Caracterización Del Macizo Rocoso: Métodos De Investigaciones Directas E Indirectas PDF

**CARACTERIZACIÓN DEL MACIZO ROCOSO MEDIANTE MÉTODOS DE INVESTIGACIONES DIRECTAS E INDIRECTAS** 1\. Son las condiciones diferenciales, genéticas o geomorfológicas de áreas geológicas, de familias de estructuras diferentes, de petrología, RMR, F.S., factores y características diferentes de estabilid...

**CARACTERIZACIÓN DEL MACIZO ROCOSO MEDIANTE MÉTODOS DE INVESTIGACIONES DIRECTAS E INDIRECTAS** 1\. Son las condiciones diferenciales, genéticas o geomorfológicas de áreas geológicas, de familias de estructuras diferentes, de petrología, RMR, F.S., factores y características diferentes de estabilidad o geodinámica. 2\. Conjunto de matriz rocosa y discontinuidades. 3\. Presenta carácter heterogéneo, con relación a otras porciones de áreas y diferencias de discontinuidad. 4\. Normalmente anisótropo por naturaleza y frecuencia. 5\. Diferentes orientaciones de los planos de discontinuidad, que condicionan su comportamiento geotécnicos, geomecánico e hidráulico, etc. *Mecánica de Rocas:* Estudia el comportamiento de los materiales cohesivos en procesos de esfuerzo y deformación. *Geomecánica:* Es la extensión de la Mecánica de Rocas. *Mecánica de suelos:* Estudia el comportamiento de los materiales no cohesivos. *Geotécnia:* Es la extensión de la Mecánica de Suelos. Visión e investigación exógena que determina el Factor de Seguridad (F.S.). *Geoingeniería:* Teoría científica actual que aborda el cambio climático, con el propósito de combatir el calentamiento global. La erosión del un cerro de cordillera deja el descubierto un área vertical para poder estudiar con precisión la pendiente del cerro en sus partes endógenas. *Método eléctrico:* Se basa e variaciones de resistividad en el suelo, se usa para detección de variación de litologías, identificación de fallas, niveles freáticos, etc. Pueden realizarse tomografía eléctrica vertical SEV, Dipolo- Dipolo, etc. *Tomografía sísmica:* Es aquella que procesa imagines de un cuerpo material por secciones en base a una reconstrucción. *Densidad terrestre:* La ondas emitidas registras variedad de densidad de diferentes cuerpos rocosos en g/cm3 y se crean registros. *Gravedad terrestre:* Este método se basa en la variación de la aceleración de la gravedad (g) en diferentes zonas de planea. (volumen y Densidad). Las anomalías gravimétricas pueden ser domos de sal o agua. *Comparación de meteoritos:* Método análogo paralelo observando el meteorito como material similar como se originó la tierra en sus áreas mas endógenas viniendo del espacio. *Otras clasificación de métodos:* Métodos potencial: estudio gravedad/magnetismo/eléctricos Métodos propagación ondas: sismología/radar/sísmica La ***Planificación*** se basa en los siguientes factores: Accesibilidad Topografía y Geomorfología del Terreno Y los obstáculos que se tienen que enfrentar para investigar la totalidad del área del terreno de interés. El ***Programa de Trabajo*** depende de dos factores: A\) El tiempo de interés que se invertirá por de objetivo que se quiere alcanzar (F.S. -- RMR, PLANOS, MEMORIAS DESCRIPTIVOS Y PRODUCTOS ENTREGABLES COMO INFORMES TÉCNICOS). B\) Y los objetivos de interés, lo recomendable es un sistema integrado de gestión entre Geofísica-Geología-Geotécnico-Geomecánico. Elaboración ***estratégica*** para realizar y levantar un informe Geomecánico - Geotécnico: 2.1. Levantamiento topográfico de planos: Topográfico - Geomorfológicos Geológicos (Petrología) Estructurales (Fallas, fracturas, diaclasas, etc.) Geotécnicos (Determinación F.S.) Geomecánico (Determinación de GSI-RMR) De calicatas (Para ubicación y determinación de los estratos y capas de estratos o pseudo- estratos. De muestreo (Para ensayos). 