Macizos Rocosos

Caracteristicas del macizo rocoso

Los parámetros geotécnicos fundamentales son la resistencia al corte, la deformabilidad, la permeabilidad y el estado original de esfuerzos, tanto para macizos en rocas duras como en rocas blandas. En las segundas la durabilidad de las rocas y su potencial de expansión y fluencia deben ser propiedades de primer orden.

En el caso de cimentaciones los principales problemas para una estructura en roca blanda son asentamientos diferenciales, rebote, falla a lo largo del contacto estructura-roca, las altas presiones de poros, las fugas excesivas y rara vez la falla por capacidad portante del macizo.

En los taludes la altura condiciona el tipo de caracterización geotécnica, como también lo hace la resistencia de la roca intacta y la geometría de las discontinuidades. Si es relevante la resistencia al corte, la deformabilidad puede tener interés por la inducción de fracturas de tensión en la corona, donde el agua introducida genera situaciones de inestabilidad que no existían.

Las obras más difíciles de caracterizar y modelar, son las excavaciones subterráneas. A diferencia de una estructura de concreto, el escenario estructural es aleatorio e incierto y queda escondido bajo una cubierta de suelo y material rocoso. Entre los problemas a resolver en el diseño de túneles, que han de conducir agua a presión están el de la estabilidad de las paredes sin agua y con ella, el grosor del refuerzo, la permeabilidad del macizo y la estabilidad de las laderas exteriores vecinas en caso de presiones hidrostáticas inducidas y de fuga de agua hacia los taludes y laderas.

La caracterización apropiada de los macizos rocosos, además de ser la base para el diseño de las obras, contribuye a la optimización del método constructivo, da vía al mejoramiento del macizo (anclajes, inyecciones, drenaje) y permite la programación de observaciones durante el funcionamiento de las obras.

SISTEMAS DE CALIFICACIÓN Y CLASIFICACIÓN GEOTÉCNICA DE MACIZOS ROCOSOS

Desde comienzos de los años 70 se ha extendido el uso de sistemas de calificación y clasificación geotécnica de macizos rocosos, los que emplean un índice de calidad geotécnica para calificar el macizo

rocoso y, de acuerdo a esta calificación o “rating”, clasificarlo según su calidad geotécnica”.

Actualmente los sistemas de calificación y clasificación geotécnica de macizos rocosos más usados en la

industria minera son los siguientes (ordenados de más a menos frecuente):

• Sistema de Laubscher o calificación del macizo rocoso según los índices RMR y MRMR

• Sistema de Barton o calificación del macizo rocoso según el índice Q

• Sistema de Bieniawski o calificación del macizo rocoso según el índice RMR (Bieniawski, 1973)

• Método del índice de resistencia geológica, GSI (Hoek, 1994) Salvo el método del índice de resistencia geológica, todos estos sistemas se desarrollaron con el propósito de evaluar la condición de estabilidad y requerimientos de fortificación de excavaciones subterráneas, y califican el macizo rocoso considerando básicamente tres parámetros:

Parámetro A: La resistencia de los bloques de roca que conforman el macizo rocoso (ie resistencia de la roca1, no del macizo rocoso), en términos de su magnitud absoluta (eg Bieniawski, 1973) o bien en términos de su magnitud relativa respecto al estado tensional in situ e inducido (eg Barton et al, 1974). En general no se explicita si se trata de una definición en términos de esfuerzos efectivos o totales (salvo Barton et al, 1974, que definen un “esfuerzo activo”), pero comúnmente se supone que se trata de esfuerzos efectivos.

Parámetro B: La “blocosidad” del macizo rocoso, definida en forma indirecta mediante variables asociadas al grado de fracturamiento y/o espaciamiento de las estructuras del macizo rocoso.

Parámetro C: La condición de las discontinuidades que definen los bloques y, al mismo tiempo, la condición de contacto entre éstos. Definida considerando una serie de variables geológico-geotécnicas de tipo cualitativo. El método del índice de resistencia geológica se desarrolló con el propósito de escalar la resistencia del

macizo rocoso, definida de acuerdo al criterio de Hoek-Brown. Conforme con esto, este método solo considera los parámetros B (blocosidad del macizo rocoso) y C (condición de las discontinuidades) e ignora el parámetro A, ya que la resistencia de la roca es parte de la información de entrada en el criterio de Hoek-Brown. Conforme con lo anterior, puede señalarse que estos métodos se han desarrollado suponiendo que el macizo rocoso se encuentra fracturado o intersectado por discontinuidades que definen bloques que, implícitamente, no conforman un conjunto masivo.

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