia, disposición, y características de las estructuras secundarias (diaclasado, fracturación, fallamiento) y la posición espacial (movimientos sufridos desde su origen), en cuanto a su relación con los esfuerzos que van a actuar sobre el macizo.

7 DEFINEN EL COMPORTAMIENTO MECANICO DEL MACIZO COMPOSICIÓN LITOLOGICA (de que está constituido el macizo) Ígneo Sedimentario Metamórfico Composición original ESTADO (en qué estado de conservación se encuentra la roca del macizo) InalteradoAlterado Alteración físico – química ESTRUCTURA PRIMARIA (estructura de la roca) MasivoEstratificadoEsquistoso Estructura original ESTRUCTURA SECUNDARIA (modificación de la estructura original) Plegado Fracturado Modificación de la estructura de origen

8 PROPIEDADES  PROPIEDADES FISICAS  Las propiedades físicas del macizo rocoso, están establecidas por su densidad, peso natural, peso seco, peso saturado, peso específico, porosidad, etc.  El peso natural  Se determina con una balanza y de acuerdo al ISRM (Society International For Rock Mechanic´s) una muestra debe tener como mínimo 50 gr.  El peso seco  Se determina mediante el secado de las probetas dentro de un horno ventilado a temperatura promedio entre 105 – 110 °c.  El peso saturado  Se obtiene sumergiendo a la probeta en agua destilada.

9 PROPIEDADES MECANICAS

10 FACTORES DELOS MACIZOS ROCOSOS FACTORES GEOLÓGICOS QUE DETERMINAN EL COMPORTAMIENTO Y LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MACIZOS ROCOSOS. LITOLOGÍA Y PROPIEDADES DE LA MATRIZ ROCOSA ESTRUCTURAS GEOLÓGICAS Y DISCONTINUIDADES GRADO DE ALTERACIÓN O METEORIZACIÓN CONDICIONES HIDROGEOLÓGICAS

11 EL COMPORTAMIENTO MECANICO DE LOS MACIZOS ROCOSOS INFLYYEN ADEMAS LA CARACTERISTICAS GEOLOGICAS LITOLOGIAS Y ESTRATIGRAFIAS (CARACTERISTICAS PETROGRAFICAS Y PROPIEDADES DE LA MATRIZ ROCOSA) DISCONTINUIDADES: FRACTURACION (TIPO Y FRECUENCIA), DISCONTINUIDADES TECTONICAS O DIAGENETICAS. ENTRE OTROS. ESTRUCTURA GEOLOGICA (SEDIMENTARIAS, TECTONICAS, PLIEGUES...) ESTRUCTURAS GEOLOGICAS NO DISCONTINUAS TENSIONES NATURALES O ESTADOS DE ESFUERZO IN SITU (ESTADO TENSIONAL O DE ESFURZOS, SISMICIDAD, MOVIMIENTOS..)

12 ANISOTROPIA  La presencia de planos de debilidad de orientaciones preferentes (estratificación, laminación, familia de diaclasas, tectónicas) implica diferentes propiedades y comportamiento mecánico en función de la dirección considerada. También la orientación de los esfuerzos que se ejercen sobre el material rocoso puede implicar una anisotropía asociada al estado tensional.

13 DISCONTINUIDADES EN MACIZOS ROCOSOS  Las discontinuidades están presentes en la roca y afectan la resistencia, permeabilidad y durabilidad de la masa. Es importante evaluar la geometría, naturaleza, estado y condición de las discontinuidades, porque ellas definen la fábrica estructural del macizo rocoso. Además de su génesis, la influencia en el comportamiento del macizo, exige evaluar la génesis de los rellenos, la cantidad de agua, las cicatrices y revestimientos en las paredes por materiales solubles, la abertura, rugosidad y persistencia de las discontinuidades, y el número de familias.