2.2. Tomas de muestras de campo para determinar: Pesos Unitarios Ángulos de fricción interna Cohesión Límites de Atterberg Módulos de Young, Poisson y G Porosidad y Permeabilidad Clasificación de suelos Contenidos de sulfosales, cloruros, etc. Contenidos de ferromagnesianos Contenidos ácidos, etc. 2.3. Objetivos Definir desde el punto de vista Geotécnicos los factores de seguridad (F.S.) orogenies, pendientes, taludes, laderas para evitar movimientos geodinámicas y mitigar los posibles peligros de colapso exógeno, es decir, en la superficie de los terreno de interés. Determinar de manera endógena en base a softwares y métodos directos e indirectos el RMR, del macizo rocoso de interés para que también no colapse y ocurran accidentes. Realizar las investigaciones pertinentes para llegar a Conclusiones y Recomendaciones ESTRATEGIAS Unas de las estrategias importantes que se debe tener en cuenta es el aspecto holístico-axiológico-epistemológico para no perder la objetividad. Matriz de consistencia cinegética que nos permite visualizar todos los factores de manera paralela y análoga de manera ejecutiva para no obviar ningún factor de investigación y tener la data de manera pragmática. Es de vital importancia los mapeos geológicos por la determinación de las rocas y suelos, plasmar los F.S. para saber las zonas de peligro y registrar los RMR para verificar que no exista ningún colapso. USO PLANOS BASE Planos topográficos listos para volcar los datos de campo: lugares de las muestras, fallas, calicatas, cuerpos rocosos, suelos, etc. En dos dimensiones y en tercera dimensión. USO DE FOTOS AÉREAS SATELITALES Se crea una línea de ruta en base a ella se crea un perfil para determinar las pendientes del terreno. (Google Earth) ESTUDIOS VIALES La comparación analógica entre el plano o mapa geomorfológico y el plano con contenido del plano de geología histórica en comparación con le plano topográfico ayuda a determinar el QC (QUALITY CONTROL) de como van las pendientes en relación directa con las pendientes de los terrenos en interés para saber cuales están en peligro de colapsar y cueles son zonas estables. Se puede determinar si el trazo de la carretera esta bien ubicado sobre materiales competentes entre suelo y roca. CONCEPTOS GENERALES *Resistividad Eléctrica:* Es la resistencia eléctrica específica de un determinado material. Se designa por la letra griega rho minúscula (ρ) y se mide en ohm-metro (Ω m). en donde es la resistencia en Ohms, la sección transversal en m² y la longitud en m. Oposición al traspaso de la onda eléctrica por un cuerpo. La **resistividad** de un material es constante. Se expresa en Ohms-Centímetros y expresa la resistencia que tiene un material por unidad de longitud unidad de área transversal. Es decir, la resistividad es el concepto necesario para conocer la resistencia de un objeto. *Resistencia Eléctrica:* Oposición que presenta un conductor al paso de la corriente eléctrica. Conocida la resistividad de un material, podemos saber su **resistencia** (entendida la resistencia como oposición al flujo de corriente eléctrica). La resistencia, calculada en base a la resistividad del material, será directamente proporcional a la longitud del objeto en cuestión e inversamente proporcional a su área transversal. *Conductividad Eléctrica:* Es la medida de la capacidad (o de la aptitud) de un material o sustancia para dejar pasar (o dejar circular) libremente la corriente eléctrica. La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del materia. Es muy importante tener ideas amplias sobre los diferentes tipos de los depósitos geológicos y macizo rocos para determinar las estrategias de investigación para la caracterización del macizo rocoso con el objetivo de saber tirar las líneas sísmicas y optar por buenos métodos para determinar los F.S. y los RMR. SONDAJES ELÉCTRICOS VERTICALES El método consiste en determinar el parámetro de resistividad a profundidad, mediante la inyección de corriente eléctrica en el subsuelo y la medición del potencial resultante a través de un arreglo electródico tetraelectródico. El Sondeo Eléctrico Vertical (SEV) como método geofísico de corriente directa (DC) es muy utilizado por su sencillez y la relativa economía instrumental apropiado para la adquisición en campo. ONDAS SÍSMICAS Conceptos Importantes *Energía Potencial:* Es el trabajo de la energía. En un sistema físico, la energía potencial es la energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. Y se convierte energía cinética. *Líneas Equipotenciales:* Líneas equidistantes a la corrientes eléctricas o flujos de agua que se hacen en un plan de trabajo para verificar las variaciones para determinados cálculos. El método consiste en determinar el parámetro de resistividad a profundidad, mediante la inyección de corriente eléctrica en el subsuelo y la medición del potencial resultante a través de un arreglo electródico tetraelectródico. El Sondeo Eléctrico Vertical (SEV) como método geofísico de corriente directa (DC) es muy utilizado por su sencillez y la relativa economía instrumental apropiado para la adquisición en campo. DOWN HOLE El método Down-Hole consiste en generar ondas sísmicas en la superficie, mediantes golpes verticales y horizontales en una placa (Fig.1) ubicada a una distancia de 1 a 3 metros aprox. del pozo, registrándose los tiempos de llegada de las ondas de compresión (ondas P) y cizalle (ondas S). GEORADAR El georadar es una moderna técnica no destructiva, ampliamente utilizada por un grupo muy diverso de profesionales que incluyen agrónomos, arqueólogos, criminólogos, ingenieros, especialistas ambientales, forestales, geólogos, geofísicos, hidrólogos, gestores de uso de la tierra, y los científicos del suelo. Se trata de un método no invasivo de análisis de materiales basado en la transmisión de ondas electromagnéticas de banda ultra ancha en los materiales. Una parte de la onda electromagnética se refleja cuando se alcanza un límite entre dos materiales con diferentes propiedades eléctricas. La señal reflejada se graba en la fuente de la onda EM y se muestra para el operador y con frecuencia registrada para su posterior análisis. Se usan para estudios de hormigón (concreto), detección de infraestructura (metálica y no metálica) enterrada (tuberías, cables, cámaras, etc.), zonas de relleno,enterramientos, estudios arqueológicos, estudios viales, geotecnia, estratigrafía somera, mapeo de fracturas. ***Objetivo*** de aplicar las Ondas Sísmicas en la Geotecnia y Geomecánica para caracterizar el Macizo Rocoso: Definir y determinar las ondas Vs y las Vp para determinar los factores geotécnicos y definir los factores de seguridad (F.S.) y calcular el RMR (Resistencia de la Masa Rocosa) del macizo rocos en áreas inaccesibles donde no se puede aplicar métodos directos. EXCAVACIÓN DE CALICATAS La calicata por lo general es un cubo donde los lados superficiales sueles ser equidistantes por ejemplo 2 m. x 2 m. según requiera la expansión del terreno en estudio. La orientación de uno de los lados debe por lo general coincidir con el Norte magnético por cuestión de orden y orientación de estudio de los horizontes y el macizo rocoso donde es el límite vertical de profundidad de la calicata. La calicata debe tener coordenadas de ubicación, tipo de material descrito, etc. Calicata con cinta de medida para ver las potencias de los estratos donde el límite de profundidad esta dado por el macizo rocos que hay que analizar, investigar y plotear. Calicata hecha en material de suelo con cálculos de permeabilidad (K) antes de llegar al estudio de la base donde es el límite dado por el macizo rocoso. La diferencia que existe entre la calicata y la trinchera radica en que la trinchera en sus lados superficiales un lado es mayor por el doble o triple del otro lado debido a que puede copara mayor espacio de estudio. Esta trinchera está hecha en base a un lado más largo que el otro para poder tener mayor espacio de estudio y recolección de muestras para el estudio de los suelos y el macizo rocoso. PERFORACIÓN DIAMANTINA Maquina de Perforación Diamantina, roto percutiva, debido a que luego que rota en su eje la tubería de perforación también golpea para que la perforación tengo mayor alcance de corte en la roca. PARÁMETROS 1\. La resistencia a compresión simple del material 2\. El RQD (designación de la calidad de la roca) 3\. El espaciamiento de las discontinuidades. 4\. Condiciones de Juntas: 4.1.Persistencia 4.2.Apertura 4.3.Rugosidad 4.4.Relleno 4.5.Meteorización o alteración 5\. La presencia de agua. **1. La resistencia a compresión simple del material.** 1.1. Método empírico con picota y el golpe del testigo o la roca en base a mucha experiencia. 1.2. Mediante Corte Directo. 1.3. Martillo Smith o esclerómetro con la salvedad que eleva el Mpa del material rocos. 