Propiedades y Clasificaciones Geomecánicas de Macizos Rocosos

Propiedades de los Macizos Rocosos

Discontinuidad

Cualquier plano de origen mecánico o sedimentario que independiza o separa los bloques de matriz rocosa en un macizo rocoso. La resistencia a la tracción en estos planos es muy baja o nula. Su comportamiento mecánico queda caracterizado por su resistencia al corte o por la del material de relleno.

Macizo rocoso

Conjunto de los bloques de matriz rocosa y de discontinuidades diversas que afectan al medio rocoso. Mecánicamente, los macizos rocosos son medios discontinuos, anisótropos y heterogéneos. Presentan una resistencia a la tracción nula.

Durabilidad

Resistencia que la roca presenta ante procesos de alteración y desintegración. Se determina mediante el ensayo SDT (sequedad-humedad-desmoronamiento) que consiste en someter al material previamente fragmentado a ciclos estándar de humedad-sequedad-desmoronamiento de 10 minutos de duración en el laboratorio.
ID (%) = Peso seco después de uno o dos ciclos / Peso inicial de la muestra.

RQD (Recuperación Modificada de Testigos)

Es la recuperación modificada de testigos, la cual, a su vez, depende indirectamente del número de fracturas y del grado de debilitamiento o alteración del macizo rocoso.
RQD (%) = (Longitud de trozos de testigos (> 10 cm) * 100) / Longitud total del testigo.

Cálculo del RQD en función del número de fisuras por metro

Determinadas al realizar el levantamiento litológico-estructural en el área o zona predeterminada de la operación minera.

Cálculo del RQD en función del número de fisuras por metro cúbico (Jv)

Determinadas al realizar el levantamiento litológico-estructural en el área o zona predeterminada de la operación minera. (Jv = Número de fisuras por metro cúbico). El Jv se calcula sumando el número de fisuras por metro que corten de manera independiente a cada uno de los 3 ejes de un cubo imaginario en el cuerpo rocoso materia de análisis. No se debe contar una fisura en más de un eje; por ejemplo, si una fisura corta al eje x y al eje y, la contaremos bien en el eje x o en el eje y, pero no en ambos. Para tener una mayor precisión, mediremos una longitud adecuada en cada eje y luego hallaremos el número de fisuras en un solo metro, haciendo una regla de 3 simple.

Clasificación Geomecánica de Macizos Rocosos

Frecuencia Lineal de Fracturas (FF)

Parámetro que representa la frecuencia por metro de longitud, en una dirección dada, de todas aquellas estructuras abiertas y/o con rellenos débiles que presentan una persistencia mayor que 2 m y que al unirse con otras estructuras definen, sobre la superficie del mapeo, polígonos cerrados. Este parámetro depende de la dirección en que se mida, por lo que, si no se indica explícitamente la dirección de referencia, se considera que el valor indicado corresponde al valor típico del macizo rocoso.

RMR (Clasificación Geomecánica de Bieniawski)

Clasificación geomecánica que permite clasificar las rocas in situ y estimar el tiempo de mantenimiento y longitud de un vano. Se utiliza usualmente en la construcción de túneles, taludes y cimentaciones. Consta de un índice de calidad RMR (Rock Mass Rating), independiente de la estructura, y de un factor de corrección.
El RMR se obtiene estimando cinco parámetros: resistencia a la compresión simple de la roca, RQD, separación entre las diaclasas, su estado y presencia de agua freática. El resultado de cada uno de los parámetros se le asigna, según las tablas, un valor y se suman todos ellos para obtener el índice de calidad RMR sin correcciones. A este valor se le debe restar un factor de ajuste en función de la orientación de las discontinuidades. (0-20 muy pobre 10-0,05 min < 30°; 41-60 regular 1 sem/3 meses 35-40°; 61-80 bueno 4-6 meses 40-45°; 81-100 muy bueno + 5 meses 45°). El factor de corrección, definido cualitativamente, depende de la orientación de las discontinuidades y tiene valores distintos según se aplique a túneles, cimentaciones o taludes. El índice de RMR se obtiene de restar a los valores obtenidos el factor de ajuste. Este índice puede variar entre 0 y 100 y define cinco clases de roca designadas con números romanos que se corresponden con cinco calidades del macizo rocoso: muy buena, buena, media, mala y muy mala.

Calidad del Macizo Rocoso Q (Índice de Calidad Tunelera)

Los seis parámetros que describen la calidad del macizo rocoso Q se combinan de la siguiente forma:
Q = (RQD / Jn) * (Jr / Ja) * (Jw / SRF)
Donde:
RQD: Recuperación modificada de testigos
Jn: Número del conjunto de fracturas
Jr: Representa la rugosidad de las fracturas
Ja: Representa el grado de alteración
Jw: Factor de reducción por efecto del agua contenida en las fracturas
SRF: Factor de reducción del esfuerzo