MACIZOS ROCOSOS

MACIZOS ROCOSOS

MONOGRAFIA PARA EL CURSO DE ASPECTOS GEOLÓGICOS-GEOTÉCNICOS PARA MINERÍA

AUTOR:

HÉCTOR FERRIZO

CARRERA: TECNÓLOGO MINERO

CURE TREINTA Y TRES

2014

INTRODUCCIÓN

La caracterización de las rocas y de los macizos rocosos y el estudio de su comportamiento mecánico y deformacional son complejos debido a la gran variedad de características y propiedades que presentan y al elevado número de factores que lo condicionan.

Cuando se excava un macizo rocoso o se construyen estructuras sobre las rocas, modificándose las condiciones iniciales del medio rocoso, el cual responde a estos cambios deformándose o rompiéndose. A nivel microscópico, los minerales sufren desplazamientos y pueden generarse planos de fractura. A nivel del macizo rocoso las deformaciones y roturas se producen, generalmente, a favor de los planos de discontinuidad.

El estudio de la estructura geológica y las discontinuidades es un aspecto fundamental en los macizos rocosos, y es la base de la investigación para evaluar los asentamientos de obras de ingeniería sobre el terreno.

El macizo rocoso

Macizo rocoso es el conjunto de bloques de roca de diversa índole, afectados por discontinuidades. Mecánicamente los macizos rocosos son medios discontinuos, anisótropos y heterogéneos. Anisótropos porque según se considere la dirección de los planos de debilidad (diaclasas, estratificación, etc) van a generar diferentes propiedades y comportamiento mecánico.

Discontinuos porque las discontinuidades rompen esa estabilidad continua de los macizos, generando un comportamiento geomecánico e hidráulico discontinuo. Heterogeneidad porque las zonas con diferentes litología, grado de alteración, contenido en agua, etc, pueden presentar propiedades muy diferentes.

Fig. 1 - Esquema de un macizo rocoso y sus estructuras

CARACTERIZACION DEL MACIZO ROCOSO

De modo general las características más observadas en el comportamiento del macizo rocoso, se relacionan a la deformabilidad, la resistencia, la permeabilidad, el estado de tensiones naturales, relacionadas directamente con la geología del terreno y su evolución en el tiempo.

Los factores geológicos que dominan el comportamiento y las propiedades mecánicas de los macizos rocosos son:

 La litología y propiedades de la matriz rocosa

 La estructura geológica y las discontinuidades

 El estado de esfuerzos a que esta sometido el material

 El grado de alteración o meteorización

 Las condiciones hidrogeológicas

El tipo de roca y su grado de alteración determinan las propiedades resistentes del macizo. La estructura geológica define zonas y planos de debilidad, zonas proclives a la meteorización, caminos de flujo de agua. Los esfuerzos que actúan sobre las rocas determinan los modelos de deformación.

Una caracterización general de estudio de una roca para una obra de ingeniería involucra la observación de las siguientes propiedades:

La litología clasifica a las rocas según la composición mineral, la textura, el color, tamaño de granos, etc.

La alteración que afecta las rocas, depende por un lado del ambiente de formación de la roca, que puede generar minerales alterables a distinta escala, y por otro lado al intemperismo climático al que está sometido, así como la influencia de la vegetación en el lugar.

La caracterización del estado de alteración del macizo rocoso se realiza de modo visual y táctil, en donde se detallan friabilidad de la roca, brillo, color del mineral.

La coherencia es definida en base a las propiedades de tenacidad, dureza y friabilidad de las rocas.

Su estudio se realiza de forma táctil-visual, y a través de la resistencia que ofrece la roca al golpe del martillo.

El estudio de las discontinuidades es de fundamental importancia en el comportamiento del macizo rocoso, en relación a ala deformabilidad, resistencia y permeabilidad, pudiendo controlar toda la estabilidad del medio rocoso. Las características de las discontinuidades son: la persistencia o continuidad que es la extensión en área; el espaciamiento que corresponde a la distancia entre dos discontinuidades; la rugosidad que corresponde a las ondulaciones en las superficies de las discontinuidades. El tipo de relleno, como arcilla, cuarzo, calcita, tiene una importante influencia en los parámetros geotécnicos.

PROCESOS FISICO QUIMICOS QUE INFLUYEN SOBRE EL MACIZO ROCOSO

Meteorización

La meteorización es la desintegración y/o descomposición de los materiales geológicos en superficie. La meteorización física de la matriz rocosa da lugar a exfoliación por planos de direcciones preferentes, apertura de microdiscontinuidades por hielo o por crecimiento de sales, cuñas de hielo, cambios de temperatura, etc. La meteorización química produce la disolución de minerales solubles y la formación de nuevos minerales por procesos de oxidación, hidratación, reducción, etc.

La acción y los efectos de la meteorización dependen de la composición mineralógica y las propiedades estructurales de la roca.

Los macizos calizos sufren los procesos de meteorización en superficie y en su interior a favor de las fracturas y planos de estratificación, creándose cavidades de disolución, de los cuales los mas conocidos son los karst.

Las roca ígneas, como los granitos, dan lugar a fracturas de descompresión paralela a la superficie que permiten la meteorización química, produciendo la alteración de los minerales, como feldespatos y micas a minerales arcillosos, quedando el cuarzo como material más resistente, de forma de arena. Los macizos basálticos se meteorizan preferentemente por los planos de fractura, y sus minerales pueden alterarse

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