Geomecanica - Tuneles

LA CLASIFICACION DE LAS ROCAS DE TERZAGHI
propuso esta clasificacion para calcular las cargas que deben soportar los marcos de acero en los tuneles. experimento en tuneles ferrocarrileros con refuerzo de acero en los alpes. destaca la importancia de la exploracion geologica que debera hacerse antes que se termine el diseo y sobre todo insiste en conseguir informacion sobre los defectos en la formacion de la roca.
DEFINE LOS TERMINOS DE TUNELEO COMO SIGUE:
ROCA INALTERADA, no tiene fisuras ni ramales. Por lo tanto, cuando se rompe, lo hace a travs de la roca sana. Debido al dao que se hace a la roca con el uso de explosivos, Esta condicin se llama desprendido. ROCA ESTRATIFICADA, esta constituda por capas unitarias con pocas o ninguna resistencia a la separacin a lo largo del plano limtrofe entre estratos. Los desprendimientos son comunes en este tipo de rocas. ROCA MEDIANAMENTE FISURADA, tiene fisuras y ramaleos pero los bloques entre las juntas estn soldados o tan intimamente embonados que las paredes verticales no necesitan refuerzo.
ROCA AGRIETADA EN BLOQUES, es una roca qumicamente inalterada o casi inalterada, cuyos fragmentos se encuentran totalmente separados unos de otros y no embonan. ROCA TRITURADA, pero qumicamente sana tiene la apariencia de ser un producto de trituradora. la roca triturada que esta abajo del nivel de las aguas freticas tienen las propiedades de una arena saturada. ROCA COMPRIMIDA, avanza lentamente en el tnel sin aumento perceptible de volumen. ROCA EXPANSIVA, avanza bsicamente en el tnel debido a su propia expansin.
EL CONCEPTO USADO POR TERZAGHI REPRESENTA EL MOVIMIENTO DE ROCA SUELTA HACIA EL TUNEL. Durante la construccin del Tnel habr algun rejalamiento de la cohesion de la formacin rocosa arriba y en los lados del tnel. La rocas suelta dentro del rea a c d b tendera a interrumpir en el tnel. A este esfuerzo se opondran fuerzas de friccin a lo largo de los lmites laterales a c y b d y estas fuerzas de friccin transfieren la parte ms importante del peso de la carga de roca W al material de los lados del tnel. El techo y los lados del tnel no tienen que soportar ms que elresto de la carga que equivale a una altura Hp. El ancho B1 de la zona de la roca donde existe movimiento, depender de las caracteristicas de la roca y de las dimensiones Ht y B del tnel. TERZAGHI REALIZO MUCHAS PRUEBAS EN MAQUETAS, UTILIZANDO ARENA SIN COHESION PARA ESTUDIAR LA FORMA DE LO QUE EL LLAMABA EL ARCO DEL SUELO ENCIMA DEL TUNEL.
CLASIFICA LOS TERRENO EN 9 TIPOS ATENDIENDO ESENCIALMENTE A LAS CONDICIONES DE FRACTURACION EN LAS ROCAS Y A LA COHESION O EXPANSIVIDAD EN LOS SUELOS. se resumen en tres normas especificas: Con estratificacin vertical el techo sera estable en general. Con estratificacin horizontal de gran potencia y con pocas juntas, la la excavacin sera estable sin roturas. Con estratificacin horizontal de pequea potencia y/o gran cantidad de juntas, en el techo se desarrollarn roturas.
LOS VALORES DE TERZAGHI SON DE APLICACIONES PARA DIMENSIONES DE SOSTENIMIENTOS CLASICOS CERCHA Y HORMIGON, QUE SE CONSIDERAN CONSERVADORES PARA ROCAS DE BUENA CALIDAD Y SU CAMPO DE APLICACIN ES PARA TUNELES DE TAMAO MEDIO DEL ORDEN DE 8 METROS.
LA CLASIFICACION DE LAS ROCAS DE STINI Y LAUFFER

stini, en su manual de geologia de tuneles propuso una clasificacin de los macizos rocosos (1958) y comento muchas de las condiciones adversas que pueden encontrase en a construccion de tuneles. insistio sobre la importancia de los defectos estructurales de la roca y desaconsejo que se excavara paraleo al rumbo de discontinuidades muy inclinadas. mientras que terzaghi y stini estudiaban la inestabilidad en relacion con el tiempo en los tuneles, fue lauffer quien llamo la atencion sobre la importancia del tiempo que permanecian estables las excavaciones en diferentes tipos de roca, incluso en minas abandonadas. el tiempo de sosten es el lapso durante el cual una excavacion sera capaz de mantenerse abierta sin ademe, mientras que el claro activo es el claro sin ademe mas grande en el tunel entre el frente y los refuerzos. lauffer penso que el tiempo se sosten es un claro activo cualquiera esta relacionado con las caracteristicas de la roca
LA CLASIFICACION DE LAS ROCAS DE STINI Y LAUFFER
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INDICE DE DESIGNACION DE LA CALIDAD DE LA ROCA (R.Q.D.)

DESARROLLADO POR DEERE EN 1967. se desarrollo para proveer un estimado cuantitativo de la calidad de la masa rocosa, a partir de los testigos de perforacion diamantina. el RQD es definido como porcentajes de piezas de testigos intactos mayores de 100 mm (4 pulgadas) en la longitud del testigo. el testigo debera tener por lo menos un tamao nx (54.7 mm o 2.15 pulgadas de diametro) y debera ser perforado con un cilindro de doble tubo de perforacion. palmstron (1982) sugirio que, cuando no se tiene testigos de perforacion pero las trazas de las discontinuidades son visibles en afloramientos superficiales o en socavones exploratorios, el RQD puede ser estimado a partir del numero de discontinuidades por unidad de volumen. la realacion sugerida para masas rocosas libres de arcilla es:
RQD = 115 3.3 Jv DONDE Jv ES LA SUMA DEL NUMERO DE DISCONTINUIDADES POR UNIDAD DE LONGITUD DE TODAS LAS FAMILIAS DE DISCONTINUIDADES, CONOCIDO COMO EL CONTEO VOLUMETRICO DE DISCONTINUIDADES.
INDICE DE DESIGNACION DE LA CALIDAD DE LA ROCA (R.Q.D.) (Jv)

PARA REALIZAR EL CALCULO DEL RQD TAMBIEN SE PUEDE UTILIZAR EL CONTEO O COMPUTO VOLUMETRICO (CANTERAS) El cmputo volumtrico de diaclasamiento es la suma del nmero de diaclasas por metro para cada familia de diaclasas. Familia 1 : 6 diaclasas en 20 m Familia 2 : 2 diaclasas en 10 m Familia 3 : 20 diaclasas en 10 m Familia 4 : 20 diaclasas en 5 m Cmputo volumtrico de diaclasas: 6/20 + 2/10 + 20/10 + 20/5 = 0.3 + 0.2 + 2.0 + 4.0 = 6.5 diaclasas / m3

PARA REALIZAR EL CALCULO DEL RQD CUANDO NO SE TIENE TESTIGOS DE PERFORACION SE PUEDE REALIZAR DE UTILIZANDO FORMULAS EMPIRICAS COMO: RQD = 100 x e (0.1 + 1) DONDE: = Numero de discontinuidades por metro lineal Ejemplo: Numero de discontinuidades = 228 Longitud de la lnea = 24
-0.1( )
Entonces = 228/24 = 9.50 disc/m.

-0.1(9.50)
RQD = 100 x e RQD = 75.42 = 75%
(0.1x 9.50 + 1)

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LA CLASIFICACION DE LAS ROCAS DE TERZAGHI

DEFINE LOS TERMINOS DE TUNELEO COMO SIGUE:

LA CLASIFICACION DE LAS ROCAS DE STINI Y LAUFFER

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INDICE DE DESIGNACION DE LA CALIDAD DE LA ROCA (R.Q.D.)

INDICE DE DESIGNACION DE LA CALIDAD DE LA ROCA (R.Q.D.) (Jv)

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Entonces = 228/24 = 9.50 disc/m.

RQD = 100 x e RQD = 75.42 = 75%

INDICE DE DESIGNACION DE LA CALIDAD DE LA ROCA (R.Q.D.)

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