“ANÁLISIS HISTORICO Y COMPARATIVO DEL SISTEMA DE CLASIFICACIÓN RMR”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA GEOLÓGICA

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“ANÁLISIS HISTORICO Y COMPARATIVO DEL SISTEMA DE CLASIFICACIÓN RMR”

CURSO:

MECÁNICA DE ROCAS

DOCENTE:

Dr. Ing. Segundo Reinaldo Rodríguez Cruzado

ALUMNOS:

• BOÑÓN CHUNQUE, Jheyson Yanpaul
• CHOLÁN BECERRA, Didier Alexis
• MENDOZA DELGADO, Roger David

Cajamarca-Perú

2019

INDICE

RESUMEN        3

INTRODUCCIÓN        4

EVOLUCIÓN        5

PARÁMETROS DEL RMR        6

RESTRICCIONES DEL RMR        9

Aplicaciones y analisis        10

CONCLUSIONES        13

RESUMEN

Desde su presentación en 1973 el RMR se ha mantenido como una herramienta de aceptación mundial para clasificar el comportamiento de los macizos rocosos y caracterizar sus propiedades tenso-deformacionales. A lo largo de las últimas décadas se han producido innovaciones para mejorar el RMR que se han incorporado en la actualización tratada en la presente monografía. El sistema Rock Mass Rating, RMR, propuesto inicialmente por Bieniawski en 1973, ha sido revisado posteriormente en 1974, 1975, 1976, 1979 y 1989.

Los parámetros que influyen en esta clasificación son: Esfuerzo del material rocoso intacto (IRS), Separación de fracturas y juntas (RQD y Espaciamiento entre Juntas), Condición de las Discontinuidades y el Agua Subterránea. Al resultado de cada uno de los parámetros se le asigna, según las tablas, un valor y se suman todos ellos para obtener el índice de calidad RMR sin correcciones. A este valor, en adición, se le debe restar un factor de ajuste.

INTRODUCCIÓN

El sistema Rock Mass Rating (RMR) fue presentado hace 46 años por el Profesor Bieniawski (1973), y actualizado en 1989. Desde entonces se ha convertido en una referencia mundial para clasificar los macizos rocosos, establecer sus propiedades tenso-deformacionales y estimar empíricamente el sostenimiento de las excavaciones subterráneas.

Este método permite, de forma sencilla, estimar la calidad del macizo rocoso, mediante la cuantificación de parámetros de fácil medición, los cuales se establecen en el campo de manera rápida y con costos económicos mínimos. El método RMR incluye los siguientes parámetros: resistencia a la compresión uniaxial de la roca, Rock Quality Designation (RQD), espaciamiento de discontinuidades, condición de las discontinuidades, condición del agua subterránea y orientación de las discontinuidades.

Con el valor del RMR es posible establecer algunas propiedades geotécnicas preliminares del macizo, para analizar la estabilidad del talud del frente de explotación actual.

EVOLUCIÓN

El sistema Rock Mass Rating, RMR, propuesto inicialmente por Bieniawski en 1973, ha sido revisado posteriormente en 1974, 1975, 1976, 1979 y 1989. Se trata de un índice de evalúa la competencia del macizo rocoso basándose en 6 parámetros:

• Resistencia de la roca intacta.
• Rock quality designation (RQD).
• Espaciado entre juntas o discontinuidades (Js).
• Estado de las juntas (Jc).
• Agua subterránea.
• Corrección por la orientación de las discontinuidades.

Para cada uno de los 6 parámetros se presentan 5 valores en función de las condiciones de esos parámetros. El valor de RMR se obtiene como suma de los valores asignados a los parámetros señalados, oscilando el valor linealmente entre 0 y 100, siendo mayor cuanto mejor es la roca. Desde 1973 hasta 1989 los valores asignados a los parámetros y los propios parámetros han variado según lo indicado en la Tabla 1. (Fernández-Gutiérrez, J. D., Pérez-Acebo, H., Mulone-Andere. D. 2017)

  Tabla N°01. Valoración de los parámetros del sistema RMR en las distintas versiones.[pic 2]

El sistema RMR se ha desarrollado como una herramienta de prediseño para la determinación de un tipo de soporte de túnel, como otros sistemas de clasificación de masa de roca. La primera versión de RMR permitió evaluar un período estable para un tramo no soportado de una abertura subterránea (distancia entre la cara del túnel y una sección soportada en un túnel) en rocas de lutita y arcilla, expuestas al agua y procesos de secado y humedecimiento. (C.O. Aksoy, 2008)

Inicialmente, en 1973 se empleaban 8 parámetros y desde 1974 se redujeron a 6, tras la agrupación en el parámetro de estado de las discontinuidades(Jc). En las versiones de 1973 y 1974 se otorgaba una valoración positiva a la orientación de las discontinuidades, pero desde 1975 este parámetro tiene una valoración negativa, desde o para el caso más favorable hasta -12 para el más desfavorable. Entre |975 y 1976 solamente se modificaron los límites para la elección del sostenimiento. En 1979, Bieniawski realizó los cambios pertinentes a la condición de discontinuidad y agua subterránea. En la versión de 1989 las valoraciones no cambiaron, pero la evaluación de las discontinuidades subhorizontales fue modificada. (Fernández-Gutiérrez, J. D., Pérez-Acebo, H., Mulone-Andere. D. 2017)