14 FENÓMENOS DE ALTERACIÓN  IMPORTANCIA DE LA ALTERACION DE LA ROCA QUE FORMA EL MACIZO ROCOSO  DE CARÁCTER FÍSICO – QUÍMICO  LA METEORIZACIÓN. Es un fenómeno que afecta decisivamente las condiciones mecánicas de los macizos rocosos. Un macizo puede ser de una roca resistente. No ser estratificado, no estar plegado ni fracturado o diaclasado y puede presentar resistencia nula si sus componentes se encuentran suficientemente meteorizados.  La meteorización es un proceso de índole físico – químico que altera los minerales y que puede llegar a disminuir drásticamente su resistencia. Un granito

15 FENÓMENOS DE ALTERACIÓN  DISOLUCIÓN  HIDRATACIÓN  OXIDACIÓN  HIDRÓLISIS  ACCION BIOLÓGICA  CARBONATACIÓN

16 TENSIONES NATURALES DE LOS MACIZOS ROCOSOS  Son aquellas encontradas antes de una excavación o en ausencia de cualquier perturbación causado por la ejecución de una obra de ingeniería. Esto incluye:  Tensión gravitatoria.  Tensión tectónica.  Tensión térmica y residual

17 TENSIÓN GRAVITATORIA Las tensiones verticales pueden variar a lo largo de planos horizontales y en algunos casos, plegándolos formando anticlinales y sinclinales. En terrenos horizontales, las principales tensiones que se toman en cuenta. TENSIÓN:TECTONISMO Está relacionado al movimiento de las placas tectónicas provenientes del manto de la tierra. Las rocas pueden ser duras o blandas y las fallas de los macizos se pueden presentar por zonas de debilidad o de discontinuidad estructural. TENSIÓN TÉRMICA Y RESIDUAL El mecanismo que produce las tensiones técnicas térmicas es la expansión o contracción que sufre una roca homogénea cuando se calienta o enfría lentamente. Está relacionado con la deformación y el cambio de temperatura.

18 TENSIÓN TÉRMICA Y RESIDUAL  El mecanismo que produce las tensiones técnicas térmicas es la expansión o contracción que sufre una roca homogénea cuando se calienta o enfría lentamente. Está relacionado con la deformación y el cambio de temperatura.  Uno de los efectos de este mecanismo sobre los macizos rocosos es la aparición de fracturas y de zonas con estados de esfuerzos anisótropos en diques, lavas o materiales inyectados.

19 FACTORES GEOLÓGICOS INFLUYENTES EN EL ESTADO TENSIONAL  Presencia de fallas,  Pliegues,  Diques;  Otras anisotropías estructurales  Procesos diversos de carga o descarga de materiales  Erosión,  Sedimentación;  Procesos glaciares, etc.

20 CLASIFICACIÓN DE MACIZOS ROCOSOS  Dan idea preliminar de la calidad del macizo rocoso y su variabilidad.  Desarrollados para estimar soportes en túneles con bases empíricas.  Uso para etapas tempranas del proyecto.  Check list de las variables involucradas en el problema.  No reemplazan métodos más detallados y específicos de diseño.   CLASIFICACIÓN DE MACIZOS ROCOSOS DE TERZAGHI (1946 )  Descripción del macizo rocoso, categorías (para c/u se determina la carga de macizo a tomar por el revestimiento del túnel):  ROCA INTACTA. Sin diaclasas, rotura por roca intacta, “descascaramiento” luego de las voladuras.  ESTRATIFICADA. Estrato con baja resistencia en los límites.  MODERADAMENTE FISURADA. Los “bloques” entre diaclasas intertrabados. No requiere sostenimiento lateral.  FRAGMENTADA Y FISURADA. Bloques mal intertrabados. Sostenimiento en paredes.  TRITURADA. Fragmentos pequeños, tamaño de arena.  DESCOMPUESTA. Porcentaje alto de partículas arcillosas.  ROCA con HINCHAMIENTO. Minerales arcillosos (montmorillonita) con capacidad de hinchamiento.

21 METODOS DE CLASIFICACIÓN DE MACIZOS ROCOSOS  RQD (Rock Quality Designation): mide largo de trozos recuperados mayores a 10 cm, dividido por el largo total del testigo.  RSR (Rock Structure Rating): integra geología + geometría + aguas subterráneas y condición de discontinuidades.  RMR (Rock Mass Rating): integra UCS + RQD + espaciamiento, condición y orientación de discontinuidades + aguas subterráneas.  MRMR (Modified RMR): agrega esfuerzos in situ e inducidos y efectos de tronadura y alteración por exposición.  Q (Rock Tunnling Quality Index): RQD + número de sistemas, alteración rugosidad y presencia de agua en discontinuidades + SRF (stress reduction factor).  GSI (Geological Estrength Index).