Análisis y Evaluación de Sondajes en Roca

Estimación de la Calidad del Macizo Rocoso

Para estimar la calidad del macizo rocoso, se deben considerar los siguientes parámetros:

• RQD (Rock Quality Designation):
• FMR (Factor de Masa Rocosa):
• Criterio de Hoek-Brown:

Los parámetros a estimar son:

• Resistencia de la roca intacta: Se determina mediante ensayos de compresión simple o carga puntual.
• RQD:
• Espaciamiento de discontinuidades:
• Condición de las discontinuidades: Grado de relleno, alteración, etc.
• Condición de agua: Se considerará seco para simplificar el análisis de estabilidad.
• Recuperación de testigo:
• Frecuencia de fractura (ff y jv): Se analizará en intervalos de 1.5 metros.

Medición del RQD

El RQD se mide sumando la longitud de todos los trozos de testigo mayores a 10 cm en el intervalo de 1.5 m. Se consideran únicamente las discontinuidades naturales con sonido sólido. En caso de duda sobre el origen de la discontinuidad, se considera como natural (criterio conservador). Las medidas se toman con respecto al eje del testigo y se expresan en porcentaje del intervalo de 1.5 m.

Espaciamiento de las Discontinuidades

Se mide indirectamente a través de la frecuencia de fractura, sumando solo las fracturas naturales. Se incluyen las fracturas inducidas que siguen un patrón natural (reabren fracturas cerradas). En tramos con diferente fracturamiento, se considera la condición más desfavorable. Se debe registrar la presencia de mayor fracturamiento por cambios en la condición de la roca. Las fracturas se agrupan según su manteo:

1. 0° a 30°
2. 31° a 60°
3. 61° a 90°

Estos grupos se utilizan para determinar el espaciamiento y la frecuencia de fractura. La frecuencia de fractura se calcula dividiendo la suma de las fracturas de los tres grupos por el intervalo de 1.5 m.

Condición de la Fractura

Se debe observar el relleno, las alteraciones de las paredes, la rugosidad (microrugosidad) y la abertura. En sondajes, la abertura es difícil de observar, pero la presencia de óxidos de hierro puede indicar su existencia. Se debe calcular el rating y el grado de alteración.

Ensayos de Laboratorio

Ensayos no destructivos: Densidad, porosidad, velocidad de ondas P y S, módulos elásticos, resistencia a la compresión uniaxial simple, módulo elástico estático.

Ensayos destructivos: Triaxial, tracción indirecta, tracción directa, índice de carga puntual.

Modelamiento Geotécnico

Variables geotécnicas modeladas: RMR (Bieniawski), TBL (Tamaño de Bloque Medio), UCS (Compresión Uniaxial Simple), RQD.

Método de trabajo:

1. Análisis Exploratorio de Datos (EDA)
2. Definición de Unidades Geotécnicas (UGB)
3. Modelamiento Variográfico de los parámetros
4. Estimación utilizando Kriging Ordinario (KO)

Construcción del Modelo Geotécnico

Un modelo geotécnico se construye con la siguiente información:

• Información Base: Mapeos geotécnicos de sondajes y modelo geológico del área de estudio (ej. mapeos con RMR, considerando la condición seca). Modelo geológico de bloques con litología, alteración, mineralización y dominios estructurales.
• EDA: Análisis del comportamiento estadístico de las variables a modelar en su entorno geológico.
• Modelamiento Variográfico: Obtención de los parámetros de estimación para Kriging Ordinario (radios de búsqueda, número de muestras por octante, ángulo del elipsoide, longitud de los ejes de la elipse, etc.).
• Kriging Ordinario (KO): Obtención de los valores de las variables geotécnicas para los diferentes bloques, generando el modelo final.

Remoción en Masa

La remoción en masa es el desplazamiento de grandes volúmenes de material superficial ladera abajo por la gravedad. El agua juega un papel importante, ejerciendo presión y rompiendo el equilibrio. La gravedad proporciona la energía para el movimiento descendente. Este terreno suele presentar rocas fragmentadas por meteorización física, química o biológica. También puede presentar un estrato superficial de suelo con o sin vegetación. Los movimientos de masa son comunes en épocas lluviosas o durante actividad sísmica. En lugares secos, se originan principalmente por sismos.

Factores que influyen en la remoción en masa:

• Litológicos: Rocas inconsolidadas sobre rocas consolidadas.
• Estructurales: Meteorización física, química o biológica del estrato rocoso superficial.
• Topográficos: Laderas con pendientes abruptas.
• Antrópicos: Deforestación del terreno.
• Tectónicos: Acción de las ondas sísmicas.
• Climáticos: Precipitaciones fuertes o continuas.

Clasificación de la Remoción en Masa

• Caída: Movimiento rápido de rocas a través del aire.
• Volcamiento: Giro hacia delante de una o varias rocas por gravedad o presión del agua.
• Deslizamiento: Movimiento por fallas o debilidad del terreno.
  • Deslizamiento rotacional (hundimientos): Desplazamientos de suelos o rocas blandas a lo largo de una depresión.
  • Deslizamiento translacional: Movimientos de capas delgadas de suelo o rocas fracturadas a lo largo de superficies con poca inclinación.
• Flujos de tierra: Movimientos lentos de materiales blandos, que a menudo arrastran vegetación.
• Flujos de lodo: Se forman cuando la tierra y la vegetación son debilitadas por el agua.
• Reptación: Deformación lenta del suelo o roca por la gravedad, visible en la inclinación de árboles y postes.
• Solifluxión: Flujo descendente lento en masa en climas fríos con ciclos de hielo-deshielo (permafrost).
• Aluvión: Cuando ceden los diques de lagunas o lagos, el agua arrastra todo a su paso. Se produce por procesos tectónicos, climáticos, volcánicos, etc.

Estabilidad de Taludes

La estabilidad de taludes estudia la estabilidad o inestabilidad de un talud al realizar un proyecto. La inestabilidad puede producirse por:

• Razones geológicas (laderas inestables, estratificación, meteorización).
• Variación del nivel freático (situaciones estacionales u obras).
• Obras de ingeniería (rellenos o excavaciones).

La estabilidad depende de la resistencia del material, los empujes y las discontinuidades. Los taludes pueden ser de roca o tierra.

Definición de Talud

Un talud es una masa de tierra con pendiente o cambios de altura. Se diferencia de una ladera en que el talud es conformado artificialmente.

Tipos de Taludes

• Terraplenes
• Cortes de laderas naturales
• Muros de contención
• Cortes en vías

Causas de Fallas en Taludes

• Cambios topográficos
• Sismicidad
• Flujos de agua subterránea
• Cambios en la resistencia del suelo
• Meteorización

Un talud estable puede volverse inestable si no se trata o monitorea.

Partes de un Talud

• Altura: Distancia vertical entre el pie y la cabeza.
• Pie, pata o base: Sitio de cambio brusco de pendiente en la parte inferior.
• Cabeza, cresta, cima o escarpe: Sitio de cambio brusco de pendiente en la parte superior.
• Altura de nivel freático: Distancia vertical desde el pie hasta el nivel de agua debajo de la cabeza.
• Pendiente: Medida de la inclinación.