Clasificación del macizo rocoso para la ingeniería.

Clasificación del macizo rocoso para la ingeniería.

1. Introducción

Los objetivos de la clasificación del macizo rocoso son:

1. Identificar los parámetros más significativos que influencian el comportamiento del macizo rocoso.
2. Dividir una formación particular de macizo rocoso en grupos de comportamiento similar, es decir, clases de macizos rocosos de diversa calidad.
3. Proveer una base para entender las características de cada clase de macizo rocoso.
4. Relacionar las condiciones de las rocas en un sitio con las condiciones y experiencias encontradas en otras.
5. Obtener datos cuantitativos y pautas para diseños de ingeniería.
6. Proveer una base común para la comunicación entre ingenieros y geólogos.

Los ítems anteriores sugieren tres beneficios principales de la clasificación del macizo rocoso:

1. Mejorar la calidad de las investigaciones del sitio al pedir un mínimo de datos de entrada como parámetros de clasificación.
2. Proveer información cuantitativa para propósitos de diseño.
3. Permitir un mejor juicio ingenieril y una comunicación más efectiva en un proyecto.

1. Papel de la clasificación del macizo rocoso en la caracterización in situ y en el diseño de ingeniería

“La mera formulación de un problema es más esencial que su solución”

Los ingenieros de diseño y geólogos se enfrentan la roca como un ensamble de bloques de material rocoso separados por varios tipos de discontinuidades como diaclasas, fallas, planos de estratificación y demás. Este ensamble constituye el macizo rocoso. Consecuentemente, las propiedades del macizo rocoso y la roca intacta deben ser ambas tomadas en consideración.

1. La roca como un material de ingeniería

El comportamiento de la roca es mejor representado en una curva esfuerzo-deformación como el ejemplo de la figura.

[pic 1]

Se observa que, inicialmente, la deformación incrementa conforme se aumenta la carga. Eventualmente, se llega a un nivel de esfuerzo en el que se empieza a fracturar con lo que ocurren grietas diminutas que empiezan a propagarse y que están presentes en cualquier material. Conforme se incrementa la deformación, la propagación de estas grietas es estable. Esto significa que, si se detuviera el incremento de esfuerzo, la propagación de grietas se detendría. Sin embargo, si se incrementa aún más el esfuerzo, se llegaría a otro nivel de esfuerzo llamado liberación de energía crítica, en el cual la propagación de grietas es inestable. Por lo tanto, la propagación continuaría inclusive si se detuviera el incremento de esfuerzo.

Luego, se llega a la máxima capacidad de carga del material, llamada resistencia a la falla, la cual es la resistencia del material rocoso. La mayoría de las rocas caracterizadas por tener fractura frágil fallan violentamente en esta etapa cuando son puestas a prueba en una máquina de ensayos de carga convencional. En tales casos, el sistema espécimen-máquina colapsa y la resistencia a la falla coincide con la ruptura (completa desintegración del espécimen de roca). Por otro lado, si la rigidez de la máquina fuera incrementada, el esfuerzo se reduciría mientras que la deformación incrementa. Esta etapa es caracterizada por la pendiente negativa de la curva esfuerzo-deformación y el material está ahora en un estado fracturado.

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