Corporacion Nacional Del Cobre de Chile El Teniente

CORPORACION NACIONAL DEL COBRE DE CHILE
EL TENIENTE
SGL-I-048-2003
Rancagua, 24 Junio de 2003
A : SUPERINTENDENTE GEOLOGIA
DE : GEOLOGO
REF. : INFORME CONSULTOR “APLICABILIDAD DE LOS SISTEMAS DE CLASIFICACION

GEOTECNICA EN ROCA PRIMARIA” POR ANTONIO KARZULOVIC - API T01M101.
Con la presente nota interna se adjunta el informe “Aplicabilidad de los Sistemas de Clasificición
Geotécnicos en Roca Primaria” emitido por el consultor Antonio Karzulovic (Estudio DT-CG-03-01)
en el marco del API T01M101 “Sistema de Clasificación Geotécnico El Teniente”.
Antecedentes
La Superintendencia Geología en el marco de los objetivos del API T01M101, solicitó al Consultor
Antonio Karzulovic una proposición de trabajo referente a “la calificación y clasificación geotécnica de
las estructuras en roca primaria y eventualmente macizo rocoso”.
Este trabajo incluyó varios sub-temas, tales como ensayos de probetas especiales y el presente
informe.
Estos trabajos fueron ejecutados en el marco del contrato vigente, al año 2002, de la División El
Teniente con el consultor. Esta nota interna complementa a la nota interna SLG-I-004/2003, emitida
anteriormente.
Andrés Brzovic P.
Geólogo API T01M101
Cc GPRO (R.Miranda)
SPL (O.Araneda, E.Rojas)
Arch.
División El Teniente
CODELCO-CHILE
APLICABILIDAD DE
LOS SISTEMAS DE
CLASIFICACION
GEOTECNICA EN ROCA
PRIMARIA
Estudio DT - CG - 03 - 01
Junio de 2003
Resumen Ejecutivo
El propósito de este informe de opinión es evaluar la aplicabilidad de los actuales sistemas de clasifi-
cación geotécnica de macizos rocosos al caso de la roca primaria, con énfasis en el caso particular
de mina El Teniente.
Para este propósito se consideran los sistemas de clasificación más utilizados actualmente por la
industria minera, que son los desarrollados por Barton et al. (1974), Bieniawski (1973), Laubscher
(1975), y Hoek (1994), y se evalúa su aplicabilidad a las rocas primarias de mina El Teniente.
Esta evaluación considera especialmente la capacidad de estos sistemas de diferenciar entre macizos
rocosos cuyo comportamiento observado demuestra claras diferencias, cual el caso de las dioritas y
las andesitas de la mina.
Como resultado de este trabajo puede señalarse lo siguiente:
(a) El índice Q’ no permite una buena diferenciación de clases geotécnicas en el caso del macizo
rocoso primario de mina El Teniente. De hecho, solo se logra una leve diferenciación en térmi-
nos de la magnitud de Q’, definiéndose 2 grupos de roca primaria:
Grupo 1 (peor calidad relativa): Andesita Hw, Andesita Fw y Diorita
Grupo 2 (mejor calidad relativa): Brecha Hidrotermal y Dacita
En términos de las características geotécnicas globales del macizo rocoso (incluyendo su suscep-
tibilidad a sufrir daños por estallidos de roca), o sea considerando el índice Q, tampoco se logra
una buena diferenciación de clases, ni siquiera en términos de la magnitud de Q.
Por lo tanto, puede concluirse que el método del índice Q no permite una buena diferenciación
entre los distintos tipos de macizo rocoso primario de mina El Teniente.
(b) El índice RMR no permite ninguna diferenciación de clases geotécnicas en el caso del macizo
nos de la magnitud de RMR, definiéndose 2 grupos de roca primaria:
Grupo 1 (peor calidad relativa): Andesita Hw y Andesita Fw
Grupo 2 (mejor calidad relativa): Brecha Hidrotermal, Dacita y Diorita
Por lo tanto, puede concluirse que el método del índice RMR no permite una diferenciación en-
tre los distintos tipos de macizo rocoso primario de mina El Teniente.
(c) El índice IRMR no permite una buena diferenciación de clases geotécnicas en el caso del macizo
nos de la magnitud de IRMR, definiéndose 2 grupos de roca primaria:
Por lo tanto, puede concluirse que el método del índice IRMR no permite una buena diferencia-
ción entre los distintos tipos de macizo rocoso primario de mina El Teniente.
(d) El índice GSI no permite una buena diferenciación de clases geotécnicas en el caso del macizo
rocoso primario de mina El Teniente (esto es incluso peor si se consideran los rangos y no el va-
lor medio del índice). De hecho, solo se logra una leve diferenciación en términos de la magni-
tud de GSI, definiéndose 2 grupos de roca primaria:
1
Por lo tanto, puede concluirse que el método del índice GSI no permite una buena diferencia-
(e) Todo lo anterior indica que ninguno de los métodos de calificación y clasificación geotécnica de
macizos rocosos actualmente en uso en la industria minera resulta adecuado para diferenciar
entre los distintos tipos de roca primaria que aparecen en mina El Teniente. Esto se hace aún si
se considera que en rigor debería considerarse un rango para los índices de calidad en vez de
un único valor.
(f) Conforme con esto, parece recomendable que División El Teniente desarrolle un sistema propio
para la calificación y clasificación geotécnica del macizo rocoso primario. Esto debería conside-
rar lo siguiente:
¨ El hecho que no existen diferencias apreciables en lo que dice relación con las propieda-
des a nivel de roca “intacta” para las distintos tipos de roca que interesan (al menos en
términos de la resistencia en compresión uniaxial).
¨ El hecho que una diferencia real entre estos tipos de roca se refiere a la cantidad de veti-
llas con rellenos de distinta resistencia (esto debería considerarse cualitativa y cuantitati-
vamente).
¨ La degradación que induce en el comportamiento mecánico del macizo rocoso la falla de
esta vetillas, las que al “activarse” pasan a constituir “defectos”.
¨ El hecho que primero fallan las vetillas más débiles, luego las de resistencia intermedia, y
finalmente las de mayor resistencia (i.e. el proceso de degradación del macizo rocoso
ocurre en forma “ordenada”).
¨ La experiencia ganada en distintos sectores productivos de mina El Teniente, lo que per-
mitiría correlacionar un eventual índice de calida geotécnica de la roca primaria con pa-
rámetros de planificación, diseño minero y/o operacionales.
2
División El Teniente
CODELCO-CHILE
APLICABILIDAD DE LOS SISTEMAS

DE CLASIFICACIÓN GEOTÉCNICA
EN ROCA PRIMARIA
CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN 1
2. CONSIDERACIONES GENERALES 2
3. MÉTODO DEL ÍNDICE Q 3
3.1. Descripción del Método 3
3.2. Cálculo del Índice Q 4
3.3. Aplicabilidad del Índice Q en Roca Primaria 10
4. MÉTODO DEL ÍNDICE RMR 12

4.2. Cálculo del Índice RMR 13
4.3. Aplicabilidad del Índice RMR en Roca Primaria 19
5. MÉTODO DEL ÍNDICE IRMR 20

5.2. Cálculo de los Índices IRMR y MRMR 22
5.3. Aplicabilidad del Índice IRMR en Roca Primaria 32
6. MÉTODO DEL ÍNDICE GSI 33

6.2. Evaluación del Índice y GSI 36
6.3. Aplicabilidad del Índice GSI en Roca Primaria 36
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 37
8. REFERENCIAS 39
A. Karzulovic & Asoc. Ltda. APLICABILIDAD DE LOS SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN GEOTÉCNICA EN ROCA PRIMARIA
1 INTRODUCCIÓN
El propósito de este informe de opinión es evaluar la aplicabilidad de los actuales sistemas de clasifi-
cación geotécnica de macizos rocosos al caso de la roca primaria, con énfasis en el caso particular
de mina El Teniente.
Para este propósito se consideran los sistemas de clasificación más utilizados actualmente por la in-
dustria minera, que son los desarrollados por Barton et al. (1974), Bieniawski (1973), Laubscher
(1975), y Hoek (1994), y se evalúa su aplicabilidad a las rocas primarias de mina El Teniente.
Esta evaluación considera especialmente la capacidad de estos sistemas de diferenciar entre macizos
rocosos cuyo comportamiento observado demuestra claras diferencias, cual el caso de las dioritas y
las andesitas de la mina.
1
2 CONSIDERACIONES GENERALES
Desde comienzos de los años 70 se ha extendido el uso de sistemas de calificación y clasificación
geotécnica de macizos rocosos, los que emplean un índice de calidad geotécnica para calificar el ma-
cizo rocoso y, de acuerdo a esta calificación o “rating”, clasificarlo según su calidad geotécnica”.
El estudio de benchmarking desarrollado por Flores y Karzulovic (2002) indica que actualmente la in-
dustria minera emplea mayoritariamente los siguientes sistemas de calificación y clasificación geotéc-
nica de macizos rocosos (ordenados según su frecuencia de uso)1:
Minería a Rajo Abierto: Índice de resistencia geológica, GSI (Hoek, 1994)
Calificación del macizo rocoso, RMR (Bieniawski, 1973)
Calificación del macizo rocoso, RMR y MRMR (Laubscher, 1975)
Calidad del macizo rocoso, Q (Barton et al., 1974)
Minería Subterránea pro Caving: Calificación del macizo rocoso, RMR y MRMR (Laubscher, 1975)
Calidad del macizo rocoso, Q (Barton et al., 1974)
Calificación del macizo rocoso, RMR (Bieniawski, 1973)
Índice de resistencia geológica, GSI (Hoek, 1994)
En lo que sigue de este informe se evalúa la aplicabilidad de todos y cada uno de estos métodos al ca-
so de las rocas primarias de mina El Teniente, con énfasis en su capacidad de discriminar entre maci-
zos rocosos cuyo comportamiento observado demuestra claras diferencias, cual el caso de las dioritas
y las andesitas de la mina.
Pare este efecto se consideran los tipos de roca primaria que se resumen en Tabla 2.1.
Tabla 2.1
TIPOS DE ROCA PRIMARIA CONSIDERADOS EN ESTE ESTUDIO
UCS RQD JV
Roca Primaria
(MPa) (%) (fract./m3)
Andesita Hw 120 90 a 100 5a8

Andesita Fw 120 90 a 100 8 a 11
Brecha Hidrotermal 135 90 a 100 3a5
Dacita 110 90 a 100 4a6
Diorita 140 90 a 100 4a9
Los valores de UCS y JV se basan en Celhay (2002), excepto en el caso de la Brecha
Hidrotermal, en que el UCS se basa en Karzulovic et al. (1994). Los valores de RQD han
sido estimados.
UCS es la resistencia de la roca “intacta” en compresión uniaxial.
RQD es la designación de calidad del macizo rocoso definido por Deere et al. (1967).
JV es el número de discontinuidades por unidad de volumen del macizo rocoso.
1
Se indica la fecha en que se introdujo cada método de calificación y clasificación geotécnica de macizos rocosos; sin embargo, to-
dos estos métodos han sufrido modificaciones y cambios desde su introducción. Al evaluar la aplicabilidad de cada uno de ellos se
consideran estos cambios en forma explícita.
2
3 MÉTODO DEL ÍNDICE Q

3.1 Descripción del Método
El método de clasificación de Barton et al. (1974) se desarrolló para estimar la fortificación de
túneles en función del índice Q de calidad geotécnica, definido como:
 RQD   J r   Jw 
Q =   ×   ×   (1)
 Jn   Ja   SRF 
donde el primer cuociente corresponde a una estimación del tamaño de los bloques que con-
forman el macizo rocoso, el segundo cuociente corresponde a una estimación de la resistencia
al corte entre bloques, y el tercer cuociente representa lo que Barton et al. (1974) denominan
esfuerzo “activo”. Los parámetros que definen estos cuocientes son:
RQD es la designación de la calidad de la roca definida por Deere et al. (1967), que puede
variar de 0 (macizos rocosos de muy mala calidad) a 100 (macizos rocosos de exce-
lente calidad).
Jn es un coeficiente asociado al número de sets de estructuras presentes en el macizo
rocoso (Joint Set Number), que puede variar de 0.5 (macizo masivo o con pocas es-
tructuras) a 20 (roca totalmente disgregada o triturada).
Jr es un coeficiente asociado a la rugosidad de las estructuras presentes en el macizo
rocoso (Joint Roughness Number), que puede variar de 0.5 (estructuras planas y puli-
das) a 5 (estructuras poco persistentes espaciadas a más de 3 m).
Ja es un coeficiente asociado a la condición o grado de alteración de las estructuras pre-
sentes en el macizo rocoso (Joint Alteration Number), que puede variar de 0.75 (veti-
llas selladas en roca dura con rellenos resistentes y no degradables) a 20 (estructuras
con rellenos potentes de arcilla).
Jw es un coeficiente asociado a la condición de aguas en las estructuras presentes en el
macizo rocoso (Joint Water Reduction Factor), que puede variar de 0.05 (flujo notorio
de aguas, permanente o que no decae en el tiempo) a 1 (estructuras secas o con flu-
jos mínimos de agua).
SRF es un coeficiente asociado al posible efecto de la condición de esfuerzos en el macizo
rocoso (Stress Reduction Factor), que puede variar de 0.05 (concentraciones impor-
tantes de esfuerzos en roca competente) a 400 (condición favorable a la ocurrencia de
estallidos de roca).
Respecto al uso del índice Q para caracterizar geotécnicamente el macizo rocoso, es conve-
niente indicar lo siguiente:
A diferencia de otros sistemas de clasificación geotécnica, las tablas para calcular los pa-
rámetros que definen Q prácticamente no han cambiado desde la introducción del método
en 1974 (se introdujo una modificación al parámetro SRF, para permitir el considerar con-
diciones con riesgo de estallidos de roca (Grimstad & Barton (1993)).
El uso de la razón entre RQD y Jn para evaluar el tamaño relativo de los bloques que con-
forman el macizo rocoso presenta los problemas propios del índice RQD como una medi-
da confiable de la intensidad del fracturamiento (e.g. ver Brown (2003)), lo que pude sub-
sanarse parcialmente si se evalúa el RQD en función del número de discontinuidades por
unidad de volumen, Jv, mediante la relación propuesta por Palmstrom (1982):
RQD ≈ 115 − 3.3 J v (2)
3
Si se desea utilizar el índice Q para evaluar la resistencia del macizo rocoso mediante el
método de Hoek-Brown y/o utilizar el ábaco de estabilidad de Mathews’ (e.g. ver Mathews
et al. (1980)), el esfuerzo “activo” debe hacerse unitario, ya que el efecto asociado a los
parámetros Jw y SRF se incluye en forma explícita en estos casos. De esto resulta un ín-
dice Q’ definido como:
 RQD   J r 
Q ' =   ×   (3)
 Jn   Ja 
La evaluación del parámetro Jn presenta algunos problemas (Brown (2003)): el error aso-
ciado a la definición del número de sets estructurales presentes en el macizo rocoso; la
idea de “set aleatorio” presenta algunos problemas conceptuales; si bien algunos macizos
rocosos pueden presentar 4 o más sets de estructuras, puede ser incorrecto el clasificar-
los como muy fracturados si el espaciamiento entre las estructuras es suficientemente
grande.
Finalmente, cabe señalar que el uso del índice Q permite calificar la calidad geotécnica de los
macizos rocosos en una escala logarítmica, que varía desde 0.001 a 1000, y considera 9 clases
de calidad geotécnica:
• Macizos de calidad EXCEPCIONALMENTE MALA (Q ≤ 0.01).
• Macizos de calidad EXTREMADAMENTE MALA (0.01 < Q ≤ 0.1).
• Macizos de calidad MUY MALA (0.1 < Q ≤ 1).
• Macizos de calidad MALA (1 < Q ≤ 4).
• Macizos de calidad REGULAR (4 < Q ≤ 10).
• Macizos de calidad BUENA (10 < Q ≤ 40).
• Macizos de calidad MUY BUENA (40 < Q ≤ 100).
• Macizos de calidad EXTREMADAMENTE BUENA (100 < Q ≤ 400).
• Macizos de calidad EXCEPCIONALMENTE BUENA (400 < Q).
3.2 Cálculo del Índice Q