Por último, el RMR14 mantiene una estructura similar a la del RMR 89; aunque se ha modificado la valoración de la resistencia de las discontinuidades y se ha incorporado la evaluación de la alterabilidad. (B.Celada, I.Tardáguila, A.Rodríguez, P.Varona y Z.T. Bieniawski, 2014)

El valor de RMR se ha utilizado para estimar las propiedades de la masa rocosa. Bieniawski (1984, 1989) y Serafim y Pereira (1983) han dado una relación entre la RMR y el módulo de deformación de la masa rocosa. El valor de RMR también se usa como una forma de estimar los factores de m y s en el criterio de falla de Hoek Brown, así como el valor de GSI para evaluar la resistencia de la masa de roca. Sin embargo, estos valores, sin embargo, solo los relativos empíricos no tienen nada que ver con la clasificación de ingeniería de roca en su verdadero sentido. (Hakan Stille, 2003)

PARÁMETROS DEL RMR

Las aplicaciones más usadas del RMR son en tunelería e ingeniería de rocas subterráneas, se emplea para determinar la calidad del macizo rocoso, para diseñar excavaciones y procesos a seguir dentro de este marco. El RMR es útil también para calcular la cohesión, el Angulo de fricción interna, las cargas soportadas y módulo de elasticidad.

Esfuerzo del material rocoso intacto (IRS): El IRS es la resistencia compresiva uniaxial no confinada de la roca entre fracturas y juntas. Es importante tener en cuenta que los núcleos seleccionados para el trabajo de prueba son invariablemente las piezas más fuertes de esa roca y no reflejan necesariamente los valores promedio. El rango de clasificación es de 0 a 20 para satisfacer las resistencias de la muestra de 0 a más de 185 MPa. El límite superior de 185MPa se ha seleccionado porque los valores de IRS mayores que esto tienen poca relación con la fuerza de las masas de roca unidas. (Laubscher, 1990).

Separación de fracturas y juntas (RQD y Espaciamiento entre Juntas): El espaciado es la medida de todas las discontinuidades y separaciones, y no incluye características cementadas. Las características cementadas afectan al IRS y, como tales, deben incluirse en esa determinación. Una junta es una característica obvia que es continua si su longitud es mayor que el ancho de la excavación o si se apoya contra otra junta. Las juntas definen bloques de roca. Las fracturas y separaciones no tienen necesariamente continuidad. (Laubscher, 1990)

• Rock Quality Designation (RQD): La determinación de RQD es una técnica de recuperación de testigos en la que solo se registran cores con una longitud de más de 100 mm:

 X 100[pic 3]

• Espaciamiento entre juntas (JS): El espaciado de las juntas es el parámetro más importante que define el tamaño de bloque de un macizo rocoso, que a su vez determina la calidad del macizo. La separación de las juntas se define como la distancia perpendicular entre las juntas adyacentes y determina no solo el tamaño sino también la forma de los bloques que constituyen el macizo rocoso. (Cai, 2011).

Condición de las Discontinuidades: González de Vallejo (2004) afirma que las discontinuidades condicionan de una forma definitiva las propiedades y el comportamiento resistente del macizo rocoso, por ello la importancia de definir las características y propiedades de los planos de discontinuidad.

• Persistencia: esta condición se refiere a la extensión superficial de una discontinuidad. Esta extensión muchas veces no es totalmente visible, esto hace que sea una de las condiciones más difíciles de cuantificar.
• Abertura: Es la distancia perpendicular que separa las paredes de la discontinuidad, este término solo se usa cuando el espacio generado entre las paredes está ocupado por agua o aire.

• Rugosidad: es la condición que afecta más en la resistencia ala cizalla. Presenta dos parámetros: la ondulación y aspereza. La primera condiciona a la dirección inicial del deslizamiento cizallante y la segunda condiciona directamente a la resistencia a la cizalla. [pic 4]

Imagen: Clasificacion de la rugosidad. (Vallejo, 2004)

• Relleno: se refiere al material acumulado entre las paredes de las discontinuidades. Cuando una abertura presenta un relleno que no sea agua o aire, toma el nombre de “ancho de la discontinuidad rellena”.
• Grado de meteorización: puede presentar relleno de roca descompuesta o desintegrada. La primera ha sido meteorizada a condicion de suelo, conserva rasgos de su estructura original pero algunos o todos los granos minerales estan descompuestos; la segunda esta meteorizada a condicion de suelo, conserva rasgos de su estructura oiriginal pero los granos minerales no estan descompuestos.

Agua Subterránea: Se refiere a los flujos de aguas subterráneas que puedan afectar el macizo rocoso.

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Tabla: Cuantificación de parametros del RMR (Bieniawski, 1989).

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