Criterio de hoek and brown

Páginas: 17 (4043 palabras) Publicado: 28 de junio de 2011
El criterio de rotura de Hoek-Brown – Edición 2002 Hoek-Brown failure criterion – 2002 Edition
E. Hoek(1), C. Carranza-Torres(2), B. Corkum(3)
(1)

Consulting Engineer, (2) University of Minnesota, (3) RocScience Inc.

Resumen El criterio de rotura de macizos rocosos de Hoek-Brown es ampliamente aceptado y ha sido aplicado en un gran numero de proyectos a nivel mundial. Mientras que engeneral el criterio se considera satisfactorio, existen algunas incertidumbres e inexactitudes que ha creado inconvenientes en su implementación a modelos numéricos y a programas de computación de equilibrio límite. En particular, la dificultad de encontrar un ángulo de fricción y resistencia cohesiva equivalentes para un macizo rocoso dado, ha sido un inconveniente desde la publicación original delcriterio en 1980. Este artículo intenta resolver todos estos problemas y establece una secuencia de cálculos recomendadas para la aplicación del criterio de rotura. Un programa de computación asociado, denominado “RocLab”, ha sido desarrollado con la finalidad de ser un medio conveniente de resolución y graficación de las ecuaciones presentadas en este artículo.

Abstract The Hoek-Brown failurecriterion for rock masses is widely accepted and has been applied in a large number of projects around the world. While, in general, it has been found to be satisfactory, there are some uncertainties and inaccuracies that have made the criterion inconvenient to apply and to incorporate into numerical models and limit equilibrium programs. In particular, the difficulty of finding an acceptable equivalentfriction angle and cohesive strength for a given rock mass has been a problem since the publication of the criterion in 1980. This paper resolves all these issues and sets out a recommended sequence of calculations for applying the criterion. An associated Windows program called “RocLab” has been developed to provide a convenient means of solving and plotting the equations presented in thispaper.

1.INTRODUCCIÓN Hoek y Brown [1, 2] introdujeron su criterio de rotura en un intento de proporcionar los datos de partida para el análisis necesario en el diseño de excavaciones subterráneas en roca competente. El criterio se dedujo a partir de los resultados de las investigaciones de Hoek [3] de roturas frágiles de rocas intactas y de un modelo de estudio del comportamiento de macizos rocososde Brown [4]. El criterio partía de las propiedades de la roca intacta y entonces se introducían factores reductores de esta propiedades sobre la base de las característi-

cas de un macizo rocoso diaclasado. Los autores, intentando relacionar el criterio empírico con las observaciones geológicas, por medio de uno de los sistemas de clasificación de los macizos rocosos, eligieron para estepropósito el RMR (Rock Mass Rating) propuesto por Bieniawski [5]. Debido a la ausencia de otras alternativas, el criterio fue pronto adoptado por la comunidad de la mecánica de rocas y su uso rápidamente extendido más allá de los límites originales utilizados en la deducción de las relaciones de reducción de la resistencia. Consecuentemente, llegó a ser necesario reexa1

minar estas relaciones eintroducir nuevos elementos cada vez que dicho criterio era aplicado a un amplio rango de problemas prácticos. Fruto de estos avances fue la introducción de la idea de macizos rocosos “inalterados” y “alterados” por Hoek y Brown [6], y la introducción de un criterio modificado para obligar a la resistencia a tracción del macizo rocoso a tender a cero para macizos de calidad muy mala (Hoek, Wood y Shah,[7]). Una de las primeras dificultades que aparecen en muchos problemas geotécnicos, particularmente en el ámbito de la estabilidad de taludes, es que es más conveniente tratar el criterio original de HoekBrown en términos de esfuerzos normales y al corte mas que en términos de esfuerzos principales, según la ecuación original: σ1 = σ3 + σci m donde σ1 y σ3 son los esfuerzos principales...
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