Estabilización de Macizo Rocoso

Estabilizacion de Macizo Rocoso

Tarea 2

Integrantes

Angel Cardenas

Segio Yáñes

Introduccion.

En un macizo rocoso se evalúa el material rocoso, el sistema de diaclasas, las condiciones del agua y las condiciones de esfuerzos. En el material rocoso se evalúa la compresión inconfinada y la resistencia a la tracción utilizando núcleo de prueba. En el sistema de diaclasas se evalúan los parámetros señalados de rugosidad, separación (distancia), abertura (tamaño de bloques), rellenos, orientación (número de familias), persistencia y continuidad. En las condiciones del agua se evalúan la cantidad y los efectos del agua. También las características físicas y químicas de agua, y las modificaciones del caudal en el tiempo pueden importar. En las condiciones de esfuerzos se evalúan, en cantidad y dirección, los cambios en la masa y los cambios en la carga. Aquí es posible considerar la necesidad de estudios de sismicidad local.

El método Rock Mass Rainting (RMR) para la clasificación de macizos rocosos fue desarrollado por Bieniawski (1972). Este método permite, de forma sencilla, estimar la calidad del macizo rocoso, mediante la cuantificación de parámetros de fácil medición, los cuales se establecen en el campo de manera rápida y con costos económicos mínimos. El método RMR incluye los siguientes parámetros: resistencia a la compresión uniaxial de la roca, Rock Quality Designation (RQD), espaciamiento de discontinuidades, condición de las discontinuidades, condición del agua subterránea y orientación de las discontinuidades. Con el valor del RMR es posible establecer algunas propiedades geotécnicas preliminares del macizo, para analizar la estabilidad del talud del frente de explotación actual. El sistema Q, fue propuesto por Barton et al. (1974), basándose en una gran cantidad de casos tipo de estabilidad en excavaciones subterráneas, siendo su principal propósito establecer un índice para determinar la calidad del macizo rocoso en túneles. El sistema Q incluye parámetros como el índice de calidad de la roca (RQD), número de sistemas de fisuras (Jn), rugosidad de las fisuras (Jr ), alteración de las fisuras (Ja ), factor de reducción por agua en las fisuras (Jw), y el factor de reducción por esfuerzos (SRF). El valor numérico del índice Q se obtiene a partir de la siguiente ecuación: Q = (RQD/Jn) * (Jr /Ja ) * (Jw/SRF).

Esta caracterización del macizo rocoso nos va permitir poder obtener la información necesaria para definir los elementos de soporte que generaran la estabilidad necesaria para el macizo rocoso.

Antecedentes.

Se contempla la ejecución de dos túneles paralelos y tres conexiones perpendiculares entre ellos, el trazado considera diversos comportamientos del macizo rocoso, controlado principalmente por litología y sets de discontinuidades. Destaca la presencia de una zona de falla, cuya extensión ha sido acotada mediante prospecciones de sondajes diamantinos.  

Los túneles paralelos corresponden a:

• Túnel de Acceso 1 (T1), sección circular, radio R1 = 10 m. Longitud 3 km
• Túnel de Transporte Mineral (T2), sección circular, radio R2 = 7 m. Longitud 3 km
• Orientación E-W •
• Separación entre ejes del túnel = 100 metros. •
• Pendiente = 0%  
• Las conexiones C1, de orientación N-S, son de sección circular, radio R3 = 4 m. Se encuentran a 750, 1500 y 2250 metros de los portales de entrada E. Pendiente = 0% • Mayor altura de cobertura (sobrecarga) = 1200 m.
• Se han mapeado 4 unidades geotécnicas básicas (UGTB): •
• Jvn (azul)
• Falla geológica (amarillo)
• Klc (1) (verde claro)  
• Klc (2) (verde oscuro)
• Considerar alturas de sobrecarga máximas en cada UGTB para el análisis •
• En condición seco a semis aturada se deben realizar los análisis sin agua y con agua (ejm: 50% fill fisures)

[pic 1]

Figura N°1: Vista longitudinal de los túneles con las distintas litologias.

Proponer un diseño de soporte para el proyecto minero, que contempla la ejecución de dos túneles paralelos y tres conexiones perpendiculares entre ellos.

Metodología.

La siguiente figura muestra la metodología a seguir. Inicialmente se definen los parámetros que se consideran de mayor relevancia dentro del diseño como condiciones de esfuerzos y propiedades de la roca entre otros. Una vez establecidos, éstos se ingresan al gráfico empírico del índice Q (Barton et al., 1974) para determinar los requerimientos de soporte que posteriormente se incluirán dentro del modelo numérico en Phase2. Finalmente, usando una adaptación del método de reducción de resistencia al corte, se asignarán factores de seguridad a las diferentes simulaciones de acuerdo al criterio de estabilidad elegido.

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