Estudio Geologico

Estudios Geológicos

Los estudios geológicos deben proporcionar al proyectista, en cada una de las fases del proyecto, información suficiente sobre las características geológicas del terreno afectado por la carretera, distinguiendo entre el terreno como cimiento de la vía y sus estructuras y el terreno como material a emplear en la construcción de la carretera, así como información sobre las condiciones hidrológicas y de drenaje.

Estos estudios tienen una gran importancia en la fase de proyecto ya que reducen la incertidumbre que siempre existe en la construcción. Los estudios geológicos (y geotécnicos) son la base de un buen proyecto y evitan problemas posteriores durante la ejecución.

Estructuras Geológicas

La geología estructural es la rama de la geología que estudia las estructuras geológicas presentes en la corteza terrestre, ya sea de todo el planeta o de una determinada región.

En los estudios geológicos de esta naturaleza se realiza la identificación y análisis de las principales estructuras geológicas, y su reconocimiento, para luego realizar el mapeo de las estructuras tectónicas de un determinado sector.

Principales estructuras geológicas

Como parte fundamental de cualquier estudio de estructuras geológicas presentes en un yacimiento, se deben distinguir los tipos de estructuras que están presentes en la roca. Su objetivo es identificar sus características e influencia en aspectos de seguridad tales como:

La inestabilidad de un talud o galería por presencia de una falla (en este caso se debería contemplar la posibilidad de fortificar)

La tendencia estructural definida con un plegamiento.

La secuencia de encendido para que las operaciones de tronadura sean más eficientes, al existir planos de discontinuidad ya formados.

Planos geológicos

La mayoría las rocas de la corteza terrestre muestran varios tipos de planos geológicos, los que se puede agrupar en dos grandes categorías:

Foliaciones primarias

que son las estructuras que se originan antes de la litificación o formación de rocas. Por ejemplo: estratos, flujo magmático.

Foliaciones secundarias

que son aquellas que se originan después de la litificación, ya sea debido a fuerzas tectónicas presentes en la corteza terrestre (por ejemplo, diaclasas, fallas, esquistosidades) u otras causas, como por ejemplo, grietas de enfriamiento y estructuras sedimentarias (grietas de resecación). En varias regiones del mundo se encuentra más de una fase tectónica, lo que revela la formación de las rocas en diferentes momentos.

Orientación de un plano

Para definir matemáticamente la orientación de un plano (medido en grados) en la naturaleza se recurre a las propiedades de:

Dirección de inclinación
Marca hacia dónde se inclina el plano, o la proyección horizontal de la línea del máximo pendiente.

Rumbo

Es la línea horizontal de un plano y se puede definir como la línea que resulta de la intersección del plano geológico por un plano horizontal. Es posible imaginar este concepto a partir de una superficie de agua (que es siempre horizontal), en la cual se hunde el plano hasta la mitad. La línea hasta donde se moja el plano es el rumbo.

Manteo o buzamiento
Mide el ángulo que existe entre el plano y el plano horizontal.

Diaclasas

Las diaclasas, que quiere decir juntas, son fracturas en las rocas que no presentan desplazamiento transversal que sea detectable, sólo manifiestan un poco de movimiento extensional.

Tipos de diaclasas

Las diaclasas corresponden a foliaciones secundarias, tanto de origen tectónico como no-tectónico, pero que no tienen desplazamientos. Entre ellas se distinguen:

Fisuras de enfriamiento

las que se originan durante el enfriamiento de una roca magmática. Como el material caliente ocupa más espacio que la misma cantidad de materia fría, al enfriarse el magma, se producen fracturas por la diferencia de volumen que se produce.


Grietas de desecación

durante la desecación de un barro o lodo bajo condiciones atmosféricas determinadas (sequedad, alta temperatura, radiación solar), al evaporarse el agua o la humedad contenida en él, disminuye el espacio ocupado por el material húmedo y la superficie se rompe en polígonos.


Fisuras de tensión gravitacional (origen tectónico)

sobre estratos inclinados se puede observar bajo algunas condiciones, un deslizamiento de las masas rocosas hacia abajo. Al comienzo de este fenómeno se abren grietas paralelas al talud.

Las diaclasas son las fracturas más frecuentes y se presentan en todos los tipos de rocas, especialmente, al nivel de la superficie y también a grandes profundidades. Estas fracturas pueden tener dimensiones que se extienden desde algunos milímetros hasta unos pocos metros.

