Caracterizacion Geomecanica

Caracterización Geomecánica

En base a descripciones geológicas y nuestro criterio se pudieron obtener valores de GSI para cada unidad litológica.

Unidad litológica GSI Descripción

Andesita 50-60 Fracturada en bloques - Buena

Pórfido 50-60 Fracturada en bloques - Buena

Dacita 50-60 Fracturada en bloques - Buena

Brechas 50-60 Fracturada en bloques - Buena

Granodiorita 50-60 Fracturada en bloques - Buena

La clasificación GSI nos permiten decir que nuestro macizo se presenta desde una condición fracturada en bloques, esto quiere decir que el macizo rocoso se encuentra algo perturbado, de varias caras, angulosos y definidos por 4 o mas sets de estructura. En cuanto a la condición de discontinuidades podemos decir que se sitúan en el rango de buena (superficies rugosas) a regular (superficies lisas).

Unidad Geotécnica

Andesitas

Mohr - Coulomb (Roca Intacta)

Los ensayos entregados son los siguientes:

 (MPa) c (MPa) Tipo de Ruptura

0 146 Matricial

5 164,8 Matricial

10 186,7 Matricial

15 220,5 Matricial

20 255,6 Matricial

30 307,3 Matricial

40 367 Matricial

50 401,5 Matricial

(Tabla con los datos finales)

Para lograr una estimación buena de la envolvente de falla de Mohr-Coulomb, eliminamos todos los datos que no son representativos y escaparan a la aproximación lineal. A continuación el gráfico con los pares de puntos:

Ahora utilizando la relación lineal de Mohr – Coulomb:

Al realizar la regresión lineal se pueden obtener los valores de c y Ф utilizando las fórmulas:

Entonces:

Unidad

σcm 141,50205

K 5,3964

φ 43,4186612 °

C 30,4565474 MPa

Hoek and Brown (Roca Intacta)

Con el criterio de Hoek and Brown, determinaremos ahora los parámetros para la roca intacta mi y σci a partir de la fórmula:

Luego:

Entonces:

X = σ3

Y = (σ3- σ1)2

Ahora utilizando los mismo ensayos que en Mohr – Coulomb para calcular el criterio de Hoek and Brown y nos queda la siguiente tabla:

Hoek & Brown

 (MPa) c (MPa) (σ1 - σ3)^2

0 146 21316

5 164,8 25536,04

10 186,7 31222,89

15 220,5 42230,25

20 255,6 55507,36

30 307,3 76895,29

40 367 106929

50 401,5 123552,25

Entonces:

(σci)2 = 13898,4326

σci = 117,89 Mpa.

mi* σci = 2188,2

mi = 18,56

Unidad

σci^2 13898,4326

σci 117,891614 Mpa

k 2188,2448

mi 18,5614967

Hoek and Brown (Macizo Rocoso)

Los parámetros de Macizo rocoso (mb, s y a), los determinamos a través de Excel y Roclab, en donde utilizaremos las siguientes formulas:

GSI 50 60 D 0,7

GSI 50 GSI 60

mb 1,19 mb 2,06

s 0,00071275 s 0,00303634

a 0,506 a 0,503

GSI

50 60

σ3 σ1 σ1

1 12,9407882 17,7024134

2 18,6689417 24,7700326

3 23,344735 30,5432227

4 27,4623373 35,6104654

5 31,2191443 40,2156902

6 34,7179022 44,4881088

7 38,0202034 48,5059901

8 41,1664304 52,3210086

9 44,1847634 55,9694026

10 47,0957937 59,4777509

11 49,9151112 62,866234

12 52,6548565 66,1506038

13 55,3247038 69,3434355

14 57,9325106 72,4549585

15 60,4847622 75,4936267

16 62,9868856 78,4665226

17 65,443477 81,3796497

18 67,8584693 84,2381497

19 70,2352594 87,0464665

20 72,5768048 89,8084716

GSI 50 GSI 60

σcm 15,204 σcm 20,824

K 3,0007 K 3,6208

φ 30,0057881 φ 34,5534302

C 4,38850478 C 5,47182112

Para un GSI = 50, el grafico con las envolventes de Mohr – Coulomb y Hoek and Brown realizados con el software Roclab.

Para un GSI = 60, el grafico con las envolventes de Mohr – Coulomb y Hoek and Brown realizados con el software Roclab.

Finalmente, para las Andesitas, las propiedades de resistencia, se resumen en la siguiente tabla:

Unidad Geotécnica Roca Intacta

Andesita ρ Ton/M3 C φ mi σci

2,65 30,46 43,42 18,56 117,89

Macizo Rocoso

GSI mb s a C φ

50 1,19 0,00071 0,506 4,39 30,01

60 2,06 0,00303 0,503 5,47 34,55

Pórfido

Mohr – Coulomb (Roca Intacta)

Los ensayos entregados y sacar los mas representativos al igual que en la andesita, nos queda la siguiente tabla:

 (MPa)  (MPa) Tipo de Ruptura

0 138,8 Matricial

0 141,1 Matricial

0 142,9 Matricial

0 146,9 Matricial

0 160,7 Matricial

0 163,1 Matricial

0 165,9 Matricial

5 208 Matricial

10 215,2 Matricial

15 218,5 Matricial

15 240 Matricial

20 250,2 Matricial

20 258,3 Matricial

30 317,1 Matricial

40 369,3 Matricial

50 389,6 Matricial

Y al realizar los cálculos con las formulas ya mencionadas los resultados son:

Roca Intacta:

Mohr Coulomb

K 5,0242

σcm 155,98

C 34,7940883

φ 41,9133305

Hoek and Brown (Roca Intacta)

Con el criterio de Hoek and Brown, determinaremos ahora los parámetros para la roca intacta mi y σci a partir de la fórmula:

Luego:

Entonces:

X = σ3

Y = (σ3- σ1)2

Ahora utilizando los mismos ensayos que en Mohr – Coulomb para calcular con este criterio quedándonos la siguiente tabla:

Hoek & Brown

σ σ1 σ1 - σ3)^2

0 138,8 19265,44

0 141,1 19909,21

0 142,9 20420,41

0 146,9 21579,61

0 160,7 25824,49

0 163,1 26601,61

0 165,9 27522,81

5 208 41209

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