Fundamentos de Clasificación Geomecánica: RMR, RQD y Estabilidad del Macizo Rocoso
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Clasificación y Propiedades del Macizo Rocoso
Definición de Macizo Rocoso
El Macizo Rocoso es el volumen intersectado por estructuras geológicas, definido como bloques o subbloques. El macizo rocoso contiene la Roca Intacta y las Discontinuidades.
Sistemas de Clasificación Geomecánica
Los sistemas de clasificación son esenciales para determinar las propiedades mecánicas del macizo rocoso, evaluar su estabilidad y obtener información crucial para el diseño de obras de ingeniería.
RQD (Rock Quality Designation)
Es la principal característica que representa y califica el macizo respecto a las discontinuidades que presenta. Se basa en la medición de los trozos de testigo recuperados mayores a 10 cm.
RMR (Rock Mass Rating)
Califica el macizo por medio de puntajes respecto a la suma de factores clave: (RQD + UCS + Espaciamiento de Discontinuidades + Condición de Juntas (Jc) + Presencia de Agua (Jw)). El RMR se centra en describir el estado de las juntas, las cuales son representativas para el macizo rocoso.
Q-Barton
Evalúa el macizo ponderando el tamaño de bloque, la resistencia al corte y los esfuerzos activos del bloque.
Q' (Q Prima)
Evalúa el macizo haciendo redundantes el Factor de Reducción de Esfuerzos (SRF) y el Factor de Agua (Jw). Se utiliza para el cálculo de estabilidad y ecuaciones constitutivas, reflejando de mejor manera el comportamiento del macizo rocoso.
GSI (Geological Strength Index)
Índice de calidad desarrollado para estimar los parámetros mb y s de la clasificación Hoek-Brown. El GSI combina dos aspectos fundamentales del comportamiento de los macizos rocosos:
- Su fracturación (tamaño y forma de los bloques).
- La resistencia al corte de las discontinuidades.
El GSI se basa en un comportamiento isotrópico del macizo, independiente de la dirección de las cargas (ya que la diferencia entre la resistencia de la roca y las discontinuidades es pequeña). Por lo tanto, no es utilizable en macizos con una dirección estructural dominante. Este índice existe para subsanar algunos problemas del RMR.
Ajustes y Factores Influyentes
MRMR (Mining Rock Mass Rating)
El MRMR ajusta el RMR para considerar factores externos como los esfuerzos in situ e inducidos, los efectos de tronadura y la alteración natural.
Efecto Escala
El mecanismo de falla varía con la escala (desde roca intacta a discontinua). La resistencia disminuye a medida que el tamaño de la muestra aumenta, ya que la discontinuidad presenta una menor resistencia y rigidez que la roca intacta, hasta alcanzar un volumen representativo.
Influencia de la Presión de Agua
La presión de agua afecta de forma negativa, debido a que aumenta la presión de poros, penalizando severamente la calificación de cada sistema.
Dominios Geológicos y Geotécnicos
Dominios Geológicos
Son agrupaciones de sectores ordenados por sus características geológicas presentes en el área (ejemplo: óxidos, sulfuros, alteraciones, tipos de pórfido, etc.).
Dominios Geotécnicos
Son agrupaciones de sectores ordenados que presentan discontinuidades, estructuras y mecanismos de falla similares.
Conceptos de Ingeniería Dinámica
Definición de Análisis Dinámico
El Análisis Dinámico comprende el estudio de las fuerzas, desplazamientos, velocidades y aceleraciones que aparecen en una estructura o mecanismo como resultado de los movimientos y deformaciones que se presentan en dicho sistema.