MAZISOS ROCOSOS

IDEAS BÁSICAS SOBRE EL COMPORTAMIENTO DE LOS MACIZOS ROCOSOS.

1. GEOINGENIERÍA Y GEOTECNIA.

1.1 Presentación.

El objetivo de esta sección correspondiente a la Especialidad de Vías Terrestres es la de recrear los conocimientos generales adquiridos en la carrera de Ingeniería Civil relacionándolos con el estudio de las rocas, ya que se considera que ambos factores inciden de manera determinante en la planeación, construcción y permanencia de las obras de ingeniería.

El contenido del texto ha sido redactado mediante la selección y resumen de temas, a partir del material bibliográfico que se da como referencia.

Para cumplir con el objetivo propuesto se realizarán sesiones audiovisuales o “clases” de 4 horas de duración en las que se analizarán diversos conceptos mediante una exposición audiovisual, a fin de proporcionar una nueva perspectiva del conocimiento geológico, que permita enfrentar las situaciones de complejidad que se presentan en el medio físico; entendido este como la porción superficial y externa de la corteza terrestre en la cual se manifiestan los materiales pétreos y los fenómenos responsables de las variables que caracterizan al terreno, como un entorno heterogéneo y en evolución.

1.2 Introducción.

Las rocas, el aire, el agua y muchas otras cosas que nos resultan familiares son algo que pertenece a nuestro ambiente. Pisamos cantos rodados para atravesar una corriente de agua, hemos hecho deportes en canchas con grava. Tenemos piedra molida hasta en el techo de nuestra casa. Los ladrillos y tejas están hechos de arcilla, los tabicones de grava y arena; el vidrio de diminutos granos de arena y aún el suelo que da vida y alimento, es un producto del desgaste de las rocas. Es decir, hay rocas en todas partes en torno a nosotros, porque son una de las cosas más comunes en la tierra.

Al estudio del origen y clasificación de las rocas se le denomina Petrología. Ahora bien, por definición las rocas están constituidas por cualquier sustancia sólida con cierta dureza, inorgánica u orgánica de origen natural; que conforma la mayor parte de la corteza terrestre. Muchas rocas son agregados de minerales, por ejemplo el granito, que está formado por cuarzo, feldespatos y otros minerales accesorios, pero otros tipos de rocas comunes como el carbón y el vidrio volcánico (obsidiana) contienen solamente una cantidad insignificante de minerales. (El carbón se compone de remanentes de plantas comprimidas.)

Debido a que los tipos de rocas y los factores que intervienen en su formación son tan diversos, los geólogos han encontrado útil dividirlas en 3 grandes grupos: ígneas, sedimentarias y metamórficas.

(GRÁFICA “CICLO DE LAS ROCAS”.)

La presencia de roca viva, necesaria para nuestras determinaciones, es proporcionada por los afloramientos, que son aquellos puntos donde la roca constituye una porción visible de la corteza terrestre, la cual no esta tapada por otros depósitos recientes como son un suelo con vegetación; en otras palabras, como afloramiento se designa a aquellos lugares donde los materiales pétreos se presentan al observador, desnudos de las capas envolventes y tan solo cubiertos superficialmente por los productos de la propia meteorización (intemperismo).

Los afloramientos pueden ser de 2 clases: naturales, entre los cuales figuran los peñascos y acantilados, las abruptas laderas de los valles y desfiladeros, los cauces de los torrentes y las costas marinas; o artificiales, entre los que se cuentan las explotaciones a cielo abierto, canteras, fosos de extracción de arcillas, margas, arenas y cascajos, excavaciones, desmontes de carreteras y vías férreas, túneles, pozos y minas.

1.3 Antecedentes históricos.

La Geología aplicada a la Ingeniería forma parte de las denominadas ciencias de la tierra, siendo su campo de investigación las condiciones geológicas relativas a la construcción y desarrollo de obras de diferente destino y tipo.

Estas condiciones, denominadas “ingeniero – geológicas” son el objeto de los estudios que comprenden a las rocas, a los macizos rocosos y a los procesos geológicos provocados por la actividad ingenieril humana, mismos que en conjunto establecen el estado geodinámico del territorio.

