Tema 1 Mecánica de Rocas PDF

A diferencia de los suelos, las propiedades de las rocas son altamente variables, confiriendo un carácter anisótropo y heterogéneo a los materiales rocosos. El límite entre suelo y roca actualmente se considera según la resistencia a la compresión simple. Por debajo de 1.25 o 1 Mpa (Megapascal) se...

A diferencia de los suelos, las propiedades de las rocas son altamente variables, confiriendo un carácter anisótropo y heterogéneo a los materiales rocosos. El límite entre suelo y roca actualmente se considera según la resistencia a la compresión simple. Por debajo de 1.25 o 1 Mpa (Megapascal) se considera suelo. Factores geológicos que influyen en las propiedades de los macizos rocosos: litología, estructura geológica, discontinuidades, estado de esfuerzos, grado de alteración, condiciones hidrogeológicas. Las Propiedades físicas y mecánicas de las rocas Porosidad La porosidad es una propiedad que afecta las características resistentes y mecánicas de la roca. Una roca con alta porosidad es menos resistente, menos densa y más deformable debido a que los huecos crean zonas de debilidad estructural. En rocas compactas, la porosidad normalmente no supera el 5%, mientras que en otras rocas puede oscilar entre 15% y 30%. Por lo general, la porosidad disminuye con la profundidad debido a la presión litostática. La porosidad eficaz es la relación entre los poros "interconectados" y el volumen total de la roca. En las rocas, es común que algunos huecos no estén conectados con otros. Peso específico Es la relación entre el peso y el volumen. Se mide en unidades de fuerza. En general, se suele considerar el mismo valor que para la densidad. Permeabilidad Es la capacidad de transmitir agua de una roca. La mayoría de las rocas presentan una permeabilidad baja o muy baja, debido a que el flujo de agua se suele producir por poros y fisuras, y depende, por tanto, de la interconexión. Durabilidad Es la resistencia que la roca presenta ante los procesos de alteración y desintegración. Se evalúa mediante ensayos de sequedad-humedad-desmoronamiento, o SDT (slake durability test) Estructura Primaria las estructuras primarias en rocas son las siguientes:   Son rasgos característicos presentes en las rocas antes de deformarse, y provienen de rocas ígneas o sedimentarias como resultado de su depósito o emplazamiento.  Las estructuras que reflejan deformación posterior o metamorfismo son consideradas estructuras secundarias.  Las estructuras primarias desempeñan un papel importante en la interpretación de la estructura de regiones deformadas. Por ejemplo, la presencia de estratificación en rocas sedimentarias proporciona evidencia de deformación.  Son útiles en Ingeniería Geológica porque pueden influir en el comportamiento de suelos y rocas. Un ejemplo de estructura primaria es la estratificación, que es muy común y en general, puede predecirse su naturaleza predeformacional. También es corriente y de bastante utilidad la disposición en capas de origen diferente, por ejemplo, la disposición en capas de origen ígneo Las estruturas secundarias son las fallas, los pliegues y las diaclasas Fábricas y discontinuidades En Geología, el término "fábrica" se utiliza para describir el ordenamiento interno de las partículas que componen una roca. Esto abarca la textura, que incluye el tamaño y las relaciones mutuas de los granos de la roca, así como aspectos más amplios como la homogeneidad o heterogeneidad, y la posible presencia de una orientación estadística preferente de algunos elementos de los constituyentes de la roca, lo cual se conoce como anisotropía. La fábrica puede ser primaria, es decir, formada a la vez que se generó la roca, o secundaria, debida a algún proceso posterior como deformación, metamorfismo o ambos. La deformación interna, especialmente en el caso de comportamientos dúctiles, produce cambios en la fábrica de las rocas y muy a menudo genera otras nuevas, llamadas fábricas de deformación. Las discontinuidades representan planos preferentes de alteración, meteorización y fractura, y permiten el flujo de Agua. Por tanto, imprimen un carácter discontinuo y anisótropo a los macizos rocosos, haciéndolos más deformables y débiles. Es importante conocer la orientación relativa de la(s) familias de discontinuidades respecto a una instalación u obra de ingeniería. También es crucial determinar la resistencia al corte de las discontinuidades, a través de la descripción física y geométrica de los planos. Proyección estereográfica La proyección estereográfica es un tipo de proyección azimutal ampliamente utilizada en cristalografía y geología estructural para analizar la relación angular entre las caras de los cristales o entre las estructuras geológicas. Esta proyección es una herramienta fundamental en ingeniería, ya que permite representar y manipular una gran cantidad de datos estructurales, facilitando la resolución rápida y sencilla de problemas estructurales una vez que se domina su uso. Aunque puede parecer abstracta al principio, su comprensión es crucial para interpretar los resultados. Sus aplicaciones incluyen el reconocimiento de conjuntos de diaclasas en afloramientos rocosos, la determinación de la dirección y el buzamiento de estratos, así como la identificación del tipo de ruptura en movimientos de ladera, entre otros usos importantes. Sus características son:  Es una representación geométrica representada en una semiesfera bidimensional  Si se construye una esfera centrada en un punto O de la traza de afloramiento de un plano, el plano y su prolongación cortarán a la esfera según un círculo máximo, es decir según un círculo cuyo plano incluye el punto central.  La representación resultante es un conjunto de líneas y puntos contenidos en el círculo máximo horizontal. Así los planos (estratos, fallas, flancos de pliegues) quedan transformados en círculos máximos de la esfera. Ese diagrama junto con la orientación de los puntos cardinales se denomina estereograma. Las propiedades de los materiales (suelos y rocas) dependen de factores separados en 2 grandes categorías, dependientes de su naturaleza y resultantes de su estructura, dando una serie de opciones a la hora de realizar un estudio Existen varios indicadores de deformación en una región, como aparición de grietas en diversas zonas, existencia de abombamientos en el terreno, aparición de manantiales, reptación de vegetación y aparición de “pipes” en el terreno (agujeros)