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TABLAS SUGERIDAS PARA LA DESCRIPCIN DE LAS CARACTERSTICAS GEOMECNICAS DE LAS DISCONTINUIDADES Y DEL MACIZO ROCOSO.
TABLA 1 A: Estimacin de la resistencia a la compresin (ISRM, 1981) TABLA 1 B: Estimacin de la resistencia a la compresin de materiales de relleno cohesivos TABLA 2 A: Estimacin del grado de intemperismo y alteracin (ISRM, 1981) TABLA 2 B: Estimacin del grado de intemperismo y alteracin (ISRM, 1981) TABLA 3 A: Perfiles de rugosidad tpicos (ISRM, 1981) TABLA 3 B: Perfiles de rugosidad y valores de jrc10 (Barton & Choubey, 1977) TABLA 4: Contenido de agua en las discontinuidades (ISRM, 1981) TABLA 5 A: Parmetro Jr: joint roughness number (Barton et al, 1974) TABLA 5 B: Parmetro Ja: joint alteration number (Barton et al, 1974) TABLA 6 A: RMR bsico (Bieniawsky, 1989) TABLA 6 B: Condicin de discontinuidades (Bieniawsky, 1989) TABLA 7: Forma de los bloques en el macizo rocoso (ISRM, 1978) TABLA 8: ndice de resistencia geolgica: GSI (Hoek & Marinos, 2002) TABLA 9: Cdigos sugeridos.
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Tabla 1 - A
ESTIMACIN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIN
Grado Trmino Identificacin en campo Ejemplos Schmidt Is (Mpa) UCS
(Mpa)
R0 Extremadamente dbil Puede ser marcada por la ua Panizo de las
fallas * ** 0.25-1
R1 Muy dbil
Se desmenuza con golpes firmes, con la punta del martillo de gelogo y puede ser araada por una navaja
Roca alterada e intemperizada
* ** 1 - 5
R2 Dbil
Puede ser raspada con dificultad por una navaja, golpeando firmemente con la punta del martillo de gelogo se logra una marca poca profunda
Tiza, rocas salinas y potasio
< 20 ** 5 - 25
R3 Medianamente fuerte
No puede ser raspada por una navaja, pero puede ser fracturada con un golpe firme del martillo de gelogo
Carbn, concreto, esquistos, arcillas, pizarras 20 - 30 1 - 2 25-50
R4 Fuerte
Se requiere mas de un golpe del martillo de gelogo para ser fracturada
Caliza, mrmol, arenisca, esquistos 30 - 45 2 - 4 50 -100
R5 Muy fuerte
Se requiere muchos golpes con el martillo de gelogo para ser fracturada
Anfibolita, arenisca, basalto, gabro, gneis, granodiorita, peridotitas, riolita, tufo
45 - 60 4 - 10 100 -250
R6 Extremadamente fuerte
Puede ser apenas araadas con el martillo de gelogo
Basalto fresco, chert, diabasa, gneis, granito, cuarcita
> 60 >10 >250
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Tabla 1 - B
ESTIMACIN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIN DE MATERIALES DE
RELLENO COHESIVOS
Grado Trmino Identificacin en campo UCS (Kpa)
S1 muy suave Fcilmente penetrada algunos centmetros con el puo < 25
S2 suave Fcilmente penetrada algunos centmetros con el dedo pulgar 25 - 50
S3 firme Puede ser penetrada algunos centmetros con el dedo pulgar con esfuerzo moderado 50 - 100
S4 rgido Identado, deformado por compresin o golpe con el dedo pulgar, solo con gran esfuerzo 100 - 250
S5 muy rgido Fcilmente recortada con la ua 250 - 500
S6 duro Recortada con dificultad por la ua > 500
Tabla 2 -A
ESTIMACIN DEL GRADO DE INTEMPERISMO Y ALTERACIN
Grado Trmino Descripcin
1 Fresca No existen signos visibles de material rocoso intemperizado; quiz una dbil decoloracin sobre las superficies de las discontinuidades mayores.
2 Dbilmente meteorizada
La decoloracin indica que existe intemperismo en el material rocoso y de las superficies de las discontinuidades. Todo el material rocoso podra estar decolorado por intemperismo, y podra ser superficialmente mas dbil que en su condicin fresca.
3 Moderadamente meteorizada
Menos de la mitad del material rocoso est descompuesta y/o desintegrada a un suelo. La roca fresca o decolorada ocurre como una armazn continua o como piezas de roca.
4 Altamente meteorizada
Ms de la mitad del material rocoso est descompuesta y/o desintegrada a un suelo. La roca fresca o decolorada ocurre como una armazn continua o como piezas de roca.
5 Completamente meteorizada
Todo el material rocoso est descompuesto y/o desintegrado a un suelo. Con todo, la estructura original del macizo rocoso aun permanece intacta.
6 Suelo residual
Todo el material rocoso est convertido a suelo. La estructura de la masa rocosa y la fbrica de la roca estn destruidas. Existe un gran cambio en el volumen, pero el suelo no ha sido transportado significativamente.
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Tabla 2 - B
ESTIMACIN DEL GRADO DE INTEMPERISMO Y ALTERACIN
Grado trmino Descripcin Extensin de
la Decoloracin
Condicin de fractura
Caractersticas de superficie
1 Fresca (Fresh)
No hay signos visibles de material rocoso intemperizado, talvez leve decoloracin en las superficies de discontinuidades mayores
ninguna cerradas y leve descoloridas
Sin cambio
2
Dbil o ligeramente
alterada (Slightly)
Decoloracin indica intemperismo de la masa rocosa y de las superficies de discontinuidades. Todo el material rocoso puede estar decolorado por intemperismo y a veces podra ser mas dbil que cuando fresca
Ext. 20% del espaciamiento de fracturas, sobre ambos lados de la fractura
Decoloracin, y podra contener un amplio relleno
Parcial a completa decoloracin, no es friable excepto en rocas pobremente cementadas
4 Altamente alterada (Highly)
Ms del 50% del material de roca esta descompuesta y/o desintegrada en suelo. La roca fresca o descolorida esta presente como una estructura discontinua, o en pedazos.
de lado a lado relleno con alteracin de minerales
friable y posiblemente llena de agujeros
5 Completamente
alterada (Completely)
Casi el 100% del material de roca esta descompuesta y/o desintegrada a un suelo. La estructura original de la masa rocosa aun permanece intacta en gran parte.
de lado a lado relleno con alteracin de minerales
Semejante a un suelo
6 Suelo residual (Residual soil)
Todo el material rocoso esta convertido en suelo. La estructura de la masa rocosa y la fbrica estn destruidas. Hay un gran cambio en el volumen, pero el suelo no ha sido transportado de manera significativa.
de lado a lado N/A Semejante a un suelo
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Tabla 3 - A
PERFILES DE RUGOSIDAD TPICOS
(ISRM, 1981)
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Tabla 3 - B
PERFILES DE RUGOSIDAD Y VALORES DE JRC10 (Barton & Choubey, 1977)
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Tabla 4
CONTENIDO DE AGUA EN LAS DISCONTINUIDADES (ISRM, 1981)
Discontinuidades sin relleno Grado Descripcin de la discontinuidad Flujo de agua
1 Muy estrecha y seca No parece posible 2 Seca Sin evidencias de flujo 3 Seca Evidencia de flujo 4 Hmeda Sin agua libre presente 5 Tiene infiltracin Gotas de agua ocasionales, no continuas 6 Con flujo continuo de agua Estimar el flujo en litros/min.
Discontinuidades con relleno Grado Descripcin del material de relleno Flujo de agua
1 Fuertemente consolidados y secos Existencia de flujo significativos es improbable, debido a muy baja permeabilidad
2 Hmedos No hay agua libre presente 3 Mojados Existen gotas de agua ocasionales 4 Seales de desgaste Ocurre flujo continuo de agua (estimar litros/min.) 5 Muestran desgaste localmente Flujo de agua considerable a lo largo de canales de desgaste
(estimar litros/min.), describir la presin (baja, media, alta) 6 Completamente desgastados Se experimenta una muy alta presin de agua, especialmente a
primera vista (estimar el flujo y la presin).
Tabla 5 -A
PARMETRO Jr: JOINT ROUGHNESS NUMBER (Barton et al, 1974)
Condicin de rugosidad de las paredes Jr Notas: i. Paredes de las discontinuidades en contacto. (1) Aumentar 1 si el
espaciamiento entre las discontinuidades es > 3m
ii. Paredes de las discontinuidades en contacto con cisallamientos < 10 cm.
a Discontinuidades no persistentes (Discontinuous joint) 4 b Discontinuidades rugosa o irregulares, onduladas 3
(2) Jr = 0.5 en el caso de las discontinuidades planas estriadas con orientacin en la direccin de la tensin mnima.
c Discontinuidades lisas y onduladas 2 d Discontinuidades pulidas y onduladas 1.5 e Discontinuidades rugosas o irregulares y planas 1.5 f Discontinuidades lisas y planas 1 g Discontinuidades pulidas o estriadas y planas
0.5
iii. Sin contacto entre las paredes de las discontinuidades cuando estn cizalladas.
h Discontinuidades rellenas con minerales arcillosos suficientemente espesas para evitar el contacto
1 (3) Las descripciones de b a g se refieren a caractersticas que van de escala pequea a media, en ese orden
j Discontinuidades rellenas con material granular (sandy, gravely or crushed) suficientemente espeso para evitar el contacto.
1
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Tabla 5 -B
PARMETRO Ja: JOINT ALTERATION NUMBER (Barton et al, 1974)
Condicin de alteracin de las paredes Ja r () i. Discontinuidades con contacto roca - roca sin deslizamiento relativo entre
las paredes
a Duras, compactas, rellenas con materiales impermeables (cuarzo o epidota)
0.75 **
b Sin alteracin, pigmentacin superficial incipiente 1 25 - 35 c Levemente alteradas, pelculas de materiales arenosos, o roca
desintegrada libre de arcilla 2 25 - 30
d Con pelculas de material areno - arcilloso o limoso, con poco contenido de arcilla, duro
3 20 - 25
e Con pelculas de minerales arcillosos suaves o de baja friccin (caolinita, mica, clorita, talco, yeso, grafito) y escasez de arcillas expansibles (ancho del revestimiento discontinuo de 1 - 2 mm o menos)
4 8 - 16
ii. Discontinuidades en contacto con cisallamientos < 10 cm. f Con partculas arenosas, roca desintegrada sin arcilla 4 25 - 30 g Relleno de mineral arcilloso duro, fuertemente consolidado (continuo y
poco espeso,
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Tabla 6 - A
RMR BSICO (Bieniawsky, 1989)
Parmetro Rangos de valores
1
Resistencia de la roca
intacta
ndice de carga puntual (Mpa) >10 4 - 10 2 - 4 1 - 2
Para este rango es
preferible utilizar
valores de UCS
Resistencia a la compresin
uniaxial (Mpa) > 250 100 250 50 - 100 25 - 50 5 - 25
1 - 5
< 1
Valuacin 15 12 7 4 2 1 0
2 Drill core quality RQD (%) 90 - 100 75 - 90 50 - 75 25 - 50 < 25
Valuacin 20 17 13 8 3
3 Espaciamiento de discontinuidades > 2 m 0.6 2 m 200 600 mm
60 200 mm < 60 mm
Valuacin 20 15 10 8 5
4 Condiciones de
discontinuidades
Superficie muy rugosa, sin continuidad, sin separacin, roca fresca
Superficie medianamente rugosa, separacin < 1mm, roca medianamente meteorizada
Superficie medianamente rugosa, Separacin < 1mm, roca altamente meteorizada
Espejo de falla relleno de falla < 5 mm de espesor, separacin de 1 a 5mm, continuidad
Relleno suave > 5 mm de espesor separacin > 5 mm, continuidad
Valuacin 30 25 20 10 0
5 Aguas
Subterrneas
Flujo en 10m de longitud de
tnel Ninguno < 10 10 25 25 - 125 > 125
Ratio (Presin de agua en
juntas/ esfuerzo principal mximo)
0 < 0.1 0.1 0.2 0.2 0.5 > 0.5
Condiciones Generales
Completamente seco Hmedo Mojado Empapado Fluido
Valuacin 15 10 7 4 0
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Tabla 6 - B
CONDICIN DE DISCONTINUIDADES (Bieniawsky, 1989)
Parmetros Valuacin
Longitud de la discontinuidad (Persistencia)
< 1 m. 1 3 m. 3 10 m. 10 20 m. > 20m
6 4 2 1 0
Apertura Ninguno < 0.1 mm. 0.1 -1.0 mm. 1 - 5 mm. > 5 mm.
6 5 4 1 0
Rugosidad
Muy rugoso Rugoso
Ligeramente rugoso Lisa Pulida
6 5 3 1 0
Relleno Ninguno < 5 mm. relleno duro
> 5 mm. relleno duro
< 5 mm. relleno suave
> 5 mm. relleno suave
6 4 2 2 0
Meteorizacin
Roca Fresca
Ligeramente alterada
Moderadamente alterada
Altamente alterada Descompuesta
6 5 3 1 0
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TABLA 7 FORMA DE LOS BLOQUES EN EL MACIZO ROCOSO (ISRM, 1978)
Nota: o Masivo: existen pocas juntas o las juntas tienen un amplio
espaciamiento. o Bloqueado: bloques con dimensiones semejantes. o Tabular: Una de las dimensiones es considerablemente ms
pequea que las otras dos. o Columnar: Una de las dimensiones es considerablemente ms
grande que las otras dos. o Irregular: Amplia variacin del tamao y la forma de los bloques o Quebrada: fuertemente fracturad (cubos de azcar)
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TABLA 8 NDICE DE RESISTENCIA GEOLGICA: GSI
(Hoek & Marinos, 2002)
Con
dici
ones
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lleno
Intacta o masiva (M)Muestras de roca intacta o masiva in el lugar, roca con amplio espaciamiento de discontinuidades
Bloqueada (B)Masa de roca bien bloqueada no perturbada, bloques cbicos, formados por la interseccin de 3 sets
Muy Bloqueada (VB)Masa de roca bloqueada, parcialmente perturbada, bloques multiangulares formados 4 o ms sets
Bloqueada / perturbada (BD)Plegada y/o fallada con bloques angulosos formados por muchas intersecciones de sets
Desintegrada (D)Pobremente bloqueada, roca fuertemente quebrada con mixtura bloques angulosos y redondeados
Foliada / laminada (F)Plegada y tectnicamente cizallada, escasez de bloqueo a causa de la esquistosidad u otras imperfecciones
Estructura
Estimacin del ndice de resistencia geolgica para bloques de roca fracturada, describiendo la densidad de estructuras y las condiciones de intemperismo del macizo rocoso. El valor del GSI es estimdao utilizando las lneas oblicuas del recuadro inferior derecho. El valor no debe ser considerado como nico, siendo ms conveniente estimar un rango, como por ejemplo: 30 - 40 en vez de GSI=35. Es importante sealar que cuando el tamao de bloque es mayor a 1/4 del tamao de la excavacin, la ruptura ser controlada estructuralmente y el criterio de Hoek y Brown no deber utilizarse.
Decrece la calidad de la superficie
Dec
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90
80
70
60
50
40
30
20
10N/A N/A
N/A N/A N/A
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TABLA 9 CDIGOS SUGERIDOS PARA OTRO TIPO DE DESCRIPCIONES
Tipo de Roca: Caliza cz Mrmol m Cuarcita c Lutita l Hornfels h Andesita a Diorita d Monzonita mz Latita la Skarn granate skg Skarn magnetita skm Skarn piroxeno skp Color de la superficie de roca: Rosado 1 Rojo 2 Amarillo 3 Marrn 4 Olivo 5 Verde 6 Azul 7 Blanco 8 Gris 9 Negro 10 Tamao de grano Muy grueso > 60mm 1 Grueso 2 - 60 mm 2 Medio 60m - 2 mm 3 Fino 2 - 60m 4 Muy fino < 2m 5 Forma de bloque Bloqueado b Tabular t Columnar c Resquebrajado r
Clasificacin del tamao de partcula Cantos rodados, guijarro, pedrusco (Boulders) 200 - 600 mm 1 Conglomerado, cascajo (cobbles) 60 - 200 mm 2 Grava gruesa (Coarse gravel) 20 - 60 mm 3 Grava media (Medium gravel) 6 - 20 mm 4 Grava fina (Fine gravel) 2 - 6 mm 5 Arena gruesa (Coarse sand) 0.6 - 2 mm 6 Arena media (Medium sand) 0.2 - 0.6 mm 7 Arena fina (Fine sand) 0.06 - 0.2 mm 8 Limo, Arcilla (Silt, Clay) < 0.06 mm 9 Tipo de discontinuidad Junta j Junta simple sj Estratos b Fallas s Venas v Terminacin de la discontinuidad En otra discontinuidad d En material rocoso r Ms all del rea expuesta x Tipo de relleno: Silicatos si Cuarzo q Carbonatos c Sulfuros sf Roca triturada g Arena s Arcilla cl Patinas de xidos ox Limpia c
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Tipo de ruptura observada en el talud: Plana p Cua cu Volcadura v Circular cir. Compuesta c
TABLA 1 A: Estimacin de la resistencia a la compresin (ISRM, 1981)Tabla 1 - AESTIMACIN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESINTabla 1 - BTabla 2 -AESTIMACIN DEL GRADO DE INTEMPERISMO Y ALTERACINTabla 2 - BESTIMACIN DEL GRADO DE INTEMPERISMO Y ALTERACINTabla 3 - APERFILES DE RUGOSIDAD TPICOSTabla 3 - BPERFILES DE RUGOSIDAD Y VALORES DE JRC10Tabla 4CONTENIDO DE AGUA EN LAS DISCONTINUIDADES (ISRM, 1981)Tabla 5 -APARMETRO Jr: JOINT ROUGHNESS NUMBER (Barton et al, 1974)Tabla 5 -BPARMETRO Ja: JOINT ALTERATION NUMBER (Barton et al, 1974)Tabla 6 - ARMR BSICO (Bieniawsky, 1989)Tabla 6 - BCONDICIN DE DISCONTINUIDADES (Bieniawsky, 1989)TABLA 7FORMA DE LOS BLOQUES EN EL MACIZO ROCOSO (ISRM, 1978)Nota:TABLA 8NDICE DE RESISTENCIA GEOLGICA: GSICDIGOS SUGERIDOS PARA OTRO TIPO DE DESCRIPCIONESTipo de Roca:Color de la superficie de roca:Tamao de granoForma de bloqueClasificacin del tamao de partculaTipo de discontinuidadTerminacin de la discontinuidadTipo de relleno:Tipo de ruptura observada en el talud: