Determinación de parámetros geomecánicos

Descripción del Articulo

243 Páginas
Detalles Bibliográficos
Autor: Torres Yupanqui, Luis Alberto
Formato: libro
Fecha de Publicación:2024
Institución:Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo
Repositorio:UNASAM-Institucional
Lenguaje:español
OAI Identifier:oai:repositorio.unasam.edu.pe:20.500.14593/6453
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Rocas
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Se realiza con el fin de proporcionar información para los programas de análisis numérico, que requieren propiedades del material para realizar, por ejemplo, análisis de estabilidad de taludes, cimentaciones en roca o un análisis de esfuerzos para el efecto de excavaciones subterráneas. Esta obra es una importante contribución para el conocimiento del estado actual de los Ensayos de Mecánica de Rocas en nuestro país y de gran utilidad de consulta para estudiantes de ingeniería en Ciencias de la Tierra, así como para los profesionales de las distintas áreas afinesedicatoria 03 Presentación 05 Agradecimiento 07 Índice 09 Introducción 25 CAPITULO I 1.1.- Antecedentes 28 1.2.- Objetivos 28 1.2.1.- Objetivos Generales 28 1.2.2.- Objetivos Específicos 29 1.3.- Alcances 29 1.4.- Definiciones de términos aplicados a la Mecánica de Rocas 29 CAPITULO II 2.- Consideraciones geológicas 34 2.1.- Litología 34 2.2.- Rocas y Suelos 34 2.2.1.- Rocas 34 2.3.- Color 35 2.4.- Tamaño del Grano 35 2.5.- Textura y Estructura 36 2.6.- Meteorización de las Rocas 36 2.6.1.- Roca Fresca 38 2.6.2.- Roca Débilmente Meteorizada 38 2.6.3.- Roca Medianamente Meteorizada 38 2.6.4.- Roca Altamente Meteorizada 39 2.6.5.- Roca Completamente Meteorizada 39 2.7.- Clasificación de las Rocas en Ingeniería 40 2.7.1.- Ciclo de las Rocas 40 2.7.2.- Rocas Ígneas 41 2.7.3.- Rocas Metamórficas 42 2.7.4.- Rocas Sedimentarias 43 10 2.8.- Mineral (Química) 43 2.9.-Condicion de Fractura 44 2.9.1.- Relleno de Fracturas 44 2.9.2.- Rugosidad de las Superficies de Fractura 45 2.9.3.- Fracturas Abiertas 45 2.10.- Clasificación de las Rocas In-situ 45 2.10.1.- Índice de la Calidad de la Roca – RQD 45 CAPITULO III 3.- Características de Macizo Rocoso 52 3.2.- Caracterización del Macizo Rocoso 52 3.2.1.- Levantamiento Litológico – Estructural 52 3.2.1.1.- Programa Dips 53 3.2.1.2.- Programa Unwedge 53 3.3.- Caracterización del Comportamiento Mecánico de la Masa Rocosa 54 3.3.1.- Ensayos de Laboratorio 54 3.3.2.- Ensayos In-situ 55 3.3.2.1.- Índice de Calidad de la Roca 56 3.4.- Clasificaciones Geomecánicas del Macizo Rocoso 56 3.5.- Zoneamiento 56 3.6.- Aplicaciones 56 3.6.1.-Diseño de Labores Mineras 57 3.6.2.- Método de Explotación 57 3.6.3.- Perforación y Voladura 57 3.6.4.- Sostenimiento 58 3.6.5.- Relleno y Drenaje 58 3.6.6.- Conservación del Medio Ambiente 58 3.6.7.- Productividad, Salud y Seguridad en el Trabajo 58 3.6.8.- Economía y Gestión 59 CAPITULO IV 4.- Comportamiento de la Labor Minera 62 4.1.- Antes de la Construcción 62 4.2.- Durante la Construcción 62 4.3.- Después de la Construcción 62 4.4.- Control Instrumental 62 4.5.- Sistemas de Monitoreo 64 4.5.1.- Características de los Sistemas de Monitoreo 64 11 4.5.2.- Componentes Sensores y/o Detectores 65 4.5.3.- Componentes Transmisores 65 4.5.4.- Componentes de Lectura 65 4.6.- Modos de Operación 66 4.7.- Fases de Aplicación de la Instrumentación 67 4.7.1.- Control Durante la Construcción de Labores Mineras 67 4.7.2.- Control Después de la Construcción 68 4.8.- Esquema de Control Instrumental (Monitoreo) 68 4.9.- Factores 68 4.10.- Consideraciones Generales 69 4.10.1.- Estudio del Medio 69 4.10.2.- Estudio del Campo y su Cambio en el Tiempo 69 4.10.3.- Masa Rocosa 70 4.10.4.- Tensiones Internas 70 4.10.5.- Deformaciones de la Masa Rocosa 70 4.10.6.- Filtraciones y Presiones Intersticiales 70 4.10.7.- Rotura 71 4.10.8.- Trabajos en Minería 71 4.11.- Instrumentación 71 4.11.1.- Medidas de Carga 71 4.11.2.- Esfuerzo – Deformación 72 4.11.3.- Presión Intersticial y Tensiones Debidas a la Humedad 72 4.11.4.- Presión de Tierra, Presión Dinámica, Tensión Normal de Suelo 72 4.11.5.- Movimientos Subterráneos 72 4.11.6.- Movimientos Superficiales 72 4.12.- Problemas de Inestabilidad 72 4.12.1.- Minería Superficial 73 4.12.2.- Minería Subterránea 73 CAPITULO V 5.- Equipos e Instrumentos 76 5.1.- Preparación de Probetas 76 5.1.1.- Sonda Sacatestigos 76 5.1.2.- Cortadora de Disco Diamantino 77 5.1.3.- Cortadora de Bloques Rocosos 78 5.2.- Ensayos y Mediciones en Laboratorio 78 5.2.1.- Propiedades Físicas 78 5.2.2.- Propiedades Mecánicas 79 5.2.2.1.- Máquina de Compresión de Rocas 79 12 5.2.2.2.- Máquina de Corte Directo 79 5.2.2.3.- Máquina de Carga Puntual 80 5.3.- Ensayos y Mediciones In situ 80 5.3.1.- Sismógrafo 80 5.3.2.- Máquina de Arranque de Pernos 81 5.3.3.- Extensómetro de Varillas e Inclinómetro 82 5.3.3.1.- Extensómetro 82 5.3.3.2.- Inclinómetro 82 5.3.4.- Extensómetro de Cinta y Barra Telescópica 83 5.3.4.1.- Extensómetro de Cinta 83 5.3.4.2.- Barra Telescópica Extensométrica 83 5.3.5.- Martillo Schmidt de Dureza 83 5.3.6.- Piezómetros 84 5.3.7.- Estación Total 84 CAPITULO VI 6.- Procedimientos de Ensayo 88 6.1.- Laboratorio 88 6.1.1.- Propiedades Físicas 88 6.1.2.- Propiedades Mecánicas 89 6.1.2.1.- Ensayo de Compresión Simple 89 6.1.2.1.1.- Relación de Esbeltez 89 6.1.2.1.2.- Factor de Corrección de Protodyakonov 89 6.1.2.1.3.- Factor de Corrección de Overt & Duvall 90 6.1.2.1.4.- Fórmula Matemática 90 6.1.2.2.- Ensayo de Tracción Indirecta – Método Brasileño 90 6.1.2.2.1.- Relación de Esbeltez 91 6.1.2.2.2.- Fórmula Matemática 91 6.1.2.3.- Ensayo para Determinar Constantes Elásticas 91 6.1.2.4.- Ensayo de Resistencia a la Carga Puntual 92 6.1.2.4.1.- Ensayo de Carga Puntual Franklin 92 6.1.2.4.1.1.- Relación de Esbeltez 92 6.1.2.4.1.2.- Fórmula Matemática 93 6.1.2.4.2.- Ensayo de Carga Puntual de Irregulares 93 6.1.2.4.2.1.- Relación de Esbeltez 94 6.1.2.4.2.2.- Fórmula Matemática 94 6.1.2.5.- Ensayo de Compresión Triaxial 94 6.1.2.6.- Ensayo de Corte Directo sobre Discontinuidades 95 6.1.2.7.- Ensayo del Slake Durability Test 96 13 6.1.2.8.- Ensayo de Permeabilidad de las Rocas 97 6.1.3.- Condición de Ensayos 98 6.2.- In situ 99 6.2.1.- Ensayo de Rebote “R” 99 6.2.1.1.- Tipos de Martillos 100 6.2.1.2.- Procedimiento de Ensayo 100 6.2.1.3.- Trabajo de Gabinete 101 6.2.2.- Mediciones Durante la Voladura 101 6.2.2.1.- Criterios para el Control de la Voladura 101 6.2.2.2.- Equipo para el Control de la Voladura 102 6.2.2.3.- Variables a Considerarse 102 6.2.2.3.1.- Velocidad Máxima de Onda 102 6.2.2.3.2.- Desplazamiento de Ondas 103 6.2.3.- Diseño e Instalación de Piezómetros y Pozos de Monitoreo 103 6.2.3.1.- Métodos de Perforación 103 6.2.3.2.- Control de Calidad – Garantía de Calidad 103 6.2.4.- Sistema de Control Instrumental Subterráneo 105 6.2.4.1.- Instalación del extensómetro de Varillas 106 6.2.4.1.1.- Detalles de la Perforación 106 6.2.4.1.2.- Protección de la Cabeza del Instrumento 106 6.2.4.1.3.- Secuencia de Instalación del Anclaje 106 6.2.4.1.4.- Equipo de Lectura o Indicador 108 6.2.4.2.- Componentes del Sistema – Mediciones Convergencia 109 6.2.4.2.1.- Elementos Sensores o Detectores 109 6.2.4.2.2.- Elementos Transmisión de Datos 109 6.2.4.2.3.- Equipos o Unidades de Lectura y/o Registro 109 6.2.4.2.4.- Instalación de los Elementos Sensores 110 6.2.4.2.5.- Metodología del Monitoreo Subterráneo 111 6.2.4.3.- Equipo para Determinar el Ángulo de Fricción 114 6.2.4.4.- Peine de Barton 114 6.2.4.5.- Distanciómetro 114 6.2.4.6.- Brújula 115 CAPITULO VII 7.- Resultados de los Ensayos 118 CAPITULO VIII 8.- Clasificaciones Geomecánicas 138 14 8.1.- Clasificación Geomecánica de Protodyakonov 134 8.2.- Clasificación Geomecánica de Bieniawski 139 8.2.1.- Resistencia Compresiva de la Roca 147 8.2.1.1.- Primer Procedimiento 147 8.2.1.2.- Segundo Procedimiento 147 8.2.1.3.- Tercer Procedimiento 147 8.2.2.- Condición de Juntas 148 8.2.3.- Persistencia 148 8.2.4.- Rugosidad 148 8.2.5.- Relleno 148 8.2.6.- Estado del Terreno - Presencia de Agua 149 8.2.7.- Corrección por Orientación 149 8.3.- Corrección de Laubscher y Taylor 150 8.3.1.- Meteorización 150 8.3.2.- Esfuerzos in-situ e inducidos 151 8.3.3.- Cambios de los Esfuerzos 151 8.3.4.- Influencia de orientaciones del Rumbo y Buzamiento 151 8.3.5.- Efectos de la Voladura 152 8.3.6.- Ajustes Combinados 152 8.3.7.- Recomendaciones para el Sostenimiento 152 8.4.- Clasificación Geomecánica de Barton 154 8.4.1.- Recomendaciones para el uso de los Cuadros 158 8.5.- Clasificación Geomecánica SMR para Taludes 162 8.5.1.- RMR 163 8.5.2.- F1 163 8.5.3.- F2 163 8.5.4.- F3 163 8.5.5.- El Factor de Ajuste según el Método de Excavación 165 8.6.- GSI – Índice de Resistencia Geológica 167 8.6.1.- Estimación de las Propiedades del Macizo Rocoso 167 8.7.- Propiedades Físico-Mecánicas del Macizo Rocoso 170 8.7.1.- Datos Iniciales 170 8.7.1.1.- Clasificaciones Geomecánicas 170 8.7.1.2.- Ensayo de Laboratorio 170 8.7.1.3.- Calculo de Constantes 170 8.7.2.- Para Determinar las Constantes 171 8.7.3.- Clasificación Geomecanica “Q” Modificada Barton Lien y Lunde 174 CAPITULO IX 9.- Modelamiento Numérico 178 15 9.1.- Modelo Numérico – Programas Computarizados 178 9.1.1.- Método Analítico 178 9.1.2.- Método Numérico 179 9.2.- Programas Computarizados del Rocscience 179 9.2.1.- Estabilidad de Taludes 179 9.2.2.- Diseño de Excavaciones 184 9.2.3.- Herramientas de Geotecnia 187 9.3.- Programas Computarizados de Jordimoreno 195 9.3.1.- Excavaciones Subterráneas 195 CAPITULO X 10.- Seguridad Salud Ocupacional y Ambiente 202 10.1.- Generalidades 202 10.2.- Observación Preventiva de Seguridad 202 10.3.- Estándares de Seguridad Salud Ocupacional y Ambiente 203 10.3.1.- Gestión de Sistemas de Seguridad y Salud en el Trabajo 203 10.3.2.- Seguridad y Salud en el Trabajo 203 10.3.3.- Gerencia de Seguridad y Salud 204 10.3.4.- Normas Legales 204 10.4.- COVID – 19 205 10.5.- Protocolos 205 Conclusiones 210 Recomendaciones 218 Referencias Bibliográficas 222 AnexosLibroapplication/pdf243 PáginasspaEditorial WarasPEinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.esUniversidad Nacional Santiago Antúnez de Mayoloreponame:UNASAM-Institucionalinstname:Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayoloinstacron:UNASAMGeologíaRocasMineríahttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00Determinación de parámetros geomecánicosinfo:eu-repo/semantics/bookinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionORIGINALISBN - 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