Geología métodos geológicos

Capítulo 3: Descripción ingenieril y clasificación geotécnica de suelos y rocas

“geotecnia de suelos y rocas”

Se dará una serie de recomendaciones con el objetivo de definir y descubrir las características geotécnicas esenciales de las rocas y suelos, tomando en cuenta:

• Su mineralogía
• Textura
• Algunas propiedades mecánicas

Basadas en la clasificación de Antoine y Fabre

La clasificación de los suelos es el complemento lógico de su clasificación, ya que esto permite prever las principales propiedades mecánicas de los terrenos identificados.

La clasificación de suelos se convierte en una herramienta de trabajo, que trae como consecuencia la puesta de un lenguaje  común si se emplea por todos.

Los criterios de clasificación generalmente usados son:

• Granulométrico: los granos que constituyen el esqueleto de los suelos forman un conjunto cuyos caracteres de forma, tamaño y arreglo son heredados de la historia geológica de la formación de los continentes, el estudio de estos caracteres permite reconstruir su proveniencia.

Si tomamos en cuenta solo a la granulometría se puede establecer una clasificación de suelos

• Límites de Atterberg: existe una clasificación decimal debido a Atterberg, utilizada particularmente en Francia

Enrocamiento> 200 mm        arenas gruesas> 2-.2 mm

Cantos> 200-20 mm        limos 20 2u

Gravas> 20-2 mm

 Este tipo de clasificación es aceptable o suficiente para los suelos gruesos, pero a partir de que el suelo tiene una proporción de material fino (limos, arcillas) sus propiedades dependen de la composición química y mineralógica de la parte fina.

Los límites de Atterberg son aquellos de conocimiento universal relativos a propiedades índices de los suelos que corresponden a cuatro diferentes estados y que toman en cuenta el contenido de agua para pasar de un estado a otro, de esta manera se tiene:

• Estados solidos sin contracción
• Estado sólido con contracción (contenido de agua alcanzado en el momento de secado de una muestra)
• Estado plástico
• Estado líquido

“Descripción del material rocoso”

Los parámetros para describir el material rocoso son:

• Tipo de roca:

Se inicia la clasificación de la roca en función de su origen, ya que es posible hacer ciertas generalizaciones en función de su textura, estructura y algunas propiedades mecánicas de la roca.

• Color:

Es un índice cualitativo de escasa utilidad que consiste en tres componentes:

• Matiz
• Tono
• Valor

• Interperismo:

Es el resultado de los procesos mecánicos, organicos y químicos en la superficie de la tierra o cerca de ella, cuando los minerales originales se descomponen y otros minerales se forman modificando su color, textura, dureza o forma.

• Estructura:

Características a gran escala que afectan a las rocas, las cuales están en función del origen de la roca

• Textura:

Arreglo y disposición que existe entre los granos o minerales individuales, con respecto a su tamaño, forma y grado de cristalización.

Esta depende principalmente del origen de la roca y de las características de los granos.

Se puede describir la textura con los siguientes términos, según el tipo de roca:

• Rocas ígneas: afanica, fanerica, porfirica….
• Rocas sedimentarias: clásticas, no clásticas…
• Rocas metamórficas: Foliada, no foliada….

Cementación:

Es realmente importante la determinación del tipo y grado de cementación ya que estas características se relacionan ampliamente con la porosidad, permeabilidad y la estabilidad de macizos rocosos.

Loa tipos más comunes de minerales más cementantes son:

• Calcita
• Dolomita
• Sílice
• Siderita

El grado de cementación puede describirse en términos cualitativos como:

• Muy bien cementado
• Bien cementado
• Pobremente cementado
• Sin cementación

“Descripción de macizos rocosos”

Discontinuidades:

Planos de debilidad de los macizos rocosos, a lo largo de lo cual la roca tiene una baja o nula resistencia a la tensión, o baja  resistencia al corte. Estos planos incluyen fallas, foliación…

El comportamiento de los macizos rocosos están gobernados principalmente por las discontinuidades que afectan generalmente a las rocas.

ÍNDICE PARA DESCRIBIR LAS DISCONTINUIDADES DE LOS MACIZOS ROCOSOS:

1. Orientación:

Lugar de la discontinuidad del espacio. De gran utilidad para distinguir y representar los diferentes sistemas de discontinuidades.

1. Espaciamiento:

Distancia perpendicular entre discontinuidades adyacentes; es decir la distancia entre una y otra discontinuidad.

1. Persistencia:

Longitud de traza de la discontinuidad, puede ser una burda medida de la extensión de un área dada o una longitud de penetración de una fractura.

1. Rugosidad:

Se refiere a la rugosidad y ondulación inherente al plano principal de una discontinuidad. Ambas características contribuyen a la resistencia del corte dl macizo rocoso. La rugosidad estará influenciada por la textura, tamaño de los granos o minerales.

1. Resistencia de las paredes:

Es equivalente a la resistencia a la comprensión de las paredes de las rocas adyacentes de una discontinuidad.

1. Abertura:

Es la distancia perpendicular entre las paredes de roca adyacentes de una discontinuidad, en la cual el espacio intermedio está lleno de aire o agua.

1. Relleno:

El material que separa las paredes de roca adyacentes de una discontinuidad o que ocupa el espacio existente entre dos planos de una discontinuidad  y que usualmente es más débil que la roca madre.

Los materiales típicos de relleno son:

Limo, arcilla, brecha, etc…

1. Filtraciones:

Flujos de agua y humedad  visible en las discontinuidades individuales o en la masa rocosa en conjunto.

1. Número de juegos:

El número de juegos o fracturas juntas abarca los sistemas de fracturas que se intersecan.

1. Tamaño de bloques:

Descripción de núcleos de roca:

Los núcleos de roca obtenidos con máquinas perforadoras  proporcionan una valiosa información geotécnica de los materiales del suelo.

Parámetros para la descripción ingenieril de los núcleos de la roca:

• Recuperación total del núcleo:

Es la suma total de todas las piezas recuperadas expresadas como un porcentaje de la longitud perforada que debe ser medida y registrada.

• Frecuencia de discontinuidades:

Se define como el número de discontinuidades naturales cortadas en una longitud unitaria de recuperación de núcleo.

• Índice de calidad de la roca:

Se refiere a un porcentaje de recuperación modificada en la cual todas las piezas del núcleo d roca sana.

Mapa conceptual:

[pic 1]

[pic 2]

[pic 3]

[pic 4]

         Clasificación geológica de los suelos[pic 5]

[pic 6]

[pic 7][pic 8]

        Criterios de clasificación usados

[pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]

[pic 13]

 [pic 14]

[pic 15]

[pic 16][pic 17][pic 18]

[pic 19][pic 20][pic 21][pic 22][pic 23]

...