1\. La resistencia a compresión simple del material **TABLA DE ESCLOROMETRIA** Se toma en cuenta la dirección del martillo con relación al disparo, luego se ubica en la tabla la dureza que represento el matillo y se entrecruza o se intersecta con unas de las diagonales que esta en las unidades de peso en kN m3 dependiendo de la roca y nos de la presión corregida en Mpa. 1\. La resistencia a compresión simple del material. Mediante el Rock Lab o Rock data también puedes definir los Mpa. 2\. El RQD (designación de la calidad de la roca) 2.1. Mediante los testigos de perforación. 2.2. Mediante Formula con relación al conjunto de familia de fallas Jv. **ANÁLISIS DE DISCONTINUIDADES** Se analiza las diferentes orientaciones que tiene la roca para determinar el dip y dip dirección, es decir la orientación y el buzamiento de las fracturas donde la dirección es la misma pero la inclinación no, es decir, la inclinación es el dip y la proyección a la horizontal es el dip dirección. 1\. La resistencia a compresión simple del material 2\. El RQD (designación de la calidad de la roca) 3\. El espaciamiento de las discontinuidades. 4\. Condiciones de Juntas: 4.1.Persistencia 4.2.Apertura 4.3.Rugosidad 4.4.Relleno 4.5.Meteorización o alteración 5\. La presencia de agua. 1\. La resistencia a compresión simple del material. 1.1. Método empírico con picota y el golpe del testigo o la roca en base a mucha experiencia. 1.2. Mediante Corte Directo. 1.3. Martillo Smith o esclerómetro con la salvedad que eleva el Mpa del material rocoso. 1\. La resistencia a compresión simple del material Esclerómetro o Martillo Smith no se entrega la resistencia a la compresión simple en Mpa (Megapascales) 1\. La resistencia a compresión simple del material TABLA DE ESCLOROMETRIA Se toma en cuenta la dirección del martillo con relación al disparo, luego se ubica en la tabla la dureza que represento el matillo y se entrecruza o se intersecta con unas de las diagonales que esta en las unidades de peso en kN m3 dependiendo de la roca y nos de la presión corregida en Mpa. PARÁMETROS: 1\. La resistencia a compresión simple del material. Mediante el Rock Lab o Rock data también puedes definir los Mpa. 2\. El RQD (designación de la calidad de la roca) 2.1. Mediante los testigos de perforación. 2.2. Mediante Fórmula con relación al conjunto de familia de fallas Jv. ANALISIS DE DISCONTINUIDADES Se analiza las diferentes orientaciones que tiene la roca para determinar el dip y dip directión, es decir la orientación y el buzamiento de las fracturas donde la dirección es la misma pero la inclinación no, es decir, la inclinación es el dip y la proyección a la horizontal es el dip direction. 7.3. El espaciamiento de las discontinuidades. Es el espacio promedio en 1 m. cuadrado entre las fracturas, fallas, diaclasas que en conjunto de denominan juntas dentro de la terminología geotecnica. 4\. El estado de las discontinuidades. CONDICIONES DE JUNTAS 4.1. PERSISTENCIA Es el largo o longitud de las juntas o fracturas. 4.2. APERTURA Es la abertura de las caras de las juntas o fallas, mientras mas abierta menos puntaje porque significa mayor debilidad en la roca. 4.3. RUGOSIDAD Cuando existe mas rugosidad, es decir menos liza crea mayor tracción significa mayor seguridad y menos movimiento. RELLENO Es el material que se ubica entre las fracturas o juntas, es muy importante porque si es material triturado puede significar movimiento, si oxido infiltración de agua o también puede haber mineralización económica. 5\. PRESENCIA DE AGUA EN LAS LABORES La porosidad es cuando hay oquedades en el material y la permeabilidad es cuando estas oquedades están conectadas mediante sus tubos capilares. Las orientaciones geológicas de rumbo y buzamiento son distintas en las orientaciones geotécnicas de dip y dip direccion, este dato es muy importante. Formato generatriz para los datos de Dip y Dip Direction definir el estereograma para las familias de juntas, ejes de esfuerzos y zonas de peligro de debilidad de peligro. Tipos de juntas que define el Software Dips, es la política que toma las decisiones en base a los datos de campo. **PRIORIDADES PARA UNA ZONIFICACION GEOMECANICA** **RESISTENCIA** **CANTIDAD DE ESTRUCTURAS** **CONDICION DE ESTRUCTURAS** **METEORIZACIÓN, ALTERACION Y METAMORISMO INVERSO** **NIVEL DE AGUAS** **ESFUERZOS**