Clase 5. Parte II

Túneles y Mecánica de Rocas
Caracas, Mayo 2021

Prof. Arcia Surisaday
BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA
 Blyth, F., de Freitas, M. 1984. A Geology for Engineers.
Ed. Arnold.
 Ferrer, M; González de Vallejo, L. 1999. Manual de
Campo para la descripción y caracterización de
macizos rocosos en afloramientos. Instituto
Tecnológico Geominero de España.
 González de Vallejo, L. 2002. Ingeniería Geológica. Ed.
Prentice Hall.
 Waltham, A. C. 1994. Foundations of Engineering
Geology. Ed. Blackie Academic & Professional.
 López Marinas, J.M. Geología aplicada a la Ingeniería
Civil. Edit. Cie-Dossat.
 Monroe, J.S., Wicander, R. & Pozo, M. Geología.
Dinámica y evolución de la Tierra. 2008

TÚNELES Y MECÁNICA DE ROCAS
2. COMPORTAMIENTO MECÁNICO
DE LA ROCA MATRIZ.
a) Introducción.
b) Ensayo de compresión simple.
c) Ensayos de tracción.
d) Ensayo triaxial.
e) Efecto del tiempo

3. MODELOS.
a) Modelos de deformabilidad.
b) Superficies y criterios de rotura
(general).
c) Criterio de Mohr – Coulomb.
d) Criterio de Hoek y Brown.
e) Criterios de rotura anisótropos
TÚNELES Y MECÁNICA DE ROCAS

Naturaleza Discontinua de las Rocas

GENERALIDADES COMP. MEC.

Problema Estructural o de Contorno

LEYES DEL MATERIAL
 Hay que definir el nivel de observación
y análisis: que se considera incluido
en el “material” p.ej:
• Incluye solo roca matriz, y las
discontinuidades no existen o se
representan aparte explícitamente
(tema 3, juntas).
• O es un “medio homogeneizado”
para todo el macizo rocoso.
• O es una combinación (p.ej. juntas
en mc.+ falla aparte).

LEYES DEL MATERIAL
 Ingrediente mas básico: la roca matriz.
• Puede ser isótropa o anisótropa
(discont. nivel micro, e.g.
esquistosidades, pizarras, etc).
• Estudio leyes del material “roca
matriz” (constitutivo): ensayos +
modelos.

LEYES DEL MATERIAL (Constitutivas)

RECORDATORIO DE CONCEPTOS BÁSICOS

Comportamiento mecánico de la roca matriz
Introducción y Ensayos
Ensayos roca matriz:

EL ENSAYO DE COMPRESIÓN SIMPLE

ENSAYO DE COMPRESIÓN UNIAXIAL
Factores que afectan al ensayo de
Compresión Uniaxial.

ENSAYO DE COMPRESIÓN UNIAXIAL
Factores que afectan al ensayo de Compresión
Uniaxial.

 Ensayos de laboratorio => ensayo de
resistencia a compresión simple.
 Ensayos in situ (en obra) => ensayo de carga
puntual (PLT).
En ambos casos se pretende determinar cual es
la resistencia máxima de la matriz rocosa antes
de que se produzca rotura, es decir, antes de
superar el límite elástico.
Ensayos de resistencia (en laboratorio):
- Ensayo Uniaxial o compresión simple.
- Ensayo Triaxial.
RESISTENCIA DE LA MATRIZ ROCOSA

Prensa hidráulica

Célula de carga

Ensayos de Resistencia (En Laboratorio)
 Ensayo Uniaxial o compresión simple.
 Ensayo Triaxial (confinamiento lateral mediante
fluido a presión)
Permiten determinar la resistencia a compresión
(límite elástico) y la deformación de la matriz
rocosa según se aplican los esfuerzos.
Factores geológicos que afectan a estos ensayos:
a) Litología.
b) Tamaño de grano y cementación (rocas
sedimentarias).
c) Porosidad.
d) Microfisuración.
e) Grado de meteorización o alteración.

1
Ensayo de Compresión
Uniaxial 1
2 = 3
Ensayo de
Compresión Triaxial

1.La resistencia compresiva (Rc)
De la roca intacta, que puede ser
determinada con golpes de picota o con
otros procedimientos como los ensayos
de laboratorio.
Puede ser determinado utilizando los
testigos de las perforaciones
diamantinas. El RQD es el porcentaje de
trozos de testigos recuperados mayores
a 10 cm, de la longitud total del taladro.
2.El RQD (Rock Quality Designation)
EL CRITERIO RMR DE BIENIAWSKI

Ensayos de resistencia (in situ “en obra”):
- Ensayo de carga puntual o PLT
- Martillo Schmidt
Sistema mucho más sencillo, rápido y barato,
pero de menor precisión.

Resistencia al corte de discontinuidades

La valoración del primer parámetro, resistencia
matriz rocosa o roca intacta, depende del
método empleado:
Grado de fracturación del macizo rocoso => índice
RQD (Rock Quality Designation).
Define el grado de fracturación del macizo rocoso a
partir del análisis de testigos recuperados en sondeos
(  54.7 mm)

a)

TESTIGOS DE PERFORACIÓN DIAMANTINA

ENSAYO DE TRACCIÓN
Tracción simple

TRACCIÓN SIMPLE – TIPOS

EL ENSAYO BRASILEÑO

Comparación tracción simple / brasileño

CLASIFICACIÓN DE DEERE & MILLER

EL ENSAYO TRIAXIAL

EFECTO DEL TIEMPO
Influencia del tiempo

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