Intro Mecanica De Rocas

INTRODUCCIÓN. La estabilidad de túneles ha sido un tema de mucha importancia en la era de los ferrocarriles, tanto en la minería como en el transporte público, recobrando su relevancia en las modernas carreteras, en zonas de cