MECÁNICA DE SUELOS APLICADA A CIMENTACIÓN Y VÍAS DE TRANSPORTE

 TEMA : GSI - ÍNDICE DE RESISTENCIA GEOLÓGICA  

 INTEGRANTES :

1. GUTIERREZ ANDRANDE, RAUL2. MARTÍNEZ BUITRÓN, ROQUE3. MOSCOSO CALLAÑAUPA, EDELBERTO4. URBINA MENDOZA, CESAR

 

 DOCENTE :  Ing. MAXWILL MOROTE ARIAS

INTRODUCCIONEl índice de resistencia de geológica GSI fue desarrollado por Hoek en 1994 para subsanar los problemas detectados con el uso del índice RMR para evaluar la resistencia de macizos rocosos según el criterio generalizado de Hoek y Brown. EL mínimo valor de RMR que se tomó erróneamente 8 indicando que el índice RMR no funcionaba para macizos rocosos de muy mala calidad. Para superar estas supuestas limitaciones se introdujo el GSI.

OBJETIVOS

• Describir las características geológicas de la zona objeto de estudio.

• Determinar las características mecánico-estructurales del macizo rocoso.

• Estudiar la calidad del macizo rocoso

ESTRUCTURA DE LA ROCA • Roca Intacta: Es una porción de roca que no

tiene fracturas• Macizo rocoso: tiene fracturas y fallas que

son las discontinuidades, de acuerdo como se presentan estas discontinuidades en el macizo rocoso, este tendrá un comportamiento diferente.

• Diaclasa: también denominadas juntas, son fracturas del macizo rocoso que no han sufrido desplazamientos.

Fallas• Fracturas en las que se puede

ver desplazamiento relativo a ambos lados del plano de falla

• Pueden ser de gran extensión o ser estructuras locales

• Espesor de la falla puede ser de metros a milímetros

• Relleno puede ser débil (arcillas) o de mayor resistencia (recementado), pero se produce alteración en las caras de la roca fallada

• Pueden generar fallamiento secundario

• Son zonas de baja resistencia al corte

FRACTURAS

• Es la estructura más común y la más significativa desde el punto de vista geomecánico

• Son discontinuidades de origen geológico sin desplazamiento

METEORIZACION Y ALTERACION DE LAS ROCAS

• METEORIZACIÓN FÍSICA, como consecuencia de esta la apertura de la discontinuidad aumenta o puede formarse nuevas fracturas por el relajamiento de la roca.

• Meteorización Química, Produce una transformación química de la roca provocando la pérdida de cohesión y alteración de la roca

• Meteorización biológica, está regida por la presencia y actividad de los seres vivos.

CRITERIOS PARA CLASIFICAR LA MASA ROCOSA

Según Las Características de fracturamiento (o grado de presencia de las discontinuidades) se mide a lo largo de un metro lineal cuantas fracturas se presentan, según esto:Masiva levemente fracturada: 2-6 fracturas / metroModeradamente fracturada: 6-12 fracturas/ metroMuy fracturada de 12 a 20 fracturas / metro Intensamente fracturada: Más de 20 fracturas/metroTriturada o brechada: Fragmentada disgregada, zona de falla

PROPIEDADES DE LAS DISCONTINUIDADES

Todas las discontinuidades presentan propiedades geo mecánicas importantes que las caracterizan y que influyen en el comportamiento de la masa rocosa.SON LOS SIGUIENTES.1.orientación.2.espaciado.3.persistencia.4.rugosidad.5.apertura.6.relleno.

ORIENTACION:Es la posición de la discontinuidad en el espacio y comúnmente es descrito por su rumbo y buzamiento. Cuando un grado un grupo de discontinuidades se presentan con similar orientación, paralelas.

ESPACIAMIENTO:Es la distancia perpendicular entre discontinuidades adyacentes. Este determina el tamaño de los bloques de roca intacta. Cuanto menos espaciado tenga, los bloques serán más pequeños y cuanto más espaciado tenga. Los bloques serán más grandes.

PRESISTENCIA:Es la extensión en área o tamaño de una discontinuidad, cuanto menor sea la persistencia, la masa rocosa será más estable y cuanto mayor sea esta, será menos estable.

Rugosidad:Es la aspereza o irregularidad de la superficie de la discontinuidad. Cuanta menor rugosidad tenga una discontinuidad, la masa rocosa será menos competente y cuanto mayor sea esta, la masa rocosa será más competente. 

APERTURA.Es la separación entre las paredes rocosas de una discontinuidad o el grado de abierto que esta presenta, a menor apertura, las condiciones de la masa serán mejores y mayor apertura, las condiciones serán más desfavorables.

RELLENO.Son los materiales que se encuentran dentro de la discontinuidad. Cuando los materiales son suave, la masa rocosa es menos competente y cuando estos son más duros, esta es más competente. 

CLASIFICACIÓN GEOMECANICA DEL MACIZO ROCOSOHoy en día existen criterios de clasificación geomecánica ampliamente difundidos en todo el mundo como los desarrollados por Barton y colaboradores (1974), laubscher (1977), RMR (Valoración de la Masa Rocosa) de Bieniawski (1989) y GSI (índice de resistencia geológica) de Hoek y Marinos (2000) y otros.

EL INDICE DE RESISTENCIA GEOLOGICA GSI DE HOEK Y MARINOS (2000)Se presenta en el cuadro 1.2 En el criterio original se consideran 6 categorías de masas de roca pero para el presente método se han considerado 5 categorías para compatibilizar este criterio con el criterio RMR y las guías de clasificación de otros métodos.

El Índice de Resistencia Geológica GSI considera dos parámetros: la condición de la estructura de la masa rocosa y la condición superficial de la misma.

1.- La estructura, de la masa rocosa considera el grado de fracturamiento o la cantidad de fracturas (discontinuidades) por metro lineal según esto. Las cinco categorías consideradas se definen así:Masiva o levemente fracturada (LF)Moderadamente fracturada (F)Muy fracturada (MF)Intensamente fracturada (IF)Triturada o brechada (T)2.- La condición superficial de la masa rocosa involucra a la resistencia de la roca intacta y a las propiedades de las discontinuidades: resistencia, apertura, rugosidad, relleno y la meteorización o alteración. Según esto, las cinco categorías consideradas se definen así:Masa rocosa Muy Buena (MB)Masa rocosa Buena (B)Masa Rocosa Regular (R)Masa Rocosa Mala (M)Masa Rocosa Muy Mala (MM)

Como ejemplo de aplicación de este criterio, consideramos una roca que puede fracturarse intensamente al golpearlo con la punta de la picota correspondiéndole una resistencia muy baja. Si sus fracturas están muy abiertas con relleno de arcilla blandas, su condición será la de Muy Mala. Si esta roca tuviera 10 fracturas / metro su clasificación según GSI será:

MODERADAMENTE FRACTURADA Y MUY MALA (F/MM).Es necesario indicar que entre los diferentes criterios de clasificación geo mecánica existen relaciones matemáticas para su correlación. Por ejemplo, el RMR Bienaiwski (1989) esta correlacionado al Q (Índice de la calidad de la masa rocosa) de Barton (1974).

Clasificación del macizo rocoso a través del

índice geológico de resistencia (GSI)

Geological Strength Index (GSI)

• Introducido por Hoek (1995), es un índice que indica la reducción de la resistencia de un macizo rocoso, con respecto a la roca intacta, para diferentes condiciones geológicas.

• Se define en terreno por observación de dos parámetros principales: estado de fracturamiento; y calidad de las discontinuidades.

• El GSI se debe dar en un rango de valores.

GSIHoek & Brown, 1997

• Para rocas estratificadas en que hay clara diferencia entre dos tipos de rocas (por ejemplo alternancia areniscas-lutitas), se propone usar una ponderación de valores de GSI.

Marinos & Hoek, 2001)

Marinos & Hoek, 2001)

Aplicaciones de GSI

• Es un buen descriptor de la calidad del macizo rocoso, más rápido de estimar que RMR y en especial Q.

• Se utiliza como una de las variables para obtener la resistencia del macizo rocoso mediante el criterio de falla de Hoek-Brown .