Los primeros pasos en la adquisición de los conocimientos ingeniero – geológicos están ligados estrechamente con la práctica de las prospecciones de ingeniería para diferentes clases de construcciones y de túneles que se ejecutaban con la participación de geólogos. Los ingenieros civiles planteaban ante éstos problemas de apreciación de la resistencia mecánica y estabilidad de las rocas en la base de las obras, problemas respecto al grado de peligro para las obras provocadas por el trabajo destructor de las aguas del escurrimiento superficial y subterráneo y de los terremotos, estabilidad de taludes naturales y artificiales, condiciones de desecación de pantanos y otros. Los problemas enumerados y algunos semejantes eran solucionados por los geólogos, fundamentalmente sobre la base de investigaciones geológicas generales, siendo sus recomendaciones de carácter descriptivo y cualitativo, hecho que dificultaba su utilización directa en los proyectos a desarrollar.

La experiencia de las investigaciones geológicas para la construcción se ilustró en numerosas publicaciones y se sintetizó en los denominados Manuales de Geología Técnica.

El término Geología de Ingeniería al parecer apareció por primera vez en la obra de H. Ries y T. Watson, editada en el año de 1915 con este mismo título.

La Geología de Ingeniería poco a poco se fue convirtiendo de una rama de la Geología, en una ciencia que estudia detalladamente las condiciones de asimilación ingenieril y transformación del terreno.

La teoría de cimentaciones y la teoría de los movimientos de tierra no tenían sin embargo los alcances esperados. Así en un plazo relativamente breve se establecieron los principios de una nueva parte de la Mecánica aplicada: la Mecánica de los Suelos, pero como se demostró mas tarde en la práctica de la construcción, el grado de diferencia entre los cuerpos idealizados que se estudiaban en la Mecánica de Suelos y los cuerpos geológicos investigados por las Ciencias Geológicas es tan grande que en una serie de casos “la estructura geológica y los procesos geológicos contradicen por completo las deducciones a que podía llegarse”.

Esta circunstancia elevó el interés de organizar investigaciones respecto al comportamiento de las rocas en condiciones naturales (in situ), y se comenzó a dar gran importancia a los métodos de simulación de los fenómenos de interacción de las obras con el medio geológico.

Esta tendencia se puso al alcance de los representantes de las ciencias técnicas, con la aparición de los trabajos de K. Terzaghi (1925 y 1929) y posteriormente, sobre las base de éstas ideas se constituye el concepto de lo que en la actualidad se conoce como Geotecnia.

La Geotecnia puede definirse así, de manera simplificada, como aquella disciplina tecno – científica que agrupa a la Geología, Mecánica de Suelos y Mecánica de Rocas, considerándolas como la base de los trabajos que se realizan en las obras civiles.

2. FUNDAMENTOS DE GEODINÁMICA.

2.1 Clasificación de los procesos geológicos.

En el estudio geológico aplicado a la ingeniería civil despiertan interés casi todos los procesos geológicos contemporáneos tales como la erosión fluvial, la abrasión, los deslizamientos, derrumbes, flujos de lodo, deformaciones por congelación, excavación cárstica, asentamientos, etc. Aunque también tienen importancia aquellos procesos geológicos cuyos resultados se advierten al transcurrir largo tiempo, tales son por ejemplo: el intemperismo, movimientos tectónicos y alteración geotérmica.

Unos y otros reflejan las condiciones del territorio de la construcción y de las rocas que lo componen e interactúan con la estructura del conjunto pétreo, definiendo ciertas características que éste manifiesta tanto en la superficie como en el subsuelo.

Los procesos geológicos se dividen en “exógenos” (externos) y “endógenos” (internos)

Los procesos exógenos se llevan a cabo como resultado de la acción de la hidrosfera y la atmósfera sobre la corteza terrestre. Algunos deben su desarrollo fundamentalmente al trabajo geológico de las aguas superficiales (fenómenos de acarreo y depósito), otros se lo deben a las aguas subterráneas (disolución,

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