mecanica de rocas

1. MECANICA DE ROCAS
FLUJOS DE AGUA EN LOS
MACIZOS ROCOSOS
Ing. Juan Fredy CALLA FERNANDEZ

2. INTRODUCCION
Los medios rocosos fisurados son conjuntos macroscópicamente
heterogéneos y anisótropos en cuanto a comportamiento hidráulico, aún
en el caso de que se puedan considerar como homogéneos a escala
pequeña o mediana (caso de fisuras pequeñas y muy densas).
En cuanto a permeabilidad hay que decir que la mayoría de los macizos
de rocas compactas (rocas duras) serían casi absolutamente impermeables
si no estuviesen fracturados, aunque la importancia relativa de la
permeabilidad por fisuras puede verse muy disminuida en ocasiones si es
que la roca fracturada posee al mismo tiempo una permeabilidad
primaria importante (caso, por ejemplo, de areniscas porosas fisuradas);
en este caso las fisuras actúan de colectores no sólo del agua que
contienen, sino de la que es cedida por las paredes de las fisuras.

3. DEFINICION
Con frecuencia, las fracturas son estrechas y extensas, en otras ocasiones
son de muy reducida extensión y aisladas, por lo que el movimiento del
agua en las mismas es difícil (aún cuando la acumulación de agua en ellas
sea importante) y su recarga deficiente.

4. EL COMPORTAMIENTO HIDRÁULICO DE LOS
MACIZOS.-
El comportamiento hidráulico de los macizos fisurados depende de una serie de
factores :
 Esfuerzos tectónicos: condicionan la existencia de todo tipo de
fracturas (fallas, diaclasas, exfoliación, etc).
 Acciones endógenas: dan lugar a diques, filones, intrusiones, etc., que
unas veces favorecen y otras impiden el flujo del agua.
 Clima: condiciona la alteración superficial de la roca y la formación
de mantos permeables; también, el que las fisuras estén o no rellenas
de materiales poco permeables; si las fisuras se colmatan de
materiales impermeables (arcillas por ejemplo) la permeabilidad del
macizo rocoso se ve seriamente afectada.
 Erosión: libera sobrecarga, produciendo descompresiones que crean
fisuras nuevas y ensanchan las preexistentes.

5. Permeabilidad y flujo de agua.-
La permeabilidad puede ser definida como la
capacidad del medio rocoso para que el agua
fluya a través de sus huecos o vacíos
interconectados; se representa por el
coeficiente de permeabilidad, que se expresa
como una velocidad. Los valores normales
para las rocas varían de 1 m/día a 1m/año.

6. Consecuencias de la permeabilidad
creciente.-
Muy importante es el caso de permeabilidad creciente, el cual
se trata de que en algunos tipos de rocas (calizas y yesos, por
ejemplo) las fisuras se ensanchan gradualmente por procesos
de disolución debida a circulación del agua (fenómeno de
karstificación), por lo que el sistema evoluciona
progresivamente hacia una mayor heterogeneidad y
anisotropía.

7. Característica del flujo de agua.-
La permeabilidad de la matriz rocosa es
intergranular, y el agua se transmite a través de los
poros y microfisuras interconectados de la roca,
recibiendo el nombre de permeabilidad primaria.
En los macizos rocosos el agua fluye a favor de las
superficies de discontinuidad, y se define como
permeabilidad secundaria.
Por lo general, la permeabilidad de la matriz rocosa
es despreciable con respecto a la del macizo rocoso
fracturado.

8. Continua……
Una excepción son las areniscas y otras rocas
porosas, donde sí es posible el flujo de agua a través
de la matriz.
Los macizos rocosos karstificados son los que
presentan mayores valores de permeabilidad debido
a la presencia de discontinuidades muy abiertas y
cavidades producidas por la disolución de los
materiales carbonatados.

9. Efectos sobre las propiedades de los
macizos rocoso.-
El agua, como material geológico, coexiste con las
rocas e influye en su comportamiento mecánico y en
su respuesta ante las fuerzas aplicadas. Los efectos
más importantes son:
 Juega un papel importante en la resistencia de las rocas
blandas y de los materiales meteorizados.
 Reduce la resistencia de la matriz rocosa en rocas
porosas.
 Rellena las discontinuidades de los macizos rocosos e
influye en su resistencia.

10. Continua……
 Las zonas alteradas y meteorizadas superficiales,
las discontinuidades importantes y las fallas son
caminos preferentes para el flujo del agua.
 Produce meteorización química y física en la
matriz rocosa y en los macizos rocosos.
 Es un agente erosivo.
 Produce reacciones químicas que pueden dar
lugar a cambios en la composición del agua.

11. Resistencia del macizo rocoso con la
presencia del agua.-
La resistencia de la roca, será menor si ésta se
encuentra con los poros llenos de agua.
Con respecto a las discontinuidades, el agua ejerce
una presión hidrostática que reduce los esfuerzos
normales entre las paredes de las mismas,
reduciendo su resistencia al corte.
En ambos casos, el agua presente en los poros o en
las discontinuidades reduce la resistencia del macizo
rocoso en su conjunto.

12. Presencia de flujo de agua en rocas
blandas.-
En determinados tipos de rocas, como las blandas y
arcillosas o arenoso-arcillosas, la presencia de agua
intersticial reduce sus propiedades resistentes,
cohesivas y friccionales, y aumenta su
deformabilidad.
También puede disminuir las propiedades
friccionales de las discontinuidades si estas aparecen
alteradas o rellenas con materiales arcillosos.

13. GRACIAS POR SU
ATENCION