(1) El RQD del macizo rocoso se determina en base al mapeo geotécnico de los testigos de
sondajes geotécnicos, en la forma que se ilustra en el esquema de Figura 3.1. Debe te-
nerse presente que:
(a) Intervalos de 5 puntos para RQD son suficientemente precisos (e.g. 100, 95, 90,
etc.).
(b) Si RQD es menor o igual que 10, entonces debe considerarse un valor de 10 para
evaluar el índice Q.
Luego, para los tipos de roca primaria que aquí interesan, el RQD del macizo rocoso sería
prácticamente el mismo en todos los casos. Sin embargo, una evaluación cuidadosa
permite sugerir pequeñas diferencias:
Andesita Hw: RQD = 90 a 100 → RQD = 95
Andesita Fw: RQD = 90 a 95 → RQD = 93
Brecha Hidrotermal: RQD = 95 a 100 → RQD = 98
Dacita: RQD = 100 → RQD = 100
Diorita: RQD = 95 a 100 → RQD = 98
4
L = 38 cm RQD =
∑Trozos de longitud ≥ 10 cm ×100 (%)
Longitud total del tramo
L = 17 cm 38 + 17 + 0 + 20 + 43 + 0
RQD = ×100 (%)
200
LONGITUD TOTAL DEL TRAMO

L = 0 cm
SIN TROZOS > 10 cm
LT = 200 cm
RQD = 59 % (REGULAR)
L = 20 cm
RQD (%) Calidad Geotécnica
L = 43 cm < 25 MUY MALA

25 a 50 MALA
FRACTURA FRESCA
CAUSADA POR EL 50 a 75 REGULAR
PROCESO DE PERFORACION
75 a 90 BUENA
L = 0 cm 90 a 100 EXCELENTE
SIN RECUPERACION
Figura 3.1: Esquema que ilustra la definición del índice RQD para designar la calidad del maci-
zo rocoso (Deere & Deere (1988)).
Tabla 3.1
VALORES DEL COEFICIENTE Jn
Caso Condición Jn
A Macizos rocosos masivos, sin o con muy pocas estructuras. 0.5 a 1
- AUMENTA LA BLOCOSIDAD DEL MACIZO →
B Macizos rocosos con un único set de estructuras. 2
C Macizos rocosos con un set de estructuras más estructuras aleatorias. 3
D Macizos rocosos con dos sets de estructuras. 4
E Macizos rocosos con dos sets de estructuras más estructuras aleatorias. 6
F Macizos rocosos con tres sets de estructuras. 9
G Macizos rocosos con tres sets de estructuras más estructuras aleatorias. 12
Macizos rocosos con cuatro o más sets de estructuras, con muchas estructuras
H 15
aleatorias, con bloques cúbicos, etc.
I Macizo rocoso totalmente desintegrado, similar a un suelo granular. 20
(2) El coeficiente Jn se calcula en función del número de sets de estructuras presentes en el

macizo rocoso, en la forma que se indica en Tabla 3.1. Debe tenerse presente que:
(a) En el caso de intersecciones de túneles debe multiplicarse por 3 el valor de Jn.
(b) En el caso de portales de túneles debe multiplicarse por 2 el valor de Jn.
Como se trata de roca primaria, el macizo rocoso es masivo y presenta pocas estructu-
ras. Luego, para los tipos de roca primaria que aquí interesan, Jn sería prácticamente el
mismo en todos los casos. Sin embargo, una evaluación cuidadosa permite sugerir pe-
queñas diferencias:
5
Tabla 3.2
VALORES DEL COEFICIENTE Jr
Caso Condición Jr
(a) Hay contacto entre las cajas de la estructura.
(b) Desplazamientos de corte < 10 cm producen contacto entre las cajas de la estructura.
---- DISMINUYE LA RUGOSIDAD DE LA ESTRUCTURA ---→
A Estructuras discontinuas o que presentan puentes de roca. 4
B Estructuras ondulosas y rugosas (o irregulares). 3
C Estructuras ondulosas y lisas. 2
D Estructuras ondulosas y pulidas 1.5
E Estructuras planas y rugosas. 1.5
F Estructuras planas y lisas. 1.0
G Estructuras planas y pulidas 0.5
(c) Los desplazamientos de corte no producen contacto entre las cajas de la estructura.
Estructura con rellenos arcillosos de espesor suficiente como para impedir el

H 1.0
contacto entre las cajas de la estructura.
Estructura con rellenos de roca molida y/o materiales granulares de espesor sufi-
I 1.0
ciente como para impedir el contacto entre las cajas de la estructura.
Andesita Hw: Jn = 0.5 a 1.0 → Jn = 0.85

Andesita Fw: Jn = 0.5 a 1.0 → Jn = 1.00
Brecha Hidrotermal: Jn = 0.5 a 1.0 → Jn = 0.65
Dacita: Jn = 0.5 a 1.0 → Jn = 0.50
Diorita: Jn = 0.5 a 1.0 → Jn = 0.65
(3) El coeficiente Jr se calcula en función de la rugosidad de las estructuras más débiles. Si

éstas están favorablemente orientadas, entonces deberá escogerse el set más débil de
todas las estructuras desfavorablemente orientadas para evaluar Jr. El valor de Jr se cal-
cula como se indica en Tabla 3.2. Debe tenerse presente que:
(a) Si el espaciamiento de las estructuras del set considerado es mayor a 3 m, debe
sumarse 1 al valor de Jr.
(b) En el caso de estructuras planas y pulidas que presenten lineamientos, podrá con-
siderarse que Jr es igual a 0.5 si los lineamientos están favorablemente orientados.
(c) Los casos B a G de Tabla 3.2 se ordenan de escala menor a escala intermedia, en
ese orden.
En las rocas primarias que aquí interesan las estructuras son planas, y puede considerar-
se que varían de lisas a pulidas; a excepción de la brecha hidrotermal, donde serían más
rugosas que lisas. Luego, una evaluación cuidadosa indica algunas diferencias en el valor
de Jr :
Andesita Hw: Estructuras planas y lisas → Jr = 1.00
Andesita Fw: Estructuras planas y lisas → Jr = 1.00
Brecha Hidrotermal: Estructuras planas y rugosas → Jr = 1.50
Dacita: Estructuras planas y lisas a rugosas → Jr = 1.25
Diorita: Estructuras planas y lisas a pulidas → Jr = 0.75
6
Tabla 3.3
VALORES DEL COEFICIENTE Ja
Caso Condición φ jres Ja

(a) Hay contacto entre las cajas de la estructura.
Estructuras bien trabadas y selladas con rellenos duros, impermea-

A --- 0.75
bles, y que no se ablandan (e.g. cuarzo, epidota, etc.).
----- A U M E N T A
Estructuras con cajas no alteradas, que solo presentan pátinas lo-

B 25º a 35º 1
cales.
Estructuras con cajas ligeramente alteradas. Pátinas de materiales
C 25º a 30º 2
que no se ablandan y libres de finos: arenas, roca molida, etc.
Estructuras con pátinas limo arenosas, con poco contenido de arci-
D 20º a 25º 3
llas, que no se ablandan.
LA
Estructuras con pátinas de minerales arcillosos de baja fricción y

que se ablandan (e.g. caolinita, micas, etc.). Estructuras con páti-
ALTERACIÓN
E nas de clorita, talco, yeso, grafito, etc. Estructuras con pequeñas 8º a 16º 4
cantidades de arcillas expansivas (pátinas discontinuas, de 1 a 2
mm de potencia).
(b) Desplazamientos de corte < 10 cm producen contacto entre las cajas de la estructura.
F Estructuras con rellenos de arenas y/o roca molida, libres de arcilla. 25º a 30º 4
Estructuras con rellenos de arcillas muy preconsolidadas, que no
DE
G 16º a 24º 6
se ablandan (rellenos continuos, con espesores < 5 mm).
Estructuras con rellenos de arcillas algo a poco preconsolidadas,
LA
H 12º a 16º 8
que se ablandan (rellenos continuos, con espesores < 5 mm).
ESTRUCTURA
Estructuras con rellenos de arcillas expansivas (e.g. montmorilloni-

J ta, rellenos continuos, con espesores < 5 mm). El valor de Ja de- 6º a 12º 8 a 12
pende del contenido de arcilla, de la exposición al agua, etc.
(c) Los desplazamientos de corte no producen contacto entre las cajas de la estructura.
Estructuras con rellenos potentes de roca brechizada y salbanda

K,L,M 6º a 24º 8 a 12
arcillosa (ver G, H, J para descripciones del material arcilloso).
----→
Estructuras con rellenos potentes de arenas limosas o limo-

N --- 5
arcillosas, con poco contenido de arcillas (que no se ablandan).
Estructuras con rellenos potentes de salbanda arcillosa (ver G, H, J

O,P,Q 6º a 24º 13 a 20
para descripciones del material arcilloso).
(4) El coeficiente Ja se calcula en función de la alteración de las estructuras más débiles. Si

éstas están favorablemente orientadas, entonces deberá escogerse el set más débil de
todas las estructuras desfavorablemente orientadas para evaluar Ja. El valor de Ja se cal-
cula como se indica en Tabla 3.3. Debe tenerse presente que los valores de φjres que se
indican en esta tabla corresponden a una estimación muy aproximada, del ángulo de fric-
ción residual que tendrían las estructuras.
En las rocas primarias que aquí interesan las estructuras están selladas, y presentan re-
llenos que varían de blandos (Cl-Mo) a duros (Qz-Cpy). En base a la información disponi-
ble en lo que dice relación con la frecuencia acumulada de vetillas de distinta resistencia,
una interpretación de la información que se presenta en Tabla 3.3 permite suponer los si-
guientes valores para el coeficiente Ja:
Andesita Hw: Ja = 0.85 (aproximadamente un 30% de las estructuras tienen re-
llenos de resistencia igual o menor que los rellenos de anhidrita-
calcopirita).
7
Tabla 3.4
VALORES DEL COEFICIENTE Jw
Caso Condición pw (MPa) Jw

Túneles secos o con infiltraciones menores (e.g. 5 lt/min lo-
----- AUMENTAN LAS INFILTRACIONES

A < 0.1 1
calmente o solo en algunos sectores)
Infiltraciones y presiones moderadas, que ocasionalmente

B 0.1 a 0.25 0.66
causan el lavado del relleno de las estructuras.
Infiltraciones y presiones importantes en roca competente

C 0.50
con estructuras sin relleno.
0.25 a 1.0
Infiltraciones y presiones importantes que causan lavado de
D 0.33
los rellenos de las estructuras.
Infiltraciones muy importantes y a presión gavilladas por las

E 0.1 a 0.2
tronaduras, pero decaen con el tiempo.
> 1.0
----→
Infiltraciones excepcionalmente altas con presiones que con-

F 0.05 a 0.1
tinúan sin decaer con el tiempo.
pw es la presión del agua.
Andesita Fw: Ja = 0.95 (aproximadamente un 70% de las estructuras tienen re-

llenos de resistencia igual o menor que los rellenos de anhidrita-
calcopirita).
Brecha Hidrotermal: Ja = 0.90 (valor estimado).
Dacita: Ja = 0.75 (menos del 10% de las estructuras tienen rellenos de re-
sistencia menor que los rellenos de anhidrita-calcopirita).
Diorita: Ja = 0.80 (menos del 20% de las estructuras tienen rellenos de re-
sistencia menor que los rellenos de anhidrita-calcopirita).
(5) El coeficiente Jw se calcula en función de la condición de aguas observada en las estruc-

turas del macizo rocoso, como se indica en Tabla 3.4. Debe tenerse presente que:
(a) Los casos C a F corresponden a estimaciones muy aproximadas. Se puede incre-
mentar el valor de Jw si se implementan medidas de drenaje (esto debe hacerse
con criterio, considerando éstas podrían modificar la condición de aguas).
(b) Problemas especiales asociados al congelamiento de las aguas y la formación de
hielo no se consideran.
En las rocas primarias que aquí interesan las labores están secas o, en el peor de los ca-
sos, presentan infiltraciones menores. Así, en todos los casos que interesan se tiene que
Jw es igual a 1.
(6) El coeficiente SRF está asociado al posible efecto de la condición de esfuerzos en el ma-
cizo rocoso, y puede considerarse una medida de:
(i) La presión causada por el material suelto, en el caso de un túnel que atraviesa una
zona de cizalle o un macizo rocoso arcilloso y de mala calidad geotécnica.
(ii) La concentración de esfuerzos que se produce en la periferia de túneles excavados
en macizos rocosos competentes.
(iii) Las presiones asociadas al flujo plástico (squeezing) o al hinchamiento (swelling)
que encuentran túneles que cruzan macizos rocosos arcillosos poco competentes
bajo un estado tensional importante, o macizos rocosos arcillosos y expansivos.
8
Tabla 3.5
VALORES DEL COEFICIENTE SRF
Caso Condición SRF

(a) Zonas débiles intersectan la posición que tendrá la excavación subterránea, lo que puede causar aflojamiento
(loosening) del terreno cuando se desarrolle la excavación subterránea.
Aparecen múltiples zonas débiles que contienen salbanda arcillosa o roca

A químicamente desintegrada, con roca suelta en su periferia (cualquier z).
10.0
Aparece una zona débil que contiene salbanda arcillosa o roca quí-
B micamente desintegrada, con roca suelta en su periferia (z ≤ 50 m).
5.0
Aparece una zona débil que contiene salbanda arcillosa o roca quí-
C micamente desintegrada, con roca suelta en su periferia (z > 50 m).
2.5
Aparecen múltiples zonas débiles, con roca suelta en su periferia, en un

D macizo rocoso competente y libre de arcilla (a cualquier z).
7.5
Aparece una zona débil, con roca suelta en su periferia, en un macizo ro-
E coso competente y libre de arcilla (z ≤ 50 m).
5.0
Aparece una zona débil, con roca suelta en su periferia, en un macizo ro-
F coso competente y libre de arcilla (z > 50 m).
2.5
Macizo rocoso muy fracturado, con estructuras abiertas que definen blo-
G ques en forma de cubos (a cualquier z).
5.0
(b) Macizos rocosos competentes, problemas de concentración de esfuerzos. UCS/S1 TS/S1 SRF
H Estado tensional de magnitud baja, estructuras superficiales abiertas. > 200 < 0.01 2.5
Estado tensional de magnitud moderada, condición de esfuerzos es

J favorable.
10 a 200 0.01 a 0.3 1.0
Estado tensional de magnitud alta, estructuras bien trabadas (usualmente

K favorable para la estabilidad, aunque puede presentar problemas en las 5 a 10 0.3 a 0.4 0.5 a 2.0
cajas).
Macizo rocoso masivo que presenta lajamientos moderados 1 hora des-

L pués del desarrollo de la excavación subterránea.
3a5 0.5 a 0.65 5 a 50
Macizo rocoso masivo que presenta lajamientos e incluso estallidos de

M roca poco después del desarrollo de la excavación subterránea.
2a3 0.65 a 1.0 50 a 200
Macizos rocosos que sufren notorios estallidos de roca y deformaciones

N inmediatas después del desarrollo de la excavación subterránea.
<2 >1 200 a 400
(c) Macizos rocosos que fluyen plásticamente (squeezing rock). UCS/S1 SRF
O El flujo plástico genera presiones moderadas. 1 to 5 5 to 10
P El flujo plástico genera presiones importantes. >5 10 to 20
(d) Macizos rocosos expansivos (swelling rock), expansión o hinchamiento de-

bido a reacciones químicas causadas por las aguas. SRF
Q El hinchamiento genera presiones moderadas. 5 a 10
R El hinchamiento genera presiones importantes. 10 a 15
z es la profundidad del túnel o excavación subterránea.
SRF se calcula en la forma que se indica en Tabla 3.5. Debe tenerse presente que:
(a) Los valores de SRF deben reducirse en un 25% a 50% si las zonas de cizalle rele-
vantes solo influencian el túnel, pero no lo intersectan.
(b) Si el estado tensional medido es muy anisotrópico, entonces:
Si 5 ≤ S1 / S3 ≤ 10 disminuya en un 20% los valores de la resistencia en compre-
sión uniaxial y la resistencia en tracción de la roca intacta, UCS
y TS, usados para evaluar SRF.
9
Si 10 < S1 / S3 disminuya en un 40% los valores de la resistencia en compre-

sión uniaxial y la resistencia en tracción de la roca intacta, UCS
y TS, usados para evaluar SRF.
(c) La base de datos del método incluye pocos casos en que la profundidad del techo
del túnel respecto a la superficie del terreno es menor que el ancho del túnel. Si
este es el caso entonces SRF debe incrementarse de 2.5 a 5 (ver H).
Todas las rocas primarias que aquí interesan son propensas a sufrir estallidos de roca,
por loo que el coeficiente SRF variará entre 200 y 400. En base a la información disponi-
ble en lo que dice relación con el comportamiento observado en estos tipos de roca, una
interpretación de la plausibilidad de daño por estallidos de roca permite suponer los si-
guientes valores para el coeficiente SRF:
Andesita Hw: SRF = 200 a 400 → SRF = 375
Andesita Fw: SRF = 200 a 400 → SRF = 400
Brecha Hidrotermal: SRF = 200 a 400 → SRF = 350
Dacita: SRF = 200 a 400 → SRF = 325
Diorita: SRF = 200 a 400 → SRF = 350
Todo lo anterior permite calcular los índices Q’ y Q de calidad geotécnica que se resumen en
Tabla 3.6, para los distintos tipos de roca primaria que interesan.
Tabla 3.6
VALORES DE LOS ÍNDICES Q’ Y Q DE CALIDAD GEOTÉCNICA
RQD
Roca Primaria Jn Jr Ja Jw SRF (RQD/Jn) (Jr/Ja ) (Jw/SRF) Q’ Q
(%)
Andesita Hw 95 0.85 1.00 0.85 1.00 375 111.76 1.18 0.0027 132 0.35
Andesita Fw 93 1.00 1.00 0.95 1.00 400 93.00 1.05 0.0025 98 0.25
Brecha Hidrotermal 98 0.65 1.50 0.90 1.00 350 150.77 1.67 0.0029 252 0.72
Dacita 100 0.50 1.25 0.75 1.00 325 200.00 1.67 0.0031 334 1.03
Diorita 98 0.65 0.75 0.80 1.00 350 150.77 0.94 0.0029 160 0.46
3.3 Aplicabilidad del Índice Q en Roca Primaria

Los resultados obtenidos permiten señalar lo siguiente respecto a la aplicabilidad del método de
Barton et al. (1974) para calificar y clasificar geotécnicamente el macizo rocoso primario de mi-
na el Teniente:
(a) En términos de las características mecánicas del macizo rocoso, o sea considerando el ín-
dice Q’, se tiene que:
Andesita Hw: Q’ = 132 → Macizo de calidad EXTREMADAMENTE BUENA
Andesita Fw: Q’ = 98 → Macizo de calidad MUY BUENA
Brecha Hidrotermal: Q’ = 252 → Macizo de calidad EXTREMADAMENTE BUENA
Dacita: Q’ = 334 → Macizo de calidad EXTREMADAMENTE BUENA
Diorita: Q’ = 160 → Macizo de calidad EXTREMADAMENTE BUENA
Luego, no se produce una buena diferenciación de clases. Sin embargo, si se produce una
cierta diferenciación en términos de la magnitud de Q’, y se considera la confiabilidad
propia de este tipo de índices podría distinguirse entre 2 grupos de roca primaria:
10
(b) En términos de las características geotécnicas globales del macizo rocoso (incluyendo su
susceptibilidad a sufrir daños por estallidos de roca), o sea considerando el índice Q, se
tiene que:
Andesita Hw: Q = 0.35 → Macizo de calidad MUY MALA
Andesita Fw: Q = 0.25 → Macizo de calidad MUY MALA
Brecha Hidrotermal: Q = 0.72 → Macizo de calidad MUY MALA
Dacita: Q = 1.03 → Macizo de calidad MALA
Diorita: Q = 0.46 → Macizo de calidad MUY MALA
Luego, no se produce una buena diferenciación de clases y tampoco se produce una
buena diferenciación en términos de la magnitud de Q.
(c) Puede concluirse que el método del índice Q no permite una buena diferenciación entre
los distintos tipos de macizo rocoso primario de mina El Teniente.
11
4 MÉTODO DEL ÍNDICE RMR

El método de clasificación de Bieniawski (1973) se desarrolló para estimar la fortificación de tú-
neles en función del índice RMR de calidad geotécnica, definido como:
RMR = P (UCS ) + P ( RQD) + P( s ) + P( JC ) + P(WC ) (4.1)
donde:
P(x) es el puntaje asociado al parámetro x.
UCS es la resistencia en compresión uniaxial de la roca “intacta”, y el puntaje asociado a la
misma puede variar de 0 (si UCS < 1 MPa) a 15 (si UCS > 250 MPa).
RQD es la designación de la calidad de la roca definida por Deere et al. (1967), y el puntaje
asociado a la misma puede variar de 3 (si RQD < 25%) a 20 (si 90 < RQD ≤ 100).
s es el espaciamiento entre las estructuras, y el puntaje asociado al mismo puede variar
de 5 (si s < 60 mm) a 20 (si s > 2 m).
JC es la condición de las estructuras, y el puntaje asociado a la misma puede variar de 0
(en el caso de estructuras continuas y abiertas más de 5 mm, o con rellenos arcillosos
blandos de potencia mayor a 5 mm) a 30 (en el caso de estructuras discontinuas, muy
rugosas, cerradas y sin alteración de su roca de caja).
WC es la condición de aguas, y el puntaje asociado a la misma puede variar de 0 (en el
caso de estructuras con flujo de aguas que se traduce en un gasto de más de 125
lt/min en un tramo de túnel de 10 m de longitud, o donde la presión del agua excede el
50% del esfuerzo principal mayor) a 15 (en el caso de estructuras completamente se-
cas).
Respecto al uso del índice RMR para caracterizar geotécnicamente el macizo rocoso, es con-
veniente indicar lo siguiente:
Las tablas para calcular los puntajes asociados a los parámetros que definen el índice
RMR han cambiado varias veces desde la introducción del método en 1973, por lo que es
muy importante el indicar que versión del método se está utilizando.
Debe tenerse presente que muchas veces los testigos seleccionados para evaluar UCS
corresponden a los más competentes, por lo que no necesariamente representan la resis-
tencia “típica” de la roca “intacta”.
El uso del RQD presenta los problemas propios de este índice (e.g. ver Brown (2002));
por lo que debe emplearse siempre con bastante criterio, y tomando en cuenta las carac-
terísticas geológicas del macizo rocoso que se está calificando.
Los puntajes asociados al espaciamiento entre estructuras suponen que el macizo rocoso
presenta tres sets de estructuras, por lo que si el macizo tiene menos de tres sets la eva-
luación resulta conservadora (si se aceptan los conceptos de Laubscher (1977), puede
concluirse que al haber menos de tres sets de estructuras en el macizo rocoso el puntaje
asociado al espaciamiento podría incrementarse en un 30%).
El índice RMR parece funcionar bien para caracterizar macizos rocosos de las clases I a
IV (RMR > 25), pero no funciona bien en macizos rocosos de muy mala calidad geotécni-
ca (Hoek et al. (1995)).
Finalmente, cabe señalar que el uso del índice RMR define la calidad geotécnica de los macizos
rocosos en una escala que varía desde 0 a 100, y considera 5 clases:
• Macizos de calidad MUY MALA (Clase V, 0 ≤ RMR ≤ 20).
• Macizos de calidad MALA (Clase IV, 20 < RMR ≤ 40).
12
• Macizos de calidad REGULAR (Clase III, 40 < RMR ≤ 60).

• Macizos de calidad BUENA (Clase II, 60 < RMR ≤ 80).
• Macizos de calidad MUY BUENA (Clase I, 80 < RMR ≤ 100).
4.2 Cálculo del Índice RMR

(1) El puntaje o rating asociado a la resistencia en compresión uniaxial de la roca “intacta”,
UCS, se calcula como se indica en Tabla 4.1, o bien puede evaluarse de la curva que se
muestra en Figura 4.1.
15
14
13
12
11
10
Puntaje o Rating
0
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260
Resistencia en Compresión Uniaxial, UCS (MPa)
Figura 4.1: Puntaje o rating asociado a la resistencia en compresión uniaxial de la roca

“intacta” (Bieniawski (1989)).
Tabla 4.1
PUNTAJES ASOCIADOS A LA RESISTENCIA DE LA ROCA “INTACTA”
UCS (MPa) PLS (MPa) Puntaje Comentarios
<1 En este rango no se reco- 0 Resistencia Muy Baja

mienda el uso de los ensa-
1a5 yos de carga puntual para 1
estimar la resistencia de la
5 a 25 roca “intacta”. 2
25 a 50 1a2 4 Resistencia Baja
50 a 100 2a4 7 Resistencia Moderada
100 a 250 4 a 10 12 Resistencia Alta
> 250 > 10 15 Resistencia Muy Alta
UCS es la resistencia en compresión uniaxial
PLS es la resistencia en carga puntual (point load test)
13
Luego, para los tipos de roca primaria que aquí interesan, se tiene que:
Andesita Hw: UCS = 120 MPa → Rating (UCS) = 11
Andesita Fw: UCS = 120 MPa → Rating (UCS) = 11
Brecha Hidrotermal: UCS = 135 MPa → Rating (UCS) = 12
Dacita: UCS = 110 MPa → Rating (UCS) = 10
Diorita: UCS = 140 MPa → Rating (UCS) = 12
(2) El puntaje o rating asociado al índice RQD se calcula como se indica en Tabla 4.2, o bien
puede evaluarse de la curva que se muestra en Figura 4.2.
20
19
18
17
16
15
14
13
Puntaje o Rating
12
11
10
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Indice de Calidad de la Roca, RQD (%)
Figura 4.2: Puntaje o rating asociado al índice de calidad de la roca RQD (Bieniawski
(1989)).
Tabla 4.2
PUNTAJES ASOCIADOS AL ÍNDICE RQD
Calidad del Macizo RQD (%) Puntaje
MUY MALA Calidad Geotécnica < 25 3

MALA Calidad Geotécnica 25 a 50 8
REGULAR Calidad Geotécnica 50 a 75 13
BUENA Calidad Geotécnica 75 a 90 17
EXCELENTE Calidad Geotécnica 90 a 100 20
Andesita Hw: RQD = 90 a 100 → RQD = 95 → Rating (RQD) = 19
Andesita Fw: RQD = 90 a 95 → RQD = 93 → Rating (RQD) = 19
Brecha Hidrotermal: RQD = 95 a 100 → RQD = 98 → Rating (RQD) = 20
Dacita: RQD = 100 → RQD = 100 → Rating (RQD) = 20
Diorita: RQD = 95 a 100 → RQD = 98 → Rating (RQD) = 20
14
(3) El puntaje o rating asociado al espaciamiento entre las estructuras, s, se calcula como se
indica en Tabla 4.3, o bien puede evaluarse de la curva que se muestra en Figura 4.3.
Bieniawski (1989) sugiere que cuando se conoce solo s o solo RQD, pero no ambos pa-
rámetros, es posible utilizar la Figura 4.4 para estimar uno de ellos en función del otro
(esto se basa en la correlación propuesta por Priest & Hudson (1976)).
20
19
18
17
16
15
14
13
Puntaje o Rating
12
11
10
0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Espaciamiento entre Estructruras, s (mm)
Figura 4.3: Puntaje o rating asociado al espaciamiento entre las estructuras o disconti-
nuidades, s (Bieniawski (1989)).
100
90
80
Indice de Calidad de la Roca, RQD (%)
70
60
50
40
30
20
AN
MIN
ME
10 AX
D
DM
RQ D
RQ
RQ
0
20 30 40 60 80 200 300 400 600 800
10 100 1000
Espaciamiento entre Estructuras, s (mm)
Figura 4.4: Correlación entre s y RQD, que puede utilizarse para evaluar un parámetro en
función del otro (modificada de Bieniawski (1989)).
15
Tabla 4.3
PUNTAJES ASOCIADOS AL ESPACIAMIENTO ENTRE ESTRUCTURAS, s
Descripción del Espaciamiento s (mm) Puntaje
MUY JUNTO a EXTREMADAMENTE JUNTO < 60 5

JUNTO 60 a 200 8
MODERADO 200 a 600 10
SEPARADO 600 a 2000 15
MUY SEPARADO > 2000 20
Luego, para los tipos de roca primaria que aquí interesan (se consideran las vetillas con
rellenos de resistencia igual o menor a las de calcopirita-anhidrita), se tiene que:
Andesita Hw: s = 150 mm → Rating (s) = 7
Andesita Fw: s = 350 mm → Rating (s) = 10
Brecha Hidrotermal: s = 250 mm (estimado) → Rating (s) = 8
Dacita: s = 1600 mm → Rating (s) = 18
Diorita: s = 670 mm → Rating (s) = 12
(4) El puntaje o rating asociado a la condición de las estructuras, JC, se calcula como se in-
dica en Tabla 4.4, o bien cuando se requiere de mayor detalle, empleando las guías que
se reseñan en Tabla 4.5.
Tabla 4.4
PUNTAJES ASOCIADOS A LA CONDICIÓN DE LAS ESTRUCTURAS, JC
Descripción de la Condición de las Estructuras Puntaje

Estructuras continuas.
Estructuras abiertas (apertura > 5 mm) o con rellenos blandos de salbanda 0
arcillosa (espesor > 5 mm).
Estructuras continuas.
Estructuras pulidas, o abiertas (apertura de 1 a 5 mm) o con rellenos blan- 10
dos de salbanda arcillosa (espesor de 1 a 5 mm).
Estructuras algo rugosas.
Roca de caja muy intemperizada o alterada. 20
Estructuras abiertas (apertura < 1 mm) o con rellenos (espesor < 1 mm).
Estructuras algo rugosas.
Roca de caja algo intemperizada o alterada. 25
Estructuras abiertas (apertura < 1 mm) o con rellenos (espesor < 1 mm).
Estructuras muy rugosas.
Estructuras discontinuas.
30
Roca de caja fresca o sana.
Estructuras cerradas o selladas.
Luego, para los tipos de roca primaria que aquí interesan (se consideran las vetillas con
rellenos de resistencia igual o menor a las de calcopirita-anhidrita), se tiene que:
Andesita Hw: L = 2 a 40 m → Rating parcial = 0 a 4 → Rating(JC) = 13
t = 1 a 5 mm → Rating parcial = 1
r = Lisas → Rating parcial = 1
f = Duros < 5 mm → Rating parcial = 4
a = Algo alteradas → Rating parcial = 5
16
Tabla 4.5
GUÍAS PARA UNA EVALUACIÓN DETALLADA DEL PUNTAJE ASOCIADO A JC
Parámetro Condición o Características & Puntaje o Rating

Persistencia o <1 1a3 3 a 10 10 a 20 > 20
Extensión, L (m)
6 4 2 1 0
Apertura o 0 < 0.1 0.1 a 1 1a5 >5
Espesor, t (mm)
6 5 4 1 0
Muy Rugosa Rugosa Algo Rugosa Lisa Pulida
Rugosidad, r
6 5 3 1 0
Material de Ninguno Duro, < 5 mm Duro, ≥ 5 mm Blando, < 5 mm Blando, ≥ 5 mm
Relleno, f
6 4 2 2 0
Intemperización Fresca Algo Alterada Alt. Moderada Muy Alterada Descompuesta
o Alteración, a
6 5 3 1 0
Andesita Fw: L = 2 a 40 m → Rating parcial = 0 a 4 → Rating(JC) = 11

f = Blandos < 5 mm → Rating parcial = 2
Brecha Hidrotermal: L = 2 a 20 m → Rating parcial = 1 a 4 → Rating(JC) = 17
r = Rugosa → Rating parcial = 5
Dacita: L = 1 a 10 m → Rating parcial = 2 a 4 → Rating(JC) = 17
r = Algo rugosas → Rating parcial = 3
a = Frescas → Rating parcial = 6
Diorita: L = 1 a 20 m → Rating parcial = 1 a 4 → Rating(JC) = 13
(5) El puntaje o rating asociado a la condición de aguas, WC, se calcula como se indica en
Tabla 4.6.
Tabla 4.6
PUNTAJES ASOCIADOS A LA CONDICIÓN DE AGUAS, WC
Descripción Qw (lt/min) pw / S1 Puntaje

Condición Completamente Seca 0 0 15
Condición Húmeda < 10 < 0.1 10
Condición Mojada 10 a 25 0.1 a 0.2 7
Goteos 25 a 125 0.2 a 0.5 4
Infiltraciones de Agua > 125 > 0.5 0
Qw es la cantidad de flujo que se infiltra en un tramo de túnel de 10 m de longitud.
pw es la presión del agua.
S1 es el esfuerzo principal mayor.
17
El macizo rocoso primario se encuentra originalmente seco, por lo que en todos los casos
aquí considerados corresponde un puntaje o rating de 15 por efecto de la condición de
aguas.
Todo lo anterior permite calcular los índices RMR de calidad geotécnica que se resumen en Ta-
bla 4.7, para los distintos tipos de roca primaria que interesan.
Tabla 4.7
VALORES DE LOS ÍNDICES RMR DE CALIDAD GEOTÉCNICA
Roca Primaria Rating(UCS) Rating(RQD) Rating(s) Rating(JC) Rating(WC) RMR

Andesita Hw 11 19 7 13 15 65
Andesita Fw 11 19 10 11 15 66
Brecha Hidrotermal 12 20 8 17 15 72
Dacita 10 20 18 17 15 80
Diorita 12 20 12 13 15 72
Una vez calculado el valor in situ del índice RMR, es posible ajustar este valor para considerar
el efecto de la orientación de las estructuras, con lo que:
RMR = RMRIN SITU − ∆RMR (4.2)
donde ∆RMR es el ajuste por efecto de la orientación de las estructuras, el cual depende de la
aplicación y se determina en base a los valores que se presentan en Tabla 4.8. Es importante
tener presente que siempre el valor in situ de RMR es igual o mayor que el valor ajustado, y que
los valores de Tabla 4.8 son referenciales y el ajuste debe siempre hacerse con criterio. Como
este ajuste se aplica a condiciones locales, el mismo no se considera aplicable para los efectos
de este trabajo.
Tabla 4.8
AJUSTE AL PUNTAJE TOTAL POR EFECTO DE LA ORIENTACIÓN DE LAS ESTRUCTURAS
Orientación de las Estructuras (Rumbo y Manteo)

Aplicación Muy Muy
Favorable Regular Desfavorable
Favorable Desfavorable
Minería Subterránea
0 2 5 10 12
Túneles
Cimentaciones 0 2 7 15 25
Taludes
0 5 25 50 60
Minería a Rajo Abierto
18
4.3 Aplicabilidad del Índice RMR en Roca Primaria

Bieniawski (1973) para calificar y clasificar geotécnicamente el macizo rocoso primario de mina
el Teniente:
(a) En términos de las características mecánicas del macizo rocoso, o sea considerando el va-
lor del índice RMR, se tiene que:
Andesita Hw: RMR = 65 → Macizo de calidad BUENA
Andesita Fw: RMR = 66 → Macizo de calidad BUENA
Brecha Hidrotermal: RMR = 72 → Macizo de calidad BUENA
Dacita: RMR = 80 → Macizo de calidad BUENA
Diorita: RMR = 72 → Macizo de calidad BUENA
Luego, no se produce ninguna diferenciación de clases. Sin embargo, si se produce una
cierta diferenciación en términos de la magnitud de RMR, y se considera la confiabilidad
(b) Puede concluirse que el método del índice RMR no permite una buena diferenciación en-
19
5 MÉTODO DEL ÍNDICE IRMR

El método de clasificación de Laubscher (1975) se desarrolló como una variante del método de
Bieniawski orientada a aplicaciones mineras, definiendo la calidad geotécnica del macizo rocoso
in situ mediante un índice IRMR 2, que luego se modifica para definir un índice de calidad geo-
técnico-minera, MRMR (Mining Rock Mass Rating), como se ilustra en el esquema de Figura
5.1. El índice IRMR se define como:
IRMR = P ( BS ) + P ( JS ) + P ( JC ) (5.1)
donde:
P(x) es el puntaje asociado al parámetro x.
BS es la resistencia en compresión uniaxial de los bloques de roca que conforman el ma-
cizo rocoso; la cual depende de la resistencia de la roca “intacta” (denominada IRS en
el método de Laubscher), y la presencia de vetillas. El puntaje asociado a BS puede
variar de 0 (si BS = 0 MPa) a 25 (si BS ≥ 160 MPa).
JS es el espaciamiento de las estructuras abiertas, que incluye una corrección para tomar
en cuenta la presencia de uno o dos sets de estructuras selladas (e.g. vetillas) con re-
llenos de resistencia menor a la de la roca de caja. El puntaje asociado a JS varía de 3
(3 sets de estructuras con un espaciamiento de 0.1 m) a 35 (1 set de estructuras con
un espaciamiento de 2 m).
INFORMACION GEOLOGICO-GEOTECNICA DE ENTRADA
RESISTENCIA DE LA ROCA “INTACTA” ESPACIAMIENTO ENTRE ESTRUCTURAS CONDICION DE LAS ESTRUCTURAS

IRS JS JC
AJUSTES
REQUERIDOS
PARA VOLUMEN (0.8)
PRESENCIA DE ESTRUCTURAS SELLADAS (0.7 a 1.0)
EVALUAR PRESENCIA DE ESTRUCTURAS (0.6 a 1.0)
IRMR
RESISTENCIA DE LOS BLOQUES DE
ROCA QUE CONFORMAN EL MACIZO
BS
RATINGS
QUE
DEFINEN RATING: 0 a 25 RATING: 0 a 35 RATING: 0 a 40
IRMR
IN SITU ROCK MASS RATING (0 a 100)

IRMR
AJUSTES
INTEMPERIZACION ORIENTACION ESFUERZOS TRONADURAS AGUAS
REQUERIDOS
(0.3 a 1.0) DE LAS INDUCIDOS (0.8 a 1.0) (0.7 a 1.1)
PARA
ESTRUCTURAS POR LA MINERIA
EVALUAR
(0.63 a 1.0) (0.6 a 1.2)
MRMR
MINING ROCK MASS RATING (0 a 100)

MRMR
Figura 5.1: Diagrama de flujo que ilustra el procedimiento parra evaluar los índices IRMR y MRMR de
calidad geotécnica (modificada de Laubscher & Jakubec (2001)).
2
Aquí se considera la versión más reciente del método de Laubscher, que introduce el índice IRMR para evitar confusiones con el
índice RMR de Bieniawski (versiones anteriores del método de Laubscher empleaban la misma denominación de Bieniawski, RMR,
lo que inducía a confusión).
20
JC es la condición de las estructuras, definida en términos de su rugosidad a escala in-

termedia y menor, de la alteración de la roca de caja, y de la potencia y competencia
del material de relleno (si lo hay). El puntaje asociado a JC varía de 4 (estructuras pla-
nas y pulidas, con rellenos potentes de salbanda y fuerte alteración de la roca de caja)
a 40 (estructuras ondulosas en varias direcciones, bien trabadas, sin alteración de la
roca de caja y con rellenos de competencia similar a la de la roca de caja).
Una vez definida la calidad geotécnica del macizo rocoso in situ, el índice IRMR se modifica pa-
ra definir el índice de calidad geotécnico-minera, MRMR (Mining Rock Mass Rating). Esta modi-
ficación, cuyo detalle se presenta más adelante, puede considerar uno o más de los siguientes
aspectos (i.e. no necesariamente los debe considerar todos): potencial de meteorización del ma-
cizo rocoso (factor de 0.3 a 1.0), efecto de la orientación de las estructuras (factor de 0.6 a 1.0),
efecto de los esfuerzos inducidos por la minería (factor de 0.6 a 1.2), posible daño inducido por
las tronaduras (factor de 0.8 a 1.0), efecto de la presencia de aguas subterráneas (factor de 0.7
a 1.1). Estas modificaciones pueden reducir o aumentar la calificación (rating) del macizo rocoso,
por lo que las mismas deben aplicarse con mucho criterio y teniendo presente la utilización que
se hará del índice MRMR.
El uso de los índices IRMR y MRMR permite calificar la calidad geotécnica de los macizos roco-
sos en una escala que varía desde 0 a 100, y considera 5 clases:
• Macizos de calidad MUY MALA (Clase 5, 0 ≤ IRMR o MRMR ≤ 20).
• Macizos de calidad MALA (Clase 4, 20 < IRMR o MRMR ≤ 40).
• Macizos de calidad REGULAR (Clase 3, 40 < IRMR o MRMR ≤ 60).
• Macizos de calidad BUENA (Clase 2, 60 < IRMR o MRMR ≤ 80).
• Macizos de calidad MUY BUENA (Clase 1, 80 < IRMR o MRMR ≤ 100).
Respecto al uso de los índices IRMR y MRMR para caracterizar geotécnicamente el macizo ro-
coso, es conveniente indicar lo siguiente:
Las tablas para calcular los puntajes asociados a los distintos parámetros que emplea el
método han cambiado varias veces desde la introducción del método en 1975. Por lo que
es muy importante el indicar que versión del método se está utilizando (especialmente si
se consideran los fuertes cambios introducidos en la versión más reciente).
Si bien muchas veces los testigos seleccionados para evaluar IRS corresponden a los
más competentes y no necesariamente representan la resistencia “típica” de la roca “in-
tacta”, el método incluye un ábaco empírico para obtener un valor “representativo” si se
conocen los porcentajes de roca resistente y de roca débil; sin embargo, este ábaco debe
utilizarse con criterio y precaución.
La resistencia del bloque de roca, BS, incluye un ajuste para considerar la presencia de
vetillas en términos de su frecuencia y la dureza de sus rellenos. Este ajuste debe hacer-
se con criterio y precaución, ya que en la mayoría de los casos las vetillas presentarán
más de un tipo de relleno.
Al evaluar la condición de las estructuras debe considerarse el set de estructuras más
desfavorablemente orientado (respecto a la fuerza perturbadora). Si no está claro cual es
el set más desfavorablemente orientado debe entonces considerarse el set de estructuras
que presenta la peor condición.
Se debe tener especial cuidado al aplicar los ajustes al índice IRMR para obtener el índi-
ce MRMR. De hecho, Laubscher & Jakubec (2001) señalan que:
“El procedimiento de ajuste se ha descrito en trabajos anteriores, donde se indi-
caba que el ajuste no debía exceder dos clases, pero no dejándose claro que un
ajuste puede sustituir a otro y que es poco plausible que el ajuste total sea igual a
la multiplicatoria de todos los ajustes. Por ejemplo, un ajuste por mala tronadura
21
sería aplicable en un sector de bajos esfuerzos, pero en un sector de altas concen-

traciones de esfuerzos el daño inducido por éstas excedería al inducido por la tro-
nadura, y el único ajuste sería el asociado a la concentración de esfuerzos. El
MRMR para una evaluación de hundibilidad no debería considerar un ajuste por
tronadura, ni tampoco uno por meteorización a menos que el avance de la meteori-
zación sea tan rápido, debido a la presencia de estructuras u otros defectos, que
exceda la tasa de propagación del caving. El efecto de la orientación de las es-
tructuras y de los esfuerzos inducidos por la minería corresponden a ajustes que
tienden a complementarse entre sí. El propósito de los ajustes es que el geólogo, el
ingeniero geomecánico y el ingeniero de planificación ajusten el valor de IRMR de
modo tal que el MRMR refleje en forma realista la resistencia3 del macizo rocoso
para la condición de minería que se considera.”
5.2 Cálculo de los Índices IRMR y MRMR

(1) El puntaje o rating asociado a la resistencia en compresión uniaxial de los bloques de ro-
ca que conforman el macizo rocoso, BS, depende de la resistencia en compresión
uniaxial de la roca “intacta”, IRS, y de la presencia de vetillas. Este puntaje se calcula de
la siguiente forma:
(a) Se determina un valor representativo de IRS:
→ Si el macizo rocoso es homogéneo entonces se considera que IRS es igual
al valor característico resultante de los ensayos de laboratorio sobre probe-
tas de roca (o sea IRS = UCS).
→ Si el macizo rocoso es heterogéneo y presenta zonas de roca más débil; en-
tonces el valor representativo se calcula en función de las resistencias de
ambos tipos de roca y los porcentajes de las mismas que conforman el ma-
cizo rocoso, utilizando el ábaco de Figura 5.2.
Para efectos de este trabajo se supondrá que los tipos de macizo rocoso aquí con-
siderados son homogéneos, y que los valores de IRS son los que se reseñaron en
Tabla 2.1 de página 2.
(b) Se define el valor de BS:
→ Si los bloques de roca que conforman el macizo rocoso NO contienen es-
tructuras menores, entonces BS se calcula ajustando IRS por efectos de vo-
lumen únicamente:
BS = 0.8 × IRS (5.2)
→ Si los bloques de roca que conforman el macizo rocoso contienen

estructuras menores, entonces BS se calcula ajustando IRS por efectos de
volumen y por la presencia de estas estructuras menores:
BS = 0.8 × ABS × IRS (5.3)
donde ABS es un ajuste que considera la frecuencia de estructuras menores y

el tipo de relleno de las mismas (se consideran únicamente rellenos más dé-
biles que la roca de caja). Se calcula en base al producto de la frecuencia de
fracturas, FF, por el inverso de la dureza, D (referida a la escala de Moh) de
sus rellenos, utilizando la curva de Figura 5.3. En Tabla 5.1 se detalla la es-
cala de dureza y sus inversos.
3
“Resistencia” en el sentido más amplio de la palabra, por lo que quizás convendría decir “comportamiento”.
22
UCS M ENOR / UCS MA YOR (%)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
100
90
80
Roca Débil (% Volumen Total)

70
60
50
40
30
20
10
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
IRS "Representativo" (% UCS Mayor)

Figura 5.2: Nomograma para la determinación de un valor representativo de IRS en el ca-
so de macizos rocosos heterogéneos (Laubscher & Jakubec (2001)).
1.00
0.95
0.90
Factor de Ajuste para BS
0.85
0.80
0.75
0.70
0.65
0.60
0.2 0.4 0.6 0.8 2 4 6 8 20 40
0.1 1 10
Frecuencia de Vetillas / Dureza del Relleno (m-1)
Figura 5.3: Factor de ajuste para BS en función de la frecuencia de vetillas y la dureza de

sus rellenos.
23
25
20
Puntaje o Rating para BS

15
10
0
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Resistencia del Bloque de Roca, BS (MPa)
Figura 5.4: Puntaje o rating asociado a BS (Laubscher & Jakubec (2001)).
Tabla 5.1
INVERSO DE LA DUREZA DE MATERIALES DE RELLENO DE ESTRUCTURAS MENORES
Materiales de Relleno Dureza Inverso
Talco, Molibdenita 1 1.00

Yeso, Clorita 2 0.50
Calcita, Anhidrita 3 0.33
Fluorita, Calcopirita 4 0.25
Apatita 5 0.20
La escala de dureza se emplea solo hasta el valor 5, porque valores mayores difícilmente resultarán significativos en
la práctica (Laubscher & Jakubec (2001)).
(c) Conocido BS se le asigna el puntaje o rating que le corresponde, utilizando la curva

de Figura 5.4.
Andesita Hw: IRS = 120 MPa
FF = 6 a 7 fract./m
D = 3 a 4 (aproximadamente 30% de las vetillas)
FF/D = 0.3×6.5/3.5 = 0.56
ABS = 0.88
BS = 0.80×0.88×120 = 84 MPa
Rating (BS) = 20
Andesita Fw: IRS = 120 MPa
FF = 2 a 3 fract./m
FF/D = 0.7×2.5/3.5 = 0.50
ABS = 0.89
BS = 0.80×0.89×120 = 85 MPa
Rating (BS) = 20
24
Brecha Hidrotermal: IRS = 135 MPa

FF = 4 fract./m (estimado)
D = 3 a 4 (50% de las vetillas, estimado)
FF/D = 0.5×2.0/3.5 = 0.29
ABS = 0.93
BS = 0.80×0.93×120 = 100 MPa
Rating (BS) = 21
Dacita: IRS = 110 MPa
FF = 0 a 1 fract./m
FF/D = 0.05×0.5/3.5 = 0.01
ABS = 1.00
BS = 0.80×1.00×110 = 88 MPa
Rating (BS) = 20
Diorita: IRS = 140 MPa
FF = 1 a 2 fract./m
FF/D = 0.15×1.5/3.5 = 0.06
ABS = 1.00
BS = 0.80×1.00×140 = 112 MPa
Rating (BS) = 22
(2) El puntaje o rating asociado al espaciamiento entre estructuras, JS, depende del número
de sets estructurales, de la frecuencia de fracturas o estructuras abiertas, y de la presen-
cia de vetillas con rellenos más débiles que la roca. Este puntaje se calcula de la siguien-
te forma:
(a) Se define el número de sets de estructuras que presenta el macizo rocoso.
(b) Se determina el espaciamiento entre estructuras, considerando solamente las es-
tructuras abiertas (o que forman bloques).
(c) Con los resultados de (i) y (ii), se utiliza la Figura 5.5 para determinar el puntaje o
rating asociado a la presencia de estructuras abiertas (o las que forman bloques),
P0 (JS ).
(d) Para considerar el posible efecto la presencia de estructuras con rellenos más dé-
biles que la roca, se utilizan las curvas de Figura 5.6 para determinar el coeficiente
de ajuste AJC, que modifica el rating determinado en (iv).
(e) Con todo esto, el puntaje o rating asociado a JS queda dado por:
P(JS ) = AJC × P0 (JS ) (5.4)
Andesita Hw: n = 3 sets
FFOPEN = 2 fract./m
P0 (JS) = 16
AJC = 0.71 (2 sets, s = 150 mm)
Rating (JS) = 0.71×16 = 11
FFOPEN = 3 fract./m
P0 (JS) = 13
AJC = 0.77 (2 sets, s = 350 mm)
Rating (JS) = 0.77×13 = 10
25
Volumen del Bloque (m3)

0.001 0.008 0.03 0.13 0.34 1 8 27 64 125
35
30
25
Puntaje o Rating
20
15
T
SE
UN
TS
10 SE
D OS TS
SE
ES
5 TR
0
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 2 3 4 5
0.1 1
Espaciamiento de las Estructuras Abiertas o que Forman Bloques (m)
Figura 5.5: Puntaje o rating asociado al espaciamiento de las estructuras abiertas o que
forman bloques (Laubscher & Jakubec (2001)).
1.00
0.95
Factor de Ajuste, AJS
0.90
0.85
0.80
0.75
SETS DE VETILLAS
UNO
DOS
0.70
5 4 3 2 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
Espaciamiento entre Vetillas o Estructuras Selladas (m)
Figura 5.6: Factor de ajuste AJS para modificar el puntaje o rating asociado a JS, de modo
de incluir el efecto de la presencia de vetillas o estructuras selladas si las hay (modificada
de Laubscher & Jakubec (2001)).
Brecha Hidrotermal: n = 3 sets

FFOPEN = 1 a 2 fract./m
P0 (JS) = 20
AJC = 0.74 (2 sets, s = 250 mm)
Rating (JS) = 0.74×20 = 15
26
Dacita: n = 2 sets
FFOPEN = 1 a 2 fract./m
P0 (JS) = 21
AJC = 0.97 (2 sets, s = 1600 mm)
Rating (JS) = 0.97×21 = 20
Diorita: n = 3 sets
FFOPEN = 2 fract./m
P0 (JS) = 16
AJC = 0.852 sets, s = 670mm)
Rating (JS) = 0.85×16 = 14
(3) El puntaje o rating asociado a la condición de las estructuras, JC, depende de la rugosi-
dad a escala intermedia y menor (denominadas gran y pequeña escala por Laubscher &
Jakubec (2001)), la alteración de la roca de caja, y los tipos y características de los mate-
riales de relleno. Este puntaje se calcula de la siguiente forma:
(a) Si el macizo rocoso presenta un único set de estructuras se utiliza la Tabla 5.2 pa-
ra evaluar el ajuste AJC a aplicar. Es importante tener presente que no necesaria-
mente se aplican todos los ajustes, ya que algunos se imponen a otros (e.g. en el
caso de estructuras con rellenos potentes de salbanda arcillosa, no interesa ni la
rugosidad ni la alteración de la roca de caja). El puntaje o rating asociado a JC que-
da entonces dado por:
P(JC ) = AJC × 40 (5.5)
(b) Si el macizo rocoso presenta más de un set de estructuras se califican todos los
sets, y con el mejor y el peor de ellos se utiliza el ábaco de Figura 5.7 para obtener
un valor “representativo” del puntaje o rating correspondiente a la condición de las
estructuras.
P(JC) MENOR / P(JC)MAYOR (%)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
100
90
80
Estructuras Peores (% del Total)
70
60
50
40
30
20
10
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
P(JC) "Representativo" (% P(JC) Mayor)

Figura 5.7: Nomograma para la determinación de un valor representativo del rating co-
rrespondiente a la condición de las estructuras, en el caso de macizos que presentan más
de un set de estructuras (modificada de Laubscher & Jakubec (2001)).
27
Tabla 5.2
FACTORES DE AJUSTE PARA EL PUNTAJE ASOCIADO A JC
Característica de la Estructura Ajuste, AJC

A. RUGOSIDAD A ESCALA INTERMEDIA
Ondulosa - Multidireccional 1.00
Ondulosa – Unidireccional 0.95
Curva 0.90
Lisa / Con pequeñas ondulaciones 0.85
B. RUGOSIDAD A ESCALA MENOR (200 mm × 200 mm)
Escalonada - Rugosa / Irregular 0.95
Escalonada – Lisa 0.90
Escalonada – Pulida 0.85
Ondulosa – Rugosa 0.80
Ondulosa – Lisa 0.75
Ondulosa – Pulida 0.70
Plana – Rugosa 0.65
Plana – Lisa 0.60
Plana – Pulida 0.55
C. ALTERACIÓN DE LA ROCA DE CAJA
La roca de caja esta alterada y es más débil que el relleno 0.75
D. RELLENO DE SALBANDA
Espesor del relleno < Amplitud asperezas de la caja 0.60
Espesor del relleno > Amplitud asperezas de la caja 0.30
E. ESTRUCTURAS CEMENTADAS CON RELLENO
Dureza del material de relleno: 5 0.95
4 0.90
3 0.85
2 0.80
1 0.75
P (JC)PEOR SET = 0.85×1×1×1×0.85×40 = 29 (30% del total)
P (JC)MEJOR SET = 0.90×1×1×1×0.95×40 = 34
Rating (JS) = 0.92×34 = 31
Andesita Fw: n = 3 sets
P (JC)MEJOR SET = 0.90×1×1×1×0.95×40 = 34
Rating (JS) = 0.85×34 = 29
Brecha Hidrotermal: n = 3 sets
P (JC)MEJOR SET = 0.95×1×1×1×0.95×40 = 36
Rating (JS) = 0.84×36 = 30
28
Dacita: n = 2 sets
P (JC)MEJOR SET = 0.90×1×1×1×0.95×40 = 34
Rating (JS) = 0.98×34 = 33
Diorita: n = 3 sets
P (JC)MEJOR SET = 0.90×1×1×1×0.95×40 = 34
Rating (JS) = 0.96×34 = 33
(4) Una vez determinados los puntajes o ratings asociados al espaciamiento entre estructu-
ras, JS, y a la condición de las estructuras, JC, es posible obtener el rating asociado a las
estructuras presentes en el macizo rocoso como la suma de ambos. Si a este último se le
suma el puntaje o rating asociado a la resistencia de los bloques de roca, se obtiene el
puntaje o rating del macizo rocoso in situ, que define el valor del índice IRMR. Estos valo-
res del índice IRMR se resumen en Tabla 5.3, para los distintos tipos de roca primaria
que interesan.
Tabla 5.3
VALORES DE LOS ÍNDICES IRMR DE CALIDAD GEOTÉCNICA
Roca Primaria Rating(BS) Rating(JS) Rating(JC) Rating(JS + JC) IRMR

Andesita Hw 20 11 31 42 62
Andesita Fw 20 10 29 39 59
Brecha Hidrotermal 21 15 30 45 66
Dacita 20 20 33 53 73
Diorita 22 14 33 47 69
(5) Una vez determinado el índice IRMR es preciso calcular los ajustes que correspondan a
la aplicación que se quiera hacer para definir el valor del índice MRMR. Debe enfatizarse
que los ajustes, tanto en su magnitud como en su tipo, dependerán de cada aplicación en
particular, y para distintas aplicaciones serán distintos. Los ajustes se calculan de la si-
guiente forma:
(a) AJUSTE POR INTEMPERIZACIÓN: La intemperización del macizo rocoso afecta
la condición de las estructuras y la resistencia de los bloques de roca. La aplicabili-
dad de este ajuste depende de si el macizo expuesto alcanzará a intemperizarse
en el tiempo de exposición. El factor de ajuste por intemperización, AWEATHER, se de-
fine como se indica en Tabla 5.4.
Tabla 5.4
FACTORES DE AJUSTE POR INTEMPERIZACIÓN
Tiempo de Intemperización (años)

Grado de Intemperización
0.5 1 2 3 ≥4
No Hay Intemperización 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

Intemperización Leve 0.88 0.90 0.92 0.94 0.96
Intemperización Moderada 0.82 0.84 0.86 0.88 0.90
Intemperización Intensa 0.70 0.72 0.74 0.76 0.78
Intemperización Total 0.54 0.56 0.58 0.60 0.62
Transformación en Suelo Residual 0.30 0.32 0.34 0.36 0.38
29
Tabla 5.5
FACTORES DE AJUSTE POR ORIENTACIÓN DE LAS ESTRUCTURAS
Número de Caras del Rating Asociado a JC

Número de Estructuras
Bloque Inclinadas c/r la
que definen el Bloque
Vertical 0 a 15 16 a 30 31 a 40
3 0.70 0.80 0.95
3
2 0.80 0.90 0.95
4 0.70 0.80 0.90
4 3 0.75 0.80 0.95
2 0.85 0.90 0.95
5 0.70 0.75 0.80
4 0.75 0.80 0.85
5 3 0.80 0.85 0.90
2 0.85 0.90 0.95
1 0.90 0.95
(b) AJUSTE POR ORIENTACIÓN DE LAS ESTRUCTURAS: El efecto de la orienta-

ción de las estructuras depende del número de sets estructurales, de la orientación
de estos, y de la condición de las estructuras. El factor de ajuste por efecto de la
orientación de las estructuras, AJOINTS, se define como se indica en Tabla 5.5.
Además, de esto Laubscher & Jakubec (2001) indican que:
→ En el caso de que las galerías de la mina subterránea sean intersectadas
por zonas de cizalle, deberá considerarse un ajuste en función del ángulo de
intersección. Si el ángulo es: 0o a 15º entonces el ajuste es 0.76
16º a 45º 0.84
46º a 75º 0.92
→ El desarrollo de galerías en la dirección del manteo es preferible que el
avance en dirección opuesta. En este último caso deberá considerarse un
ajuste de 0.90.
(c) AJUSTE POR ESFUERZOS INDUCIDOS POR LA MINERÍA: Esfuerzos de magni-

tud importante en la dirección normal al plano de las estructuras incrementarán la
resistencia del macizo rocoso y disminuirán su hundibilidad. En este caso, el factor
de ajuste por este efecto, ASTRESS, será igual a 1.20.
Por otra parte, cuando estos esfuerzos actúan con un ángulo pequeño respecto al
plano de las estructuras, los mismos facilitan el quiebre del macizo rocoso. En este
caso, el factor de ajuste será igual a 0.70.
El factor de ajuste por efecto de los esfuerzos inducidos por la minería puede llegar
a ser tan bajo como 0.60, o tan alto como 1.20. Su evaluación requiere experiencia
y mucho criterio. Probablemente la mejor forma de evaluarlo sea por comparación
de la condición del macizo rocoso en sectores “normales” y en sectores donde se
tienen concentraciones de esfuerzos (e.g. en la zona de abutment stress). Así, si
en la condición “normal” el rating del macizo rocoso es de 60, y en la condición de
altos esfuerzos es de 40, entonces el factor de ajuste es igual a la razón entre 40 y
60, o sea 0.67.
30
Tabla 5.6
FACTORES DE AJUSTE POR TRONADURA
Tipo de Tronadura Factor de Ajuste

Excavación Mecánica, Sin Tronadura 1.00
Tronaduras Controladas (smooth-wall blasting)) 0.97
Tronaduras Convencionales de Buena Calidad 0.94
Tronaduras de Mala Calidad 0.80
Tabla 5.7
FACTORES DE AJUSTE POR AGUAS
Condición Factor de Ajuste

Macizo rocoso húmedo 0.95 a 0.90
Infiltraciones de 25 a 125 lt/min, con presiones de 1 a 5 MPa 0.90 a 0.80
Infiltraciones > 125 lt/min, con presiones > 5 MPa 0.70 a 0.80
(d) AJUSTE POR TRONADURAS: Las tronaduras pueden inducir daños en el macizo
rocoso, diminuyendo su resistencia. Para considerar este efecto, se utiliza el factor
de ajuste ABLAST, el cual puede evaluarse como se indica en Tabla 5.6.
(e) AJUSTE POR AGUAS: La presencia de aguas en las estructuras del macizo roco-
so puede llegar a afectar en forma importante la resistencia del macizo. Para
considerar este efecto, se utiliza el factor de ajuste AWATER, el cual puede evaluarse
como se indica en Tabla 5.7. En sectores de permafrost, la presencia de hielo
puede aumentar la resistencia del terreno; sin embargo, debido al comportamiento
tipo creep del hielo, este incremento de resistencia puede disminuir con el tiempo.
En este caso, se puede considerar un factor de ajuste en el rango de 1.00 a 1.20,
pero el mismo debe aplicarse con criterio.
(6) Calculados los factores de ajuste, evaluados independientemente para cada aplicación
que se pretenda hacer, el índice MRMR puede calcularse como:
MRMR = IRMR × Factores de Ajuste (5.6)
Como este ajuste se aplica a condiciones locales, el mismo no se considera aplicable pa-
ra los efectos de este trabajo.
Finalmente, cabe indicar que para incorporar el posible efecto de eventuales estructuras mayo-
res y del estado tensional a una escala mayor, Laubscher & Jakubec (2001) sugieren usar los
valores que se reseñan en Tabla 5.8 par evaluar un “rating a gran escala”. Para esto, la resis-
tencia del macizo rocoso, RMS, se define como:
RMS =
(IRMR − P(BS ))
× (100 − P(BS )) × BS (5.7)
70
donde IRMR es el rating del macizo rocoso in situ, P(BS) es el rating asociado a BS, y BS es la
resistencia de los bloques de roca. En base a este “rating a gran escala”, LSRMR, Laubscher &
Jakubec (2001) sugieren modificar el radio hidráulico requerido para el inicio del caving según
una variación lineal, de +10% cuando LSRMR = 0 a -10% cuando LSRMR = 100.
31
Tabla 5.8
EFECTO DE LAS ESTRUCTURAS MAYORES Y DEL ESTADO TENSIONAL
A. MANTEO
o o o o o o o o o
0 a 20 21 a 30 31 a 40 41 a 60 > 60
6 4 2 1 0
B. ESPACIAMIENTO
0a9m 10 a 15 m 16 a 21 m 22 a 27 m > 27 m
6 4 3 1 0
C. CONDICIÓN DE LAS ESTRUCTURAS (DEFINIDA EN TÉRMINOS DE SU RATING)
0 a 10 10 a 15 15 a 20 20 a 25 > 25
6 4 2 1 0
D. ORIENTACIÓN RELATIVA DE LOS ESFUERZOS Y LAS ESTRUCTURAS

o o o o o o o o o o o o o
0 a 20 21 a 30 31 a 40 41 a 50 51 a 60 61 a 70 > 70
7 9 6 3 2 1 0
E. DISTANCIA ENTRE ESTRUCTURAS MAYORES Y LIMITE DE LA SOCAVACIÓN
0a9m 10 a 20 m 21 a 30 m > 31 m
12 8 2 0
F. MAGNITUD DEL ESFUERZO PRINCIPAL MAYOR (DEFINIDA COMO % DE RMS)
< 20% 20% a 39% 40% a 59% 60% a 79% 80% a 99% > 100%
0 2 4 8 12 14
5.3 Aplicabilidad del Índice IRMR en Roca Primaria

Laubscher y Jakubec para calificar y clasificar geotécnicamente el macizo rocoso primario de
mina el Teniente:
lor del índice IRMR, se tiene que:
Andesita Hw: IRMR = 62 → Macizo de calidad BUENA
Andesita Fw: IRMR = 59 → Macizo de calidad REGULAR
Brecha Hidrotermal: IRMR = 66 → Macizo de calidad BUENA
Dacita: IRMR = 73 → Macizo de calidad BUENA
Diorita: IRMR = 69 → Macizo de calidad BUENA
Luego, no se produce una buena diferenciación de clases. Sin embargo, si se produce una
cierta diferenciación en términos de la magnitud de IRMR, y se considera la confiabilidad
(b) Puede concluirse que el método del índice IRMR no permite una buena diferenciación en-
32
6 MÉTODO DEL ÍNDICE GSI

El índice de resistencia geológica, GSI, fue desarrollado por Hoek (1994) para subsanar los
problemas detectados con el uso del índice RMR de Bieniawski para evaluar la resistencia de
macizos rocosos según el criterio generalizado de Hoek-Brown. Este índice de calidad geotéc-
nica se determina en base a dos parámetros que definen la resistencia y la deformabilidad de
los macizos rocosos:
RMS es la “estructura del macizo rocoso”, definida en términos de su blocosidad y grado de
trabazón.
JC es la condición de las estructuras presentes en el macizo rocoso.
La evaluación del GSI se hace por comparación del caso que interesa con las condiciones típi-
cas que se muestran en Figura 6.1, y el mismo puede variar de 0 a 100, lo que permite definir 5
clases de macizos rocosos:
• Macizos de calidad MUY MALA (Clase V, 0 ≤ GSI ≤ 20).
• Macizos de calidad MALA (Clase IV, 20 < GSI ≤ 40).
• Macizos de calidad REGULAR (Clase III, 40 < GSI ≤ 60).
• Macizos de calidad BUENA (Clase II, 60 < GSI ≤ 80).
• Macizos de calidad MUY BUENA (Clase I, 80 < GSI ≤ 100).
Respecto al uso del índice GSI para caracterizar geotécnicamente el macizo rocoso, es conve-
niente indicar lo siguiente:
No es aplicable en aquellos casos en que el comportamiento del macizo rocoso presenta
un claro control estructural. De hecho, cuando el macizo presenta solo dos sets de es-
tructuras el criterio de Hoek-Brown (para el cual fue desarrollado el GSI) debe aplicarse
con mucho cuidado4.
No considera la resistencia en compresión uniaxial de la roca intacta, ya que al evaluar la
resistencia del macizo se incluyen los parámetros que definen el criterio de Hoek-Brown
(si se incluyera se “contaría dos veces”).
No considera el espaciamiento entre estructuras, ya que éste está implícitamente incluido
al evaluar la blocosidad del macizo rocoso (a mayor espaciamiento el macizo es más ma-
sivo y a menor espaciamiento es de mayor blocosidad).
No considera la condición de aguas porque el criterio de Hoek-Brown se define en térmi-
nos de esfuerzos efectivos (si se incluyera se “contaría dos veces”).
El índice GSI debe definirse en un rango y no como un valor específico. En la práctica es
usual definir un rango de unos 15 puntos (o sea una de las “cajas” en Figura 6.1).
En casos especiales, como macizos rocosos heterogéneos, puede ser necesario desarro-
llar una versión especial de la tabla de calificación del índice GSI. Un ejemplo de esto se
muestra en Figura 6.2, donde se presenta una tabla desarrollada por Marinos & Hoek
(2000) para el caso de macizos heterogéneos estratificados.
Se requiere bastante criterio y experiencia para aplicar este método al mapeo geotécnico
de sondajes; por lo que muchas veces en la práctica resulta preferible utilizar otro sistema
de calificación para el mapeo de sondajes (e.g. el sistema RMR de Bieniawski), y luego
transformar los resultados a valores de GSI conforme a los criterios siguientes (Hoek et
al. (1995)):
4
En principio puede considerarse que mientras más sets de estructuras tenga el macizo rocoso éste se hace más isotrópico, y más
aplicable resulta el criterio de Hoek-Brown.
33
INDICE DE RESISTENCIA GEOLOGICA

MACIZOS ROCOSOSO FRACTURADOS
Lisas, cajas moderadamente intemperizadas y algo alteradas

Rugosas, cajas ligeramente intemperizadas y akgo oxidadas.
Pulidas, cajas muy meteorizadas, con pátinas o con rellenos

Pulidas, cajas meteorizadas, con pátinas o con rellenos y/o
(Marinos & Hoek (2000))
Estime el valor tipico de GSI considerando el tipo
CONDICION DE LAS ESTRUCTURAS

de roca, la estructura del macizo rocoso, y la con-
dición de las discontinuidades.
Muy rugosas, cajas frescas o no intemperizadas

NO trate de ser demasiado preciso. De hecho, el
considerar 33 ≤ GSI ≤ 37 es más realista que con-
siderar GSI = 35. Note que esta tabla NO es apli-
cable a problemas con control estructural. Si hay
estructuras desfavorablemente orientadas, ellas
controlarán el comportamiento del macizo rocoso.
En aquellos casos en que la resistencia al corte
de las estructuras podria ser afectada por la hu-
fragmentos angulosos
medad, deberá considerarse la eventual presen-
cia de agua. Esto puede hacerse “desplazando
de arcilla blanda
MUY BUENA
MUY MALA
hacia la derecha” el rango estimado para GSI.
REGULAR
La presión del agua no se considera al evaluar el
BUENA
MALA
rango de GSI; ya que la misma se incorpora pos-
teriormente en los análisis geotécnicos, los que
se desarrollan considerando esfuerzos efectivos.
ESTRUCTURA DEL MACIZO DISMINUYE LA CALIDAD
INTACTA o MASIVA
Probetas de roca intacta.
Macizos masivos o con pocas y muy 90 N/A N/A
espaciadas estructuras.
50 40
DISMINUYE TRABAZON ENTRE BLOQUES
BLOCOSA
Macizos con 3 sets de estructuras, que 80
definen bloques cúbicos, bien trabados 30
entre sí.
MUY BLOCOSA 70
Macizos con 4 sets de estructuras, o
más, que definen bloques angulosos y
trabados, pero que están parcialmente 20
perturbados.
BLOCOSA VETEADA
Macizos plegados y con bloques angu- 60
losos formados por la intersección de
muchas estructuras. Los planos de es-
tratificación y/o esquistosidad son per-
sistentes.
DESINTEGRADA
Macizo fuertemente fracturado, con una 10
mezcla de bloques angulosos y redon-
deados, pobremente trabados.
LAMINADA / CIZALLADA
Macizo con planos débiles (cizalle y/o
esquistosidad), muy poco espaciados N/A N/A
entre si y que no definen bloques.
Figura 6.1: Carta para evaluar el índice de resistencia geológica en macizos rocosos fracturados
(Marinos & Hoek (2000)).
34
Rugosas, superficies algo meteorizadas.

INDICE DE RESISTENCIA GEOLOGICA
meteorizadas, y con pátinas o rellenos

Muy lisas y pulidas o de superficies muy
Muy lisas, ocasionalmente pulidas, con
Lisas, superficies moderadamente me-
pátinas compactas o rellenos con frag-

Muy rugosas, superficies frescas o no
(PLANOS DE ESTRATIFICACION)
MACIZOS ROCOSOSO ESTRATIFICADOS HETEROGENEOS
CONDICION ESTRUCTURAS
(Marinos & Hoek (2000))
En base a una descripción de la litología, la estructura del macizo y la condición de las estructuras
(especialmente los planos de estratificación), seleccione una zona en la tabla. Ubique en esa zona
la posición correpondiente a la condición de las estructuras y estime el valor medio de GSI. NO tra-
te de ser demasiado preciso. De hecho, el considerar 33 ≤ GSI ≤ 37 es más realista que suponer
teorizadas y lateradas.
GSI = 35. Note que esta tabla NO es aplicable a problemas con control estructural. Si hay estruc-
mentos angulosos.
turas desfavorablemente orientadas ellas controlarán el comportamiento del macizo rocoso. En a-
de arcilla blanda.
Meteorizadas.
quellos casos en que la resistencia al corte de las estructuras podria ser afectada por la humedad,
MUY BUENA
MUY MALA
deberá considerarse la eventual presencia de agua. Esto puede hacerse “desplazando hacia la de-
REGULAR
recha” el rango estimado para GSI para condiciones regular, mala o muy mala de las estructuras.
BUENA
MALA
La presión del agua no se considera al evaluar el GSI (análisis en esfuerzos efectivos).
COMPOSICION Y ESTRUCTURA DEL MACIZO ROCOSO
A. Estratos gruesos de arenisca de mucha blocosidad. El efecto de posibles pátinas pelíti-

cas en los planos de estratificación se ve minimizado por el confinamiento del macizo ro- 70
coso; sin embargo, en túneles poco profundos y/o taludes, estos planos de estratificación
pueden generar inestabilidades controladas estructuralemente.
A
20
B. Arenisca C. Arenisca D. Limolitas E. Limolitas 60

con lentes y limonita, o esquistos débiles o es-
delgados de en estratos limosos con quistos arci-
limolita. de similar estratos de llosos con B, C, D, E
potencia. arenisca. estratos de
arenisca.
C, D, E y G: Pueden estar más o menos 50

plegados que lo indicado, pero esto no al- F. Esquistos limosos o arcillosos, defor-
mados tectónicamente, muy plegados y
tera su resistencia. Si presentan deforma- 10
ción tectónica, fallamientos y pérdidas de Cizallados, con estratos de arenisca de- F
continuidad, cambie estas categorías a F formados y quebrados, definiendo una
estructura casi caótica.
y H. 40 30
G. Esquistos limosos o H. Esquistos limosos o arcillosos, defor-

arcillosos no perturba- mados tectónicamente, con una estruc-
cos, con o sin intercala- tura caótica y bolsones de arcilla. Estra-
ciones de estratos del- tos delgados de arenisca quebrados en
N/A N/A G H
gados de arenisca. pequeños bloques de roca.
Indica deformación por tectonismo.
Figura 6.2: Carta para evaluar el índice de resistencia geológica en macizos rocosos estratifica-
dos y heterogéneos (Marinos & Hoek (2000)).
(i) Si se utiliza la versión 1976 del índice RMR (Bieniawski, 1976), deberá suponerse
que el macizo rocoso está completamente seco y no deberá efectuarse ajuste por
orientación de las estructuras. El valor resultante del índice RMR76 se relaciona con
el índice GSI de la siguiente forma:
Si RMR76 ≥ 18 entonces GSI = RMR76
Si RMR76 < 18 entonces no puede estimarse el valor de GSI (la estimación resulta
poco confiable)
(ii) Si se utiliza la versión 1989 del índice RMR (Bieniawski, 1989), deberá suponerse
que el macizo rocoso está completamente seco y no deberá efectuarse ajuste por
orientación de las estructuras. El valor resultante del índice RMR89 se relaciona con
el índice GSI de la siguiente forma:
Si RMR89 ≥ 23 entonces GSI = RMR89 - 5
Si RMR89 < 23 entonces no puede estimarse el valor de GSI (la estimación resulta
poco confiable)
(iii) Si se utiliza el índice Q (Barton et al. (1974)), deberá suponerse que el macizo ro-
coso está completamente seco y la magnitud del estado tensional es moderada,
con lo que los parámetros Jw y SRF se hacen iguales a 1.0. El valor resultante del
índice Q’ se relaciona con el índice GSI de la siguiente forma:
GSI = 9 ln Q ' + 44 (6.1)
Note que el valor mínimo de Q’ es 0.0208, lo que resulta en un GSI de 9, equiva-

lente a una zona de cizalle potente, con relleno de salbanda arcillosa.
35
6.2 Evaluación del Índice GSI

La evaluación del índice GSI se basa en la comparación del macizo rocoso, a la escala conside-
rada, con los casos que se muestran en Figura 6.1. En los casos que aquí interesan y conside-
rando: la escala que definen los pilares del Nivel de Producción, las correlaciones empíricas
descritas en la sección precedente y la experiencia del autor de este informe, se llega a:
Andesita Hw: Q’ = 132 → GSI = 88
RMR = 65 → GSI = 60
Evaluación del autor de este informe → GSI = 75 a 90 → 83
Andesita Fw: Q’ = 98 → GSI = 85
RMR = 66 → GSI = 61
Brecha Hidrotermal: Q’ = 252 → GSI = 94
RMR = 72 → GSI = 67
Dacita: Q’ = 334 → GSI = 96
RMR = 80 → GSI = 75
Diorita: Q’ = 160 → GSI = 90
RMR = 72 → GSI = 67
6.3 Aplicabilidad del Índice GSI en Roca Primaria

Los resultados obtenidos permiten señalar lo siguiente respecto a la aplicabilidad del índice GSI
para calificar y clasificar geotécnicamente el macizo rocoso primario de mina el Teniente:
lor del índice IRMR, se tiene que:
Andesita Hw: GSI = 83 → Macizo de calidad MUY BUENA
Andesita Fw: GSI = 78 → Macizo de calidad BUENA
Brecha Hidrotermal: GSI = 85 → Macizo de calidad MUY BUENA
Dacita: GSI = 88 → Macizo de calidad MUY BUENA
Diorita: GSI = 85 → Macizo de calidad MUY BUENA
Luego, no se produce una buena diferenciación de clases (esto es incluso peor si se con-
sideran los rangos en vez del valor medio de GSI). Sin embargo, si se produce una muy
leve diferenciación en términos de la magnitud de GSI, y se considera la confiabilidad
(b) Puede concluirse que el método del índice GSI no permite una buena diferenciación entre
los distintos tipos de macizo rocoso primario de mina El Teniente.
36
7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Como resultado de este trabajo pueden señalarse las siguientes conclusiones y recomendaciones:
(a) El índice Q’ no permite una buena diferenciación de clases geotécnicas en el caso del macizo ro-
coso primario de mina El Teniente. De hecho, solo se logra una leve diferenciación en términos
de la magnitud de Q’, definiéndose 2 grupos de roca primaria:
En términos de las características geotécnicas globales del macizo rocoso (incluyendo su suscep-
tibilidad a sufrir daños por estallidos de roca), o sea considerando el índice Q, tampoco se logra
una buena diferenciación de clases, ni siquiera en términos de la magnitud de Q.
Por lo tanto, puede concluirse que el método del índice Q no permite una buena diferenciación
(b) El índice RMR no permite ninguna diferenciación de clases geotécnicas en el caso del macizo
nos de la magnitud de RMR, definiéndose 2 grupos de roca primaria:
Por lo tanto, puede concluirse que el método del índice RMR no permite una diferenciación en-
(c) El índice IRMR no permite una buena diferenciación de clases geotécnicas en el caso del macizo
nos de la magnitud de IRMR, definiéndose 2 grupos de roca primaria:
Por lo tanto, puede concluirse que el método del índice IRMR no permite una buena diferencia-
(d) El índice GSI no permite una buena diferenciación de clases geotécnicas en el caso del macizo
rocoso primario de mina El Teniente (esto es incluso peor si se consideran los rangos y no el va-
lor medio del índice). De hecho, solo se logra una leve diferenciación en términos de la magni-
tud de GSI, definiéndose 2 grupos de roca primaria:
Por lo tanto, puede concluirse que el método del índice GSI no permite una buena diferenciación
(e) Todo lo anterior indica que ninguno de los métodos de calificación y clasificación geotécnica de
macizos rocosos actualmente en uso en la industria minera resulta adecuado para diferenciar
entre los distintos tipos de roca primaria que aparecen en mina El Teniente. Esto se hace aún si
se considera que en rigor debería considerarse un rango para los índices de calidad en vez de
un único valor.
(f) Conforme con esto, parece recomendable que División El Teniente desarrolle un sistema propio
para la calificación y clasificación geotécnica del macizo rocoso primario. Esto debería conside-
rar lo siguiente:
¨ El hecho que no existen diferencias apreciables en lo que dice relación con las propieda-
des a nivel de roca “intacta” para las distintos tipos de roca que interesan (al menos en
términos de la resistencia en compresión uniaxial).
37
¨ El hecho que una diferencia real entre estos tipos de roca se refiere a la cantidad de veti-
llas con rellenos de distinta resistencia (esto debería considerarse cualitativa y cuantitati-
vamente).
¨ La degradación que induce en el comportamiento mecánico del macizo rocoso la falla de
esta vetillas, las que al “activarse” pasan a constituir “defectos”.
¨ El hecho que primero fallan las vetillas más débiles, luego las de resistencia intermedia, y
finalmente las de mayor resistencia (i.e. el proceso de degradación del macizo rocoso
ocurre en forma “ordenada”).
¨ La experiencia ganada en distintos sectores productivos de mina El Teniente, lo que per-
mitiría correlacionar un eventual índice de calida geotécnica de la roca primaria con pará-
metros de planificación, diseño minero y/o operacionales.
SANTIAGO, Junio 2003
Antonio Karzulovic L.
Ingeniero Civil, Ph.D.
A. Karzulovic & Asoc. Ltda.
38
8 REFERENCIAS
Barton, N, 2002. Some new Q-value correlations to assist in site characterization and tunnel design. Int J Rock
Mech Min Sci, 39(2): 185-219.
Barton, N; Lien, R and Lunde, J, 1974. Engineering classification of rock masses for design of tunnel support.
Rock Mech, 6(4): 189-236.
Bieniawski, Z T, 1973. Engineering classification of jointed rock masses. Trans Instn Civ Engrs S Af, 15(12): 335-
344.
Bieniawski, Z T, 1974. Geomechanics classification of rock masses and its application in tunneling. Proceedings
rd
3 International Congress on Rock Mechanics, Denver, 2A: 27-32. National Academy of Sciences: Washington,
D.C.
Bieniawski, Z T, 1976. Rock mass classification in rock engineering. Exploration for Rock Engineering, (Ed: Z T
Bieniawski), 1: 97-106. Balkema: Cape Town.
Bieniawski, Z T, 1979. The geomechanics classification in rock engineering applications. Proceedings 4th Interna-
tional Congress on Rock Mechanics, Montreux, 2: 41-48. Balkema: Rotterdam.
Bieniawski, Z T, 1989. Engineering Rock Mass Classifications, 251 p. Wiley-Interscience: New York.
Brown, E T, 2003. Block Caving Geomechanics. JKMRC Monograph Series in Mining and Mineral Processing 3,
515 p. Julius Kruttschnitt Mineral Research Centre, The University of Queensland: Brisbane.
Celhay, F, 2002. Proyecto Panel-8, Antecedentes Geológicos, Estudio GL-I-059/02, Superintendencia de Geolo-
gía, División El Teniente.
Deere, D U and Deere, D W, 1988. The rock quality designation (RQD) index in practice. Rock Classification Sys-
tems for Engineering Purposes, (Ed: L Kirkaldie), 91-101, ASTM STP 984, American Society for Testing and Ma-
terials: Ann Harbor.
Deere, D U; Hendron, A J; Patton, F D and Cording, E J, 1967. Design of surface and near surface excavations in
rock. Proceedings 8th US Symposium on Rock Mechanics: Failure and Breakage of Rock, (Ed: C Fairhurst), 237-
302. Society of Mining Engineers, AIME: New York.
Flores, G and Karzulovic, A, 2002. Benchmarking Report. Prepared for International Caving Study, Stage II,
JKMRC and Itasca Consulting Group, Inc: Brisbane.
Grimstad, E and Barton, N, 1993. Updating the Q-System for NTM. Proceedings International Symposium on
Sprayed Concrete - Modern Use of Wet Mix Sprayed Concrete for Underground Support, (Eds: R. Kompen, O A
Opsahl and K R Berg), 46-66, Norwegian Concrete Association: Oslo.
Hoek, E, 1994. Strength of rock and rock masses. ISRM News J, 2(2): 4-16.
Hoek, E and Brown, E T, 1980. Empirical strength criterion for rock masses. J Geotech Engng Div ASCE,
106(GT9): 1013-1035.
Hoek, E and Brown, E T, 1997. Practical estimates of rock mass strength. Int J Rock Mech Min Sci, 34(8): 1165-
1186.
th
Hoek, E; Carranza-Torres, C and Corkum, B, 2002. Hoek-Brown failure criterion - 2002 edition. Proceedings 5
North American Rock Mechanics Symposium and 17th Tunnelling Association of Canada Conference: NARMS-
TAC 2002, Mining and Tunnelling Innovation and Opportunity, Toronto, (Eds: R Hammah, W Bawden, J Curran, M
Telesnicki), 267-273. University of Toronto Press: Toronto.
Hoek, E; Kaiser, P K and Bawden, W F, 1995. Support of Underground Excavations in Hard Rock, 215 p.
Balkema: Rotterdam.
Jakubec, J and Laubscher, D H, 2000. The MRMR rock mass rating classification system in mining practice. Pro-
ceedings MassMin 2000, Brisbane, (Ed: G Chitombo), 413-422. Australasian Institute of Mining and Metallurgy:
Melbourne.
Karzulovic, A; Cavieres, P y Gaete, S, 1994. Evaluación Geotécnico-Geomecánica del Teniente Sub-6 Sector
NFw1 y su Impacto en el Mediano-Largo Plazo, Mina El Teniente, Estudio EM-10/94, Depto. Estudios y Métodos
Operacionales, División El Teniente.
Laubscher, D H, 1974. Discussion on engineering classification of jointed rock masses by Z T Bieniawski. The
Civil Engineer in South Africa, July, 239-241.
39
Laubscher, D H, 1975. Class distinction in rock masses. Coal, Gold, Base Minerals of South Africa, 23(6):37-50.
Laubscher, D H, 1977. Geomechanics classification of jointed rock masses - mining applications. Trans Instn Min
Metall, Sect A: Min Industry, 86: A1-8.
Laubscher, D H, 1984. Design aspects and effectiveness of support systems in different mining conditions. Trans
Instn Min Metall, Sect A: Min Industry, 93: A70-81.
Laubscher, D H, 1990. A Geomechanics classification system for the rating of rock mass in mine design. J S Afr
Inst Min Metall, 90(10): 257-273.
Laubscher, D H, 1993. Planning mass mining operations. Comprehensive Rock Engineering, (Eds: J A Hudson, E
T Brown, C Fairhurst and E Hoek), 2: 547-583. Pergamon Press: Oxford.
Laubscher, D H, 1994. Cave mining - the state of the art. J S Afr Inst Min Metall, 94(10): 279-293.
Laubscher, D H, 2000. Block Caving Manual. Prepared for International Caving Study. JKMRC and Itasca Con-
sulting Group, Inc: Brisbane.
Laubscher, D H and Jakubec, J, 2001. The IRMR/MRMR rock mass classification system for jointed rock masses.
Underground Mining Methods: Engineering Fundamentals and International Case Studies, (Eds: W A Hustrulid
and R L Bullock), 475-481. Society for Mining, Metallurgy and Exploration: Littleton, Colorado.
Laubscher, D and Taylor, H W, 1976. The importance of geomechanics classification of jointed rock masses in
mining operations. Proceedings of the Symposium on Exploration for Rock Engineering, Johannesburg, (Ed: Z T
Bieniawski), 1: 119-128. Balkema: Cape Town.
Marinos, P and Hoek, E, 2000. GSI: a geologically friendly tool for rock mass strength estimation. Proceedings
GeoEng 2000, Melbourne, 1: 1422-1440. Technomic Publishing Co: Lancaster, Pennsylvania
Marinos, P and Hoek, E, 2001. Estimating the geotechnical properties of heterogeneous rock masses such as
flysch. Accepted for publication in the Bull Int Assoc Engng Geols.
Mathews, K E; Hoek, E; Wyllie, D C and Stewart, S B V, 1980. Prediction of stable excavation spans for mining at
depths below 1,000 meters in hard rock. Golder Associates Report to Canada Centre for Mining and Energy
Technology (CANMET). Department of Energy and Resources, Ottawa, Canada.
Palmstrom, A, 1982. The volumetric joint count - a useful measure of the degree of rock mass jointing. Proceed-
ings 4th Congress International Association of Engineering Geology, New Delhi, 2: 221-228.
Priest, S D and Hudson, J A, 1976. Discontinuity spacings in rock. Int J Rock Mech Min Sci & Geomech Abstr,
13(5): 135-148.
40

Corporacion Nacional Del Cobre de Chile El Teniente

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Corporacion Nacional Del Cobre de Chile El Teniente

Cargado por

Información del documento

Título original

Derechos de autor

Formatos disponibles

Compartir este documento

Compartir o incrustar documentos

Opciones para compartir

¿Le pareció útil este documento?

¿Este contenido es inapropiado?

Copyright:

Formatos disponibles

Corporacion Nacional Del Cobre de Chile El Teniente

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

CORPORACION NACIONAL DEL COBRE DE CHILE

Rancagua, 24 Junio de 2003

REF. : INFORME CONSULTOR “APLICABILIDAD DE LOS SISTEMAS DE CLASIFICACION

APLICABILIDAD DE LOS SISTEMAS

3.3. Aplicabilidad del Índice Q en Roca Primaria 10

4. MÉTODO DEL ÍNDICE RMR 12

4.3. Aplicabilidad del Índice RMR en Roca Primaria 19

5. MÉTODO DEL ÍNDICE IRMR 20

5.3. Aplicabilidad del Índice IRMR en Roca Primaria 32

6. MÉTODO DEL ÍNDICE GSI 33

6.3. Aplicabilidad del Índice GSI en Roca Primaria 36

Andesita Hw 120 90 a 100 5a8

3 MÉTODO DEL ÍNDICE Q

3.2 Cálculo del Índice Q

LONGITUD TOTAL DEL TRAMO

RQD (%) Calidad Geotécnica

L = 43 cm < 25 MUY MALA

B Macizos rocosos con un único set de estructuras. 2

C Macizos rocosos con un set de estructuras más estructuras aleatorias. 3

D Macizos rocosos con dos sets de estructuras. 4

E Macizos rocosos con dos sets de estructuras más estructuras aleatorias. 6

F Macizos rocosos con tres sets de estructuras. 9

G Macizos rocosos con tres sets de estructuras más estructuras aleatorias. 12

I Macizo rocoso totalmente desintegrado, similar a un suelo granular. 20

(2) El coeficiente Jn se calcula en función del número de sets de estructuras presentes en el

B Estructuras ondulosas y rugosas (o irregulares). 3

C Estructuras ondulosas y lisas. 2

D Estructuras ondulosas y pulidas 1.5

E Estructuras planas y rugosas. 1.5

F Estructuras planas y lisas. 1.0

G Estructuras planas y pulidas 0.5

Estructura con rellenos arcillosos de espesor suficiente como para impedir el

Andesita Hw: Jn = 0.5 a 1.0 → Jn = 0.85

(3) El coeficiente Jr se calcula en función de la rugosidad de las estructuras más débiles. Si

Caso Condición φ jres Ja

Estructuras bien trabadas y selladas con rellenos duros, impermea-

Estructuras con cajas no alteradas, que solo presentan pátinas lo-

Estructuras con pátinas de minerales arcillosos de baja fricción y

Estructuras con rellenos de arcillas expansivas (e.g. montmorilloni-

Estructuras con rellenos potentes de roca brechizada y salbanda

Estructuras con rellenos potentes de arenas limosas o limo-

Estructuras con rellenos potentes de salbanda arcillosa (ver G, H, J

(4) El coeficiente Ja se calcula en función de la alteración de las estructuras más débiles. Si

Caso Condición pw (MPa) Jw

----- AUMENTAN LAS INFILTRACIONES

Infiltraciones y presiones moderadas, que ocasionalmente

Infiltraciones y presiones importantes en roca competente

Infiltraciones muy importantes y a presión gavilladas por las

Infiltraciones excepcionalmente altas con presiones que con-

pw es la presión del agua.

Andesita Fw: Ja = 0.95 (aproximadamente un 70% de las estructuras tienen re-

(5) El coeficiente Jw se calcula en función de la condición de aguas observada en las estruc-

Caso Condición SRF

Aparecen múltiples zonas débiles que contienen salbanda arcillosa o roca

Aparecen múltiples zonas débiles, con roca suelta en su periferia, en un

Estado tensional de magnitud moderada, condición de esfuerzos es

Estado tensional de magnitud alta, estructuras bien trabadas (usualmente

Macizo rocoso masivo que presenta lajamientos moderados 1 hora des-

Macizo rocoso masivo que presenta lajamientos e incluso estallidos de