Fayol mec. de rocas

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE
COLOMBIA
SEDE SOGAMOSO

ESCUELA INGENIERIA DE
MINAS

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J
O

SOSTENIMIENTO DE MINAS
CAPÍTULO I. GENERALIDADES DE LA MECÁNICA DE ROCAS EN EL
SOSTENIMIENTO DE MINAS
BORRADOR APUNTES CLASE

Profesor: Ingeniero de Minas JAIME WILLIAM JOJOA
MUÑOZ

Sogamoso,

1

Febrero 2010

M
A
Y

DESARROLLO POR CAPÍTULOSDE LOS TEMAS DE SOSTENIENTO DE MINAS
Pág.
INTRODUCCIÓN
CAPÍTULO I.
GENERALIDADES
SOSTENIMIENTO DE MINAS

DE

LA

MECÁNICA

DE

ROCAS

EN

1.1. GENERALIDADES DE LA PRESIÓN MINERA EN LOS TÚNELES
(Conceptos, por qué, para qué, cuándo, dónde..?)
1.1.2 Definición de presión minera en los túneles
1.1.3 Factores que afectan o inciden en el cálculo de las tensiones, y/o esfuerzosprimarios y secundarios.
1.1.4 Fundamentos teóricos que determinan el área de Bóveda de carga en un túnel
1.1.5 Fases de la acción y manifestación de la presión minera
1.1.6 Elementos para el cálculo de la presión minera
1.1.7 Consideraciones y conclusiones

EL

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8
10
20
27
29
33

1.2. CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA Y LA APLICACIÓN DE LAS
CLASIFICACIONES EN EL SOSTENIMIENTO DE LOSTÚNELES
1.2.1 Comportamiento de los terrenos (suelos y rocas)
1.2.2 Caracterización de los macizos rocosos
1.2.3 Clasificación de los macizos rocosos

33
33
35
41

1.3 PRESIONES Y MOVIMIENTOS DEL TERRENO ALREDEDOR DE UNA
EXCAVCIÓN SUBTERRÁNEA
1.3.1 Análisis de las presiones al construir un túnel
1.3.2 Deformaciones en los túneles
1.3.3 Fines del sostenimiento

48
48
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53

1.4DISTRIBUCIÓN DE TENSIONES EN UNA EXCAVACIÓN SUBTERRÁNEA
1.4.1 Estado tensional en el terreno antes de hacer la excavación
1.4.2 Esfuerzos inducidos
1.5 MODELO ANALÍTICO DEL COMPORTAMIENTO DE LA ROCA EN LAS
PAREDES DE UN TÚNEL

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55
57

1.6 MÉTODOS DE CÁLCULO DE LA PRESIÓN MINERA
1.7 MÉTODO DE CÁLCULO EMPÍRICO (FUNDAMENTO, FORMAS, APLICACIÓN)
1.7.1 HISTÓRICO Y O DE TRABAJOS SIMILARES1.7.2 BIBLIOGRÁFICO
1.7.3 MÉTODO MATEMÁTICO

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67
67
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2

62

1.7.4 MÉTODO GRÁFICO
1.7.5 COMBINACIONES

69
71

1.8 MÉTODO DE CÁLCULO ANALÍTICO
1.8.1 MÉTODO DE CÁLCULO GEOMÉTRICO
1.8.2 MÉTODO CON BASE A RESISTENCIA DE MATERIALES,
TEORÍA DE SLESAREV
1.8.3 MÉTODO ESTEREOGRÁFICO
1.8.4 MÉTODO DE CÁLCULO POR LA MECÁNICA DE ROCAS
BIBLIOGRAFÍA
Se referencia como citas de piede página

3

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95
100

LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Presión minera en un túnel
Figura 2. Círculo Morh
Figura 3. Tensiones de compresión y tracción según la forma geométrica del túnel
Figura 4. Teoría de Fayol
Figura 5. Teoría de Trompeter
Figura 6. Diagrama de la teoría de Terzaghi
Figura 7. Formación de bloques en un túnel
Figura 8. Líneas de tensión en el macizo rocosovirgen
Figura 9. Efectos de un túnel en las líneas de esfuerzos
Figura 10. División y magnitud de las tensiones verticales producidas por la
construcción del túnel
Figura 11. Distribución de las tensiones en las paredes de un túnel
Figura 12. Presiones sobre un túnel
Figura 13. Representación y expresión de la presión minera
Figura 14. Elementos topográficos para el cálculo de la presiónminera
Figura 15. Plano topográfico de la mina en estudio
Figura 16. Formas geométricas que puede tomar un túnel a través de su vida útil
Figura 17. Perfil transversal geológico sobre un túnel
Figura 18. Aspecto del efecto de un túnel en las arenas y arcillas
Figura 19. Efecto en el túnel según las características de la roca
Figura 20. Relación entre claro activo tiempo de sostén paradiferentes tipos de roca
Figura 21. Relación entre el tiempo de sostén de un claro de un túnel sin
sostenimiento y la clasificación CSIR
Figura 22. Relación entre la dimensión equivalente máxima De de una excavación
subterránea sin sostenimiento y del índice Q (NGI)
Figura 23: Diferentes grupos en un macizo rocoso
Figura 24. Distribución de presiones en el instante de abrir un túnel
Figura 25....