Normalmente se presentan en una masa rocosa, en la que se pueden observar grupos de diaclasas -estructuras paralelas o subparalelas- y/o sistemas de diaclasas que corresponden a aquellas que se cortan entre sí en ángulos definidos, y tienen una cierta simetría. Algunas diaclasas están rellenas con calcita u otros minerales.

Fallas

La falla corresponde a la fractura que se presenta en las rocas a lo largo de las cuales ha tenido lugar un movimiento o desplazamiento. Este movimiento produce un plano o zona de falla, que pueden alcanzar un ancho que va desde milímetros hasta los cientos de metros.

Los movimientos o desplazamientos (salto total) pueden ser pequeños (milímetros) o muy grandes llegando a alcanzar los cientos de kilómetros.

Tipos de fallas

El movimiento en las fallas produce algunas estructuras o rocas especiales llamadas estrías, arrastres, brecha de falla, milonitas y diaclasas plumosas. Estas estructuras se pueden usar como indicadores directos de fallas. Según la dirección del desplazamiento se pueden distinguir dos grandes grupos de fallas:

Fallas con desplazamiento vertical

Son aquellas donde el movimiento es fundamentalmente paralelo al buzamiento o manteo de la superficie de falla. Este tipo de movimiento puede producir pequeños resaltes denominados escarpes de falla, producidos por desplazamientos generados por terremotos. Los movimientos verticales son fallas de ángulo, ya que el movimiento es a lo largo del manteo, hacia arriba o hacia abajo. Por el movimiento descendente del techo, las fallas con desplazamiento vertical acomodan el alargamiento o la extensión de la corteza.

Las fallas con desplazamiento vertical a gran escala se asocian con estructuras denominadas montañas limitadas por fallas.

Las pendientes de las fallas con desplazamiento vertical disminuyen con la profundidad y se reúnen para formar una falla casi horizontal denominada falla de despegue (a Estas se extienden varios kilómetros por debajo de la superficie y constituyen un límite importante entre las rocas situadas debajo (que exhiben deformación dúctil), y las situadas encima, las que demuestran deformación frágil a través de la formación de fallas.

Fallas normales o gravitacionales

Son aquellas fallas en las que el bloque de techo se desplaza hacia abajo en relación con el bloque de muro. (Bloque de techo es el más cercano a la persona, ver figura anterior).

Cuando la roca sobre el plano de falla -que es el plano formado por el movimiento relativo de bloques- se mueve hacia abajo en relación con las rocas del pie, se producen esfuerzos tensionales que separan la corteza y provocan un levantamiento, el cual induce a que la superficie se estire y quiebre.

Este fenómeno produce estructuras tales como:

Graben o fosa tectónica o rift: que es un bloque central limitado por fallas normales, que se hunde a medida que las placas se separan.

Horsts o macizo tectónico: que corresponden a estructuras levantadas, que limitan los valles elongados producidos por los graben.

La mayoría de las fallas normales o gravitacionales tienen buzamientos de unos 60º, los que tienden a disminuir con la profundidad, aunque algunas tienen buzamientos mucho menores, incluso algunos cercanos a la horizontal.


Falla recta o de dirección

Son las también llamadas fallas de desgarre o cizalle, que tienen lugar por efecto adicional de un desplazamiento horizontal. Un ejemplo especial de este tipo de fallas son aquellas que desplazan a las dorsales oceánicas.

Fallas inversas y cabalgamiento (o subescurrimiento)
Son las fallas con desplazamiento vertical en las que el bloque de techo se mueve hacia arriba con respecto al bloque del muro, por lo que reflejan un acortamiento de la corteza.

Se denominan fallas inversas a las que tienen buzamientos superiores a 45º y cabalgamientos a aquellas cuyo buzamiento es menor a 45º.

Las fallas inversas de alto ángulo (casi 90º) suelen ser pequeñas en cuanto al desplazamiento (centímetros) y acomodan desplazamientos locales en regiones dominadas por otros tipos de fallas. Aparecen en entornos torsionales. Los cabalgamientos existen en todas las escalas, con desplazamientos de milímetros, de unos pocos metros, hasta desplazamientos de decenas de kilómetros. Los cabalgamientos son resultado de fuertes esfuerzos compresivos. En esos ambientes, los bloques de corteza se desplazan uno hacia el otro, haciendo que el techo se mueva hacia arriba con respecto

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