Guia Geotecnia

7/25/2019 Guia Geotecnia

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UNIVERSIDAD DE LOS ANDESFACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE GEOLGICA

GRUPO DE INVESTIGACIN EN GEOLOGA APLICADA

(GIGA)

CLASIFICACIONESGEOMECNICA DE

DE LOS MACIZOS ROCOSOS

SEGN: BIENIAWSKI.BARTON.HOEK YBROWN.

ROMANA.

GEOTECNIA APLICADA.

MSc. Norly Bela!r"aMSc. Frac"#co

Bo$"oro

2012


2/30

Universidad de Los Andes

Facultad de IngenieraEscuela de Geolgica

1MSc. Fancisco BongiornoMSc. Norly Belandria

CLASIFICACIN GEOMECNICARMR

Desarrollado por Bieniawski, (1989) constituye un sistema de

clasifcacin de macizos rocosos que permite a su vez relacionarndices de calidad con par!metros de dise"o y de sostenimiento det#neles$

%l par!metro que defne la clasifcacin es el denominado ndice&'& ( &* '+ &+-./0 ), que indica la calidad del macizorocoso en cada dominio estructural a partir de los siuientespar!metros2

1$3&esistencia a la compresin simple de la matriz

rocosa$ 4$3&$5$D$ 0rado de 6racturacin del macizorocoso$7$3%spaciado de las discontinuidades$$3ondiciones de las discontinuidades, el cual consiste enconsiderar los siuientes par!metros2

- +ertura de las caras de la discontinuidad$- ontinuidad o persistencia de la discontinuidad$- &uosidad$- +lteracin de la discontinuidad$

- &elleno de las discontinuidades$:$3;resencia del +ua, en un macizo rocoso, el aua tiene ranin$3rientacin de las discontinuidades$

;ara otener el ?ndice &'& de Bieniawski se realiza lo siuiente2

1$ e suma los : variales o par!metros calculados, eso da como

resultado un valor ndice (&'& !sico)$4$3%l par!metro > que se refere a la orientacin de lasdiscontinuidades respecto a la e@cavacin$

%l valor del &'& vara entre A a 1AA


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1ER PARMETRO: &%.-%/.+ D% + &+ +/+

DESCRIPCIN RESISTENCIAACOMPRESIN

ENSAYO

DE CARGAPUNTUAL

(MPa

!ALORACIN

%@tremadam ente

C4:A C 1A 1:

'uy dura 1AA 4:A 1A 14Dura :A 1AA 4 E

'oderadame nte dura

4: :A 1 4

Blanda'uy

landa

: 34:1 :

F 1

F 141

A

R"#$#%"&'$a " a)*+&a# ,-'a# #a&a# "& (MPa

T$- " ,-'a R"#$#%"&'$a a )a '-/,"#$0$/)" (MPa

M&$/ M23$/ M"$

reta 1 4 1$:al 1: 49 44

arn 17 1 71imonita 4: 78 74%squisto 71 EA 7;izarra 77 1:A EA+rcillita 7> 1E4 9:+renisca A 1E9 9:'ara :4 1:4 99'!rmol >A 1A 114aliza >9 18A 141Doloma 87 1>: 14E

+ndesita 14E 178 1480ranito 1:7 477 1880neis 1:9 4:> 19:Basalto 1>8 7:9 4:4uarcita 4AA 7A 4:4Dolerita 44E 719 48A0aro 49A 74> 498-aconita 4: E: :A


4/30

lice :8E >87 >7:


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';a

ripios1A cm

G,24'- a,a 'a)'+)a, ") a,2/"%,- " R"#$#%"&'$a a )aC-/,"#$0& S$/)".

5DO PARMETRO: GH D% &$5$D$

a calidad de roca &$5$D se puede determinar2

3 -rozos de rocas testios mayores de 1Acm recuperados en sondeos$3 /#mero total de discontinuidades que interceptan una unidad devolumen (1m7) del macizo rocoso, defnido mediante el par!metro Iv$

3 -ericamente a partir de la densidad de las discontinuidades o6recuencia de las discontinuidades ( ) por Judson, 1989$

;ara el primer caso se utiliza la primera 6rmula2

R!"otal dela

#er$oraci

n

(A)

;ara el seundo caso se utiliza la siuiente 6rmula2


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1AA e(A$1 )(A$1 1)

R! 115 3,3

%&

(B)

;ara el tercer caso se utiliza la siuiente6rmula2

R!

(C)


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K.ndice &$5$D para calcular el &'&

%l valor otenido en las 6ormulas +, B o son comparados con lasiuiente tala2

6&$'" "Ca)$a

Ca)$a !a)-,a'$0

A 34: 'uy mala 74: :A 'ala 8:A E: &eular 17E: 9A Buena 1E

9A 3 %@celente 4A

+simismo, se puede uscar la valoracin para el &5D, a partir delsiuiente rafco2

G,a4'- a,a 'a)'+)a, ") a,2/"%,- " R.7.D

9", PARMETRO: %;+&+.L/ D% +D./-./H.D+D%$


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a separacin o el espaciamiento de las discontinuidades estaclasifcada se#n la tala que a continuacin se oserva2


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%spaciamiento de las discontinuidades

D"#',$'$0&

E#a'$a-" )a#

T$-"/a'$;

!a)-,a'$0&

'uy C 4 m lido 4Aeparadas A,> 4 m$ 'asivo 1:

'oderadamente Muntas

4AA >AA %n loques 1A

Iuntas >A 4AA mm$ Nracturado 8'uy Muntas F >A mm$ 'ac=acad :

;ara calcular el rano se utiliza el siuiente rafco2

G,a4'- Pa,a 'a)'+)a, ") a,2/"%,- ")

"#a'$a/$"&%- " )a#$#'-&%$&+$a"#.

mm


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G,a D"#',$'$0 S"a,a'$0& " )a# !a)-,a'$0

1 +ierta C :mm A

4'oderadament

e aierta1 : mm 1

7 errada A,1 1 'uy F A,1 mm :: /inuna A >


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ontinuidad o persistencia de las discontinuidades$

G,a D"#',$'$0 C-&%$&+$a !a)-,a'$01 'uy F 1 m >

4 aMa 1 7 m 7 'edia 7 1A m 4 +lta 1A 4A 1: 'uy alta C 4A m A

&uosidad de las discontinuidades$

G,a D"#',$'$0 !a)-,a'$0

1 'uy ruosa >4 &uosa :7 ieramente ruosa 7 isa 1: ;lana (espeMo de 6alla) A

&elleno de las discontinuidades$

G,a D"#',$'$0 !a)-,a'$0

1 Blando C : mm A4 Blando F :mm 47 Duro C :mm$ 4 Duro F : mm : /inuno >

+lteracin de las discontinuidades$

G,a D"#',$'$0 !a)-,a'$0

1 Descompuesta A4 'uy alterada 17 'oderadamente 7 ieramente alterada :: /o alterada >


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=%- PARMETRO: + ;&%%/.+ D% +0H+$

;ara calcular la valoracin se#n la presencia del aua se toma comore6erencia la tala que a continuacin se especifca$

Ta>)a a,a ->%"&", ") a,2/"%,- " )a ,"#"&'$a ") a*+a

Ca+a)-, 1? /" %@&")

R")a'$0&P,"#$0&a*+a

T"$0& a)

D"#',$'$0&

!a)-,a'$0&

/ulo A eco 1:F 1A litrosOmin F A,1 ieramente 1A1A34: litrosOmin A,1 J#medo E

4:314: litrosOmin A,4 0oteando C14: litrosOmin C A,: Nluyendo A

%- PARMETRO: &.%/-+.L/ D% + D./-./H.D+D%$

;ara la valoracin de este par!metro se dee clasifcar la roca deacuerdo al rumo y uzamiento con respecto a la ora civil que se va a

eMecutar, esta clasifcacin se especifca a continuacin2

Ta>)a " ')a#$4'a'$0& a,a )a "%",/$&a'$0& " )-#>+;a/$"&%-# '-& ,"#"'%- a) ""'%- ,")a%$- '-& ,")a'$0& a)

"" " )a ->,a.

D$,"''$0& P","&$'+)a, a) E"" )a ->,a

D$,"''$0&Pa,a)")- a)

E" " )a ->,a.B+;a/$"&%

- ? 5?C+a)+$"

,

%@cav$ onuzamiento$

%@cav$ontrauzamiento

Buz

:P 3

Buz

4AP 3 :P

Buz

:P 3 9AP

Buz

4AP 3 :P

Buz

:P 3 9AP

Buz

4AP :P


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M+a-,a>)"

Fa-,a>)"

M"$- D"#a-,a>)"

M+"#a-,a>)"

M"$- D"#a-,a>)"


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Qaloracin para -#neles y 'inas$

Ca)$4'a%$ !a)-,a'$0'uy 6avorale A

Navorale 34'edio 3:

Des6avorale 31A'uy 314

Qaloracin para Nundaciones$

Ca)$4'a%$ !a)-,a'$0'uy 6avorale ANavorale 34

'edio 3EDes6avorale 31:

'uy 34:

Qaloracin para -aludes$

Ca)$4'a%$ !a)-,a'$0'uy 6avorale A

Navorale 3:'edio 34:

Des6avorale 3:A'uy 3>A

Ca)$a ") /a'$;- ,-'-#- '-& ,")a'$0& a) 6&$'" RMR

CLASE CALIDAD VALORACINRMR

CO%ESIN &NGULO DERO'AMIENTO

I Muy buena 100-81 >4 Kg/cm2

> 45

II Buena 80-61 3 4 Kg/cm2

35 - 45

III Me!"a 60-41 2 3 Kg/cm2

25 - 35

I# Ma$a 40-21 1 2 Kg/cm2

15- 25


15/30

# Muy ma$a % 20 % 1 Kg/cm2

%15


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G+a a,a )a "3'aa'$0& #--,%" "& %@&")"# ->,a# "$&*"&$",a -&" )a '-&$'$0& " )a ,-'a "# $/-,%a&%".

(S"*@& B$"&$aJ#$

Cla#e !e ac"oroco#o

E*ca+ac", Pero# (- !e

!"/e0ro1

So2or0eco

cocre0o

co#0"lla#

I & 'ca muy

Buena,

'M' 81- 100

A *ecc"+n cm$ea&

3 m*& !e a.ance&

enea$mene n

*e eu"ee&

"ngun

II & 'ca Buena, A *ecc"+n cm$ea en* en $a 50 mm en $a "ngun'M' 61 - 80 1-1&5 m* !e a.ance& cna !e 3 m*& cna !n!e *e

e cm$e a !e $ng"u! eu"ea

20 m* !e$ ene& e*ac"a!* a 2&5m*& ma$$a

ca*"na$

III & 'ca egu$a, ene *ue" y en* 50 100 mm en "ngun'M' 41 - 60 !e*7a, 1 &5-3 m* *"*em"c*, 4 $a cna y 30

!e a.ance en me!"a m* !e $ng"u!, mm $* $a!*

*ecc"+n& In"c" !e$ e*ac"a!* 1&5-2*e !e*u9* !e m* en $a cna

ca!a .$a!ua& y :a*"a$e* cn

e cm$e a ma$$a en $a

10 m* !e$ ene& cna&

I# & 'ca be, ene *ue" y en* 100 150 mm en C*"$$a* $"gea*'M' 21 - 40 !e*7a, 1 1&5 m* *"*em"c* , 4- 5 $a cna y 30 a me!"a*

!e a.ance en $a m* !e $ng"u!, mm $* $a!* e*ac"a!a* 1&5

me!"a *ecc"+n e*ac"a!* 1 m* a !n!e *e*ue"& In*a$ac"+n 1&5 m* en $a eu"ea&

!e *e cna y :a*"a$e*cn;unamene cn $a cn ma$$a&e


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SISTEMA 7

Desarrollado por Barton, ien y unde en 19E, constituye un sistema declasifcacin de macizos rocosos que permite estalecer sistemas de

sostenimientos para t#neles y cavernas$ %l sistema 5 esta asado en alevaluacin numRrica de seis par!metros que defnen el ndice 5$ %stendice viene dado por la siuiente e@presin$

R!

%n

%r %'

%a SRF

omo se analiza, la lasifcacin de Barton et al, se asa en >par!metros2

1$3&$5$D 2 ?ndice de calidad de la roca$4$3In 2 ?ndice de diaclasado que indica el rado de 6racturacin$7$3Ir 2 ?ndice de que contempla la ruosidad, relleno y continuidad

de las discontinuidades$$3Ia 2 ?ndice de alteracin de las discontinuidades$:$3Iw 2 oefciente reductor por la presencia de +ua$

>$3&N 2 (tress reduction 6actor) oefciente que tiene en cuentala in


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TABLAS USADAS PARA LA CLASIFICACIN 7.

1", Pa,2/"%,-: &$5$D$

Descripcin dela calidad delmacizo rocoso

R Q D Observaciones.

'uy pore A34:;ara &$5$D F 1A se

puede tomar &$5$D$S1A en la ecuacin de 5$

;ore 4:3:A'edio :A3E:Bueno E:39A'uy 9A3

5- Pa,2/"%,-: ?ndice de diaclasado In$

Descripcin &&oca masiva A$:31

Hna 6amilia de diaclasas$ 4Hna 6amilia de diaclasas y alunas Diaclasas 7

Dos 6amilias de diaclasas$ Dos 6amilias de diaclasas y alunas Diaclasas >

-res Namilias$ 9-res 6amilias de diaclasas y alunas Diaclasas 14uatro o m!s 6amilias de Diaclasas, roca muy 1:

&oca triturada terrosa$ 4A%n oquillas, se utiliza 4 Iun y en -#neles 7 Iun

9", Pa,2/"%,-: ?ndice de ruosidad Ir$

%sta tala esta asada por la relacin o el contacto entre las 4 caras de laIunta$

ontacto entre las 4 caras de las diaclasas conpoco desplazamiento lateral de menos de 1A cm$

,

Iuntas discontinuas$ Iuntas &uosa o irreular ondulada$ uave ondulada$ %speMo de 6alla, ondulada, &uosa o irreular, plana$ uave plana$ %s e o de Nalla lano$

74

1$:1$:1

A$:


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/o e@iste contacto entre las 4 caras de lasdiaclasas cuando amas se desplazan

,

Tona de contenido de minerales arcillosos,sufcientemente ruesa para impedir el contactoentre las caras de las Diaclasas$

+renas, ravas o zona 6allada sufcientementeruesa para impedir el contacto entre las 4 carasde las diaclasas$

1

1

/ota2 si el espaciado de la 6amilia de las diaclasas es mayor de 7 m =ayque aumentar el In en una unidad$

;ara diaclasas con espeMos de 6alla provisto de lineaciones, si est!norientadas 6avoralemente, se puede usar IrSA$:


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=%- Pa,2/"%,-: ?ndice de alteracin de las discontinuidades Ia$

Descripcin Ja

Co0ac0o e0re la# - cara#!e la# D"acla#a#.

?una *e$$a!a, !ua, *"neb$an!ec"m"en "memeab$ecm e;em$ cua7 en ae!e* 0&5 25-30*ana*&

Caa* !e $a ;una =n"camenemanc:a!a*& 1 25-30

@a* caa* !e $a ;una e*n a$ea!a*$"geamene y cn"enen m"nea$e*n b$an!* acu$a* !e aena, ca!e*"nega!a $"be !e ac"$$a& 2 25-30

'ecub"m"en !e $"m aenaac"$$*a, euea "cc"+n ac"$$*a

n eb$an!ec"b$e& 3 20-25

'ecub"m"en !e m"nea$e*ac"$$** b$an!* !e ba;a "cc"+ncm ca$"n"a, c$"a, a$c ye*,

ga" y euea* can"!a!e* !eac"$$a* e


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Universidad de Los AndesFacultad de Ingeniera

Escuela de Geolgica

MSc. Fancisco BongiornoMSc. Norly Belandria

%- Pa,2/"%,-: ondiciones tensionales $&$N

4.6'oa !78"l 95e "0erce20a lae*ca+ac", y 25e!e ca5#ar ca:!a# !e

8lo95e#.

S.R.F

A. #a"a* 7na* !9b"$e* cnen"en! ac"$$a ca !e*"nega!a um"camene, ca muy

*ue$a a$e!e!&

B. $ una 7na !9b"$ cnen"en! ac"$$a ca!e*"nega!a um"camene (un!"!a! !e

e 50 m&)&

D. #a"a* 7na* !e acua en ca cmeene$"be !e ac"$$a, ca *ue$a a$e!e!&(Cua$u"e un!"!a!)&

E. +$ una 7na acua!a en ca cmeene,$"be !e ac"$$a (un!"!a! !e e 50 m)&

G. E"ac$a*a* ab"ea* *ue$a*, muy acua!a*&Cua$u"e un!"!a!&

10

5

2&5

&5

5

2&5

5

-.6Roca# co2e0e0e#co 2ro8lea#0e#"oale# e la#roca#

c/4 0/4S.R.F

%. Fen*"ne* euea* ceca!e $a *ue"c"e& > 200 >13 2&5

I. Fen*"ne* me!"a*& 200-10 13-0&33 1&0

;. Fen*"ne* a$a* e*ucuamuy cmaca, a.ab$e

aa $a e*ab"$"!a!, ue!e *e!e*a.ab$e aa $a

e*ab"$"!a! !e $* :a*a$e*& 10-5 0&66-0&33 0&5-2&0


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ontinuacin de la tala del par!metro >$$$$$$$$$$$$$$$$$

=.6Roca e*2a#"+a1 ac0"+"!a! e*2a#"+a95:"ca !e2e!"e!o !e la 2re#ec"a !ela$5a.

&'&

O. e*"+n


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S+*","&'$a# a,a ") +#- " )a# Ta>)a#.

1$3 uando no se disponen de sondeos, el &5D se estima a partirde a$3%n las rocas anistropas, la resistencia a la compresin simplede la roca, y la resistencia a la traccin, G c y G , respectivamentese eval#an en la zona m!s des6avorale para la estailidad de laestructura suterr!nea$


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CLASIFICACIN DE HOEK Y BROWN (GSI

Joek et al, (199:) =an propuesto un ndice eolico de resistencia,0. (eoloical strent= inde@), que eval#a la calidad del macizorocoso en 6uncin del rado y las caractersticas de la 6racturacin,estructura eolica, tama"o de los loques y alteracin de lasdiscontinuidades$


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CLASIFICACIN GEOMECNICA DEROMANA (SMR:

%l ndice '& para la clasifcacin de taludes se otiene del ndice&'& !sico, restando un V6actor de aMusteW que es 6uncin de la


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M

))

M

orientacin de las discontinuidades (y producto de tres su6actores)y sumando un V6actor de e@cavacinW que depende del mRtodoutilizado$

SMR @ RMR 8/#"co (F4 * F- * F=) F

RMR se calcula de acuerdo con los coefcientes de Bieniawaski, comola suma de las valoraciones correspondientes a : par!metros2

&esistencia a compresin simple de la matrizrocosa, &5D,eparacin de las discontinuidades,ondicin de las discontinuidades,

NluMo de aua en lasdiscontinuidades$

%l rano del &'& es A 1AA$

E) a'%-, " a+#%" " )a# $#'-&%$&+$a"# es producto de tressu6actores2

1, depende del paralelismo entre el rumo de las

discontinuidades y la cara del talud$ Qara entre 1,AA (cuandoamos rumos son paralelos) y A,1: (cuando el !nulo entreamos rumos es mayor de 7AX y la proailidad de rotura esmuy aMa$ %stos valores estalecidos empricamente aMustanapro@imadamente a la e@presin2

1 H (1 *en ( ; - *))2

iendo

y del talud (s

los valores de direccin de la discontinuidad ( ys M

2, depende del uzamiento de la discontinuidad en la roturaplana$ Qara entre 1,AA (para discontinuidades con uzamientosuperior a :X) y A,1: (para discontinuidades con uzamientoin6erior a 4AX)$ ;uede aMustarse apro@imadamente se#n larelacin2

2 H an2

Donde es el uzamiento de la discontinuidad$M


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3, re


28/30

E) a'%-, " a+#%" #"*@& ") /%-- " "3'aa'$0&. 4, =a sidoestalecido empricamente como2

os %a)+"# &a%+,a)"#, son m!s estales a causa de los procesosprevios de erosin su6ridos por el talud, y de los mecanismos internosde proteccin que muc=os de ellos poseen (veetacin, desecacinsuperfcial, drenaMe torrencial, etc)$ 4 S Y1:$os ,"'-,%", aumentan la estailidad de los taludes en media clase$4 SY1A$as tRcnicas de -)a+,a #+a" (,"'-,%" ien eMecutadas, tamiRnaumentan la estailidad de los taludes$ 4 S Y8$as voladuras normales aplicadas con mRtodos razonales nomodifcan la estailidad$ 4 S A$

as -)a+,a# ""'%+-#a# son muy 6recuentes y pueden da"arseriamente a la estailidad$ 4 S 38$a "3'aa'$0& /"'2&$'a de los taludes por ripado solo es posilecuando el macizo rocoso esta muy 6racturado o la roca landa$ on6recuencia se comina con prevoladuras poco cuidadosas$ as carasdel talud presentan difcultades de acaado$ ;or ello el mRtodo nimeMora ni empeora la estailidad$

FACTOR DE AUSTE POR LA ORIENTACIN DE LAS UNTAS ( F1 F5Y F9

CASO MUY FA!ORABLE NORMAL DEFA!ORAB MUY

P

M

M

s

s

XC 7AX 7AX 3 4AX 4AX 3 1AX 1AX 3 :X F :X

PT F A,1: A, A,E A,8: 1

P M F 4AX 4AX 3 7AX 7AX 3 7:X 7:X 3 :X C :X

F A,1: A, A,E A,8: 1

T F 1 1 1 1 1

P

M s C 1AX 1AX 3 AX AX AX 3 ( 3 1AX ) F 3 1AXM

s F 11AX 11AX 3 14AX C 14AX 333333 333333

PT F A 3 > 3 4: 3 :A 3 >A

FACTOR DE AUSTE POR EL MTODO DE ECA!ACIN ( F<

MTODO TALUDNATURAL

PRECORTE !OLADURASUA!E

!OLADURA OECA!ACI

!OLADURADEFICIENTE

F< Y 1: Y 1A Y 8 A 3 8

CLASES DE

CASO ! I! III II I

SMR A 3 4A 41 3 A 1 3 >A >1 3 8A 81 3 1AA

D"#',$'$0& 'uy mala 'ala /ormal Buena 'uy uena

E#%a>$)$-otalmente

inestale.nestale

;arcialmenteestale

Buena 'uy uena

R-%+,a#0randes roturas

por planoscontinuos o por

Iuntas orandescu"as

+lunas Muntaso muc=ascu"as

+lunosloques

/inuna

T,a%a/$"&%- &ee@cavacin orreccin istem!tico casional /inuno

; 2 &otura plana s 2 Direccin del talud s 2 Buzamiento del talud

- 2 &otura por vuelco M 2 Direccin de las Muntas M 2 Buzamiento de las Muntas


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30/30

ame* !e cecc"+n 1, 2, 3 y 4 !e $a c$a*""cac"+n SMR (m!""ca! !e 'mana, 185)

BIBILOGRAF6A

Barton, / ien, &$ y unden, I$ (19E), %nineerin lassifcation o6 &ock 'asses 6ort=e Desin o6 -unnel upport$ &ock 'ec=anics, priner Qerla, vol, > pp 189 47>$

Bieniawski, T$-$ (1989)$ %nineerin &ock 'ass lasifcations$ Io=n Ziley and sons, .nc$

0onzalez de QalleMo, $, Nerrer, '$, rtu"o, $, y teo, $ (4AA) $ .nenieria0eolica$ ;earson %ducacin$ 'adrid$

.'& (1981) Basic eotec=nical description o6 rock masses$ .nt$ I$ &ock 'ec=$ [ 'in$ci$ [ 0eomec=$ +str$ Qol$ 18$ ;eramon ;ress$

&omana, '$ (198:)$ New adjustment ratings for application of Bieniawskiclassication to slopes$ .nt$ ymp$ n t=e role o6 rock mec=anics .&'$ Tacatecas,93:7$

.0'% (198E)$ 'anual de .neniera de -aludes$ aptulo :2 aracterizacin0eotRcnica de materiales, pp 11E3 1:4$

'ercedes, N$, y 0onzalez de QalleMo, $ (4AAE)$ 'anual de campo para ladescripcin y caracterizacin de macizos rocosos en a ,

Documents

Guia Geotecnia