18
República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior U. P. Territorial del Norte de Monagas “Ludovico Silva” Caripito, Edo. Monagas Profesora: Bachilleres: Kenia Phillips Quijada Lorisbel CI:23.897.134 Viñoles Trinidad CI: 25.578.753 Caripito, Abril 2015.

Macizos rocosos

Embed Size (px)

DESCRIPTION

 

Citation preview

Page 1: Macizos rocosos

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior

U. P. Territorial del Norte de Monagas “Ludovico Silva”

Caripito, Edo. Monagas

Profesora: Bachilleres:

Kenia Phillips Quijada Lorisbel

CI:23.897.134

Viñoles Trinidad

CI: 25.578.753

Caripito, Abril 2015.

Page 2: Macizos rocosos

Macizo

En geología, macizo es una sección de la corteza terrestre, que está demarcada por fallas

o fisuras, en áreas rocosas, o en materiales sólidos. En el movimiento de la corteza, un

macizo tiende a retener su estructura interna al ser desplazado en su totalidad. El término

es usado también para referirse a un grupo de montañas formadas por tal estructura. El

macizo es una unidad estructural de la corteza, menor que las placas tectónicas.

La palabra proviene del francés, "massif", donde es utilizada para referirse a una gran masa montañosa o a un grupo compacto de montañas conectadas que forman una porción independiente de tierra. Uno de los ejemplos europeos más destacados de un macizo es el Macizo Central en la región de Auvergne en Francia.

En la literatura de montañismo y escalada, un macizo es usado frecuentemente para

denotar la masa principal de una montaña individual.

En la arquitectura, es la parte de una pared entre dos vanos. En la geología, un conjunto

de montañas que culmina en uno o más picos.

Macizos en el mundo

• Macizo de Peñas Blancas en la Reserva Bosawás, Nicaragua

• Macizo del Huascarán - Perú

• Macizo Armorican - Francia

Page 3: Macizos rocosos

• Macizo de Annapurna - Nepal

• Macizo Colombiano - Colombia

• Macizo Atlantis - parte de la dorsal mesoatlántica, en el Océano Atlántico.

• Macizo Chartreuse - Francia

• Cume Kugitangtau - Turkmenistán

• Macizo Kondyor - Rusia

• Macizo Laurentino - Quebec, Canadá

• Macizo Guayanés - Guayana

• Macizo Logan - Yukón, Canadá

• Macizo Central - Francia

• Macizo Montgris - España

• Macizo Panchchuli - India

• Macizo Vinson - Antártida

• Macizo Vitosha - Bulgaria

• Adrar Des Ifoghas - Malí

• Macizo de Itatiaia - Minas Gerais, Brasil

• Macizo de Baturité - Ceará, Brasil

• Macizo de Brasilia - Argentina, Bolivia, Brasil, Paraguay, Uruguay

• Macizo Patagónico - Argentina

• Macizo Acahay - Paraguay

• Macizo Hespérico- España

• Macizo Aquitania- España, Francia

• Macizo Ebro- España

• Macizo Kilimanjaro - Kenya

• Macizo Betico-Rifeño- España

• Macizo Galáico-Portugués (España, Portugal)

Page 4: Macizos rocosos

• Macizo del Norte (República de Haiti-Republica Dominicana)

• Macizo de Peñas Blancas-Reserva Bosawás Nicaragua

• Macizo de Patagonia - Argentina

• Macizo de Nirgua – Venezuela

Aspectos a considerar en la caracterización de un macizo

- El tipo de roca que compone el macizo rocoso

Este punto se refiere a la variedad de rocas que pueden constituir un macizo rocoso.

Puede tratarse de un macizo rocoso de constitución simple o compleja, de constitución

homogénea o compuesto, y esto en las diferentes escalas posibles en la clasificación

genética de las rocas.

Los diferentes tipos rocosos ya significan una determinada resistencia. Así, en primera

instancia, los granitos son rocas resistentes, más aún cuanto más fino y bien

proporcionado sea el contenido de sus minerales básicos. Las metamorfitas también son

resistentes, aunque presentan caracteres estructurales que a veces las hacen anisótropas

(la foliación, la esquistosidad o el bandeado, por ejemplo).

Finalmente, las rocas sedimentarias tienen la fama de menos resistentes, dada su

estructura y la debilidad ocasional de sus cementantes, aunque una sedimentita

cementada con sílice puede tener una resistencia aún mayor a la de un buen granito.

- La estructura de la masa rocosa

La resistencia de un macizo rocoso puede depender fuertemente de la estructura primaria

del macizo. Esta puede conferirle propiedades de isotropía, en el caso de ser una masa

homogénea, o de anisotropía (positiva o negativa), y ambas deben tenerse en cuenta,

tanto en la faz de construcción como en la de diseño y cálculo de las estructuras.

Page 5: Macizos rocosos

- Estado de conservación de la roca

La intemperización, actúa la mayoría de las veces en forma combinada con un

debilitamiento estructural previo del macizo, el cual puede haber sido producido por el

fallamientos, la fractura o el diaclasado. La actuación de los agentes físicos y químicos a

través de los cuales se vehiculiza la alteración, puede resultar decisiva en cuanto a la

resistencia mecánica o, mejor aún a las propiedades geotécnicas de un macizo rocoso.

La alteración físico – química que los factores ambientales pueden producir sobre los

macizos rocosos los pueden llevar desde un punto de partida de muy resistentes a

simplemente deleznables, y sólo en el término de milenios.

Si bien son fenómenos progresivos muy lentos, de muy larga duración, hay evidencias

claras de su ocurrencia, aún cuando sean incipientes.

Así, un basalto recién solidificado por enfriamiento de una colada básica puede tener una

resistencia considerable apenas consolidado pero, luego de alterado, prácticamente

puede llegar a confundirse con un suelo residual.

No hace falta que la alteración comprenda a todos los componentes del macizo, de hecho

incide básicamente sobre los elementos constitutivos más débiles o vulnerables. Con sólo

afectar a algunos de esos componentes puede producir el debilitamiento del conjunto, ya

que resiente la relación vincular entre las partes, que es sobre la cual se funda finalmente

la resistencia del conjunto.

Métodos de estudio y clasificación de los macizos rocosos

La necesidad de construir túneles llevó a los ingenieros a buscar una forma práctica de

evaluar la calidad de la roca a intervenir desde el punto de vista ingenieril.

Page 6: Macizos rocosos

Diferentes criterios, todos ellos provenientes de expertos de indiscutible trayectoria, dieron

como resultante una serie de métodos de evaluación y valoración:

La necesidad de unificar criterios llevó a la comparación de los métodos más

conocidos y a establecer entre ellos equivalencias, lo cual permitió en cierta manera uniformar la concepción de la calidad de los macizos rocosos o al menos poder efectuar calibraciones más adecuadas.

Una de las equivalencias planteadas es la efectuada entre el método de índole descriptivo de Terzaghi (1946) y el método cualitativo de Lauffer

(1958).

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):

Page 7: Macizos rocosos

• 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” entra 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.

Características de discontinuidades

• Orientación y número de discontinuidades

• Frecuencia o espaciado de las juntas (distancia entre dos discontinuidades)

• Grado de apertura o separación (abierto o cerrado)

• Extensión, persistencia, continuidad

• Rugosidad o textura superficial (pulida, lisa o rugosa) y relleno (sin o con relleno, tipo de

relleno).

Page 8: Macizos rocosos
Page 9: Macizos rocosos

Orientación

La orientación espacial de una discontinuidad se describe por el rumbo y el buzamiento

de la misma.

Por lo general los macizos rocosos presentan familias de discontinuidad o sistemas de

discontinuidad.

El primer término se refiere a un conjunto de diaclasas paralelas, el segundo tiene que ver

con agrupaciones típicas de diaclasas cada una de las cuales por lo general presenta la

misma historia de esfuerzos.

Esta característica controla la posibilidad de que se presente condiciones favorables o

desfavorables de estabilidad, según la manera como influya la redistribución de esfuerzos

en los planos de discontinuidad.

Page 10: Macizos rocosos

Rugosidades superficiales y Resistencia en la Pared

Las discontinuidades estructurales de los macizos de roca dura, no son planas y lisas:

Presentan irregularidades visibles o sensibles al tacto, con influencia variable sobre la

resistencia al corte desplazada a lo largo de ellas.

Al respecto se reconocen dos tipos de asperezas o rugosidad superficial: uno de primer

orden, u ondularidad que se relacionan con la forma de las diaclasas y otro de segundo

orden, o asperezas, el cual se relacionan con la naturaleza de la superficie de

discontinuidad. Las irregularidades de primer orden se describen como planares,

onduladas y pendientes. Se expresan de acuerdo con su inclinación promedia. Estas

irregularidades son las que ejercen mayor influencia en la resistencia al corte.

Las de segundo orden se describen como pulidas, lisas y rugosas (i2); son de carácter

muy débil y sólo ejercen algún control al nivel bajo de esfuerzos, vale decir, en el caso

excavaciones pequeñas de taludes. La pendiente media de las irregularidades (i1) e (i2)

afecta la resistencia al corte tal como se indica en la siguiente interpretación de la

ecuación Mohr-Coulomb propuesta por Patton en 1966.

Formas de rotura en taludes rocosos

Roturas planas, “plane” (a) según juntas predominantes y/o continuas que buzan hacia el talud.

Page 11: Macizos rocosos

Roturas en cuña, “wedge” (b) según dos juntas de diferentes familias cuya

intersección buce hacia el talud.

Roturas por vuelco, “toppling” (c) según una familia de juntas predominantes y/o

continuas que buzan contra el talud y cuyo rumboes casi paralelo al de la cara del

talud.

Roturas globales (tipo suelo) según superficies que pueden desarrollarse parcialmente

a lo largo de juntas.

Page 12: Macizos rocosos
Page 13: Macizos rocosos

Deformabilidad del macizo rocoso

Ensayos “in situ” de la deformabilidad

Existen dos tipos de métodos básicos para determinar la deformabilidad de los macizos

rocosos (aplicando la ley de la elasticidad):

Métodos estáticos

(Ensayos de compresión con gatos / placas de carga)

Módulo de deformación estático, Eest

Módulo de deformación “in-situ”

Métodos dinámicos

(Ensayos con ondas de sonido)

Módulo de deformación dinámico, Edin

Page 14: Macizos rocosos
Page 15: Macizos rocosos

Resistencia del Material Rocoso

Este factor define, conjuntamente con el estado de esfuerzos, si un macizo rocoso falla a

lo largo de sus discontinuidades estructurales o a través del material rocoso.

A este respecto las rocas se pueden agrupar en cuatro clases de acuerdo con su textura y

fábrica:

a) Rocas Cristalinas Masivas. Con partículas minerales mecánicamente entrabadas y con

orientación aleatoria como las ígneas en general, las calizas líticas y las cuarcitas.

b) Rocas Cristalinas Foliadas. Con partículas minerales mecánicamente entrelazadas, con

orientación preferencial a lo largo de la cual las rocas son menos resistentes. A este grupo

pertenecen las rocas metamórficas foliadas como las filitas o los esquistos

c) Rocas con Textura Clástica Cementada. Con partículas minerales cementadas, con

resistencia y deformabilidad variable, dependiendo de la calidad del material cementante,

las proporciones de grano de esqueleto y grano de matriz y el grado de empaquetamiento

general que posea. A este grupo pertenecen las rocas sedimentarias detríticas como las

areniscas y los conglomerados. Las variedades mas resistentes poseen cemento siliceo,

sus partículas están bien empaquetadas y su porosidad es muy reducida.

d) Rocas con Textura Clástica Consolidada. Con partículas consolidadas, que comprende

básicamente el grupo de las lutitas dentro de las rocas sedimentarias y cuya resistencia

se acrecienta con el grado de consolidación: arcillolita, lodolita y limolita/shales arcilloso y

shale lodoso/argilita.

Page 16: Macizos rocosos

Nivel de Esfuerzos

Este factor se incrementa con el aumento de la profundidad y el tamaño de las

excavaciones.

La gran mayoría de las excavaciones subterráneas exigen profundidades alrededor de

300m a 600m para las cuales las presiones litostáticas varían entre 75 y 150 Kg/cm2.

Aberturas, Rellenos y Sellantes.

Las diaclasas pueden estar completamente cerradas o presentar diferentes grados de

abertura y en los\ espacios abiertos generalmente se aloja material extraño que afecta de

manera variable la resistencia al corte a lo largo de una discontinuidad.

La influencia del relleno sobre la resistencia de corte depende en parte de la resistencia

del relleno mismo y en parte de la naturaleza de la discontinuidad con sus asperezas. En

la Tabla 2 se presenta algunos ejemplos de materiales comunes de relleno.

En las aberturas de las diaclasas se pueden inyectar sustancia sellantes o cicatrizantes

que favorecen las condiciones del macizo, como sílice, calcita o aplita.

Page 17: Macizos rocosos

Se presenta por lo general cuatro casos con respecto al espesor del relleno, el tipo de

relleno y el tamaño de las asperezas:

1) El plano de deslizamiento para enteramente a través del relleno; la resistencia al corte

depende solamente a la del material sin influencia alguna del tamaño de las aspereza.

2) El plano de aspereza pasa parcialmente a través del relleno y parcialmente a través de

la pared rocosa; la resistencia al corte depende tanto de la resistencia del material como

de la resistencia de la pared;

3) El relleno es muy delgado y en este caso se considera únicamente una modificación

del ángulo de fricción interna.

4) Cuando no hay relleno y el plano de deslizamiento pasa enteramente a través de la

zona de contacto de las dos paredes de roca opuestas en la discontinuidad; aquí la

resistencia al corte depende solamente de la resistencia de la pared.

Flujo de Agua.

En los macizos de roca el flujo de agua está concentrado preferencialmente en las

diaclasas abiertas, y las cabezas hidráulicas generadas dependen de la

intercomunicación que existe entre las discontinuidades. Es muy común la ocurrencia de

fallas, como consecuencia de altas cabezas que operan como cuñas hidráulicas.

En los suelos el flujo de agua es relativamente isotrópico y el nivel freático corresponde al

nivel que alcanza el agua en un pozo y que corresponde a la presión atmosférica.

En los macizos de roca el flujo de agua está concentrado preferencialmente en las

diaclasas abiertas, y las cabezas hidráulicas generadas dependen de la

intercomunicación que existe entre las discontinuidades. Es muy común la ocurrencia de

fallas, como consecuencia de altas cabezas que operan como cuñas hidráulicas.

En la Tabla 3 se presenta una terminología para describir categorías de flujo de agua en

macizos rocosos considerando la manera como se presenta el flujo y su efecto en los

rellenos.

Page 18: Macizos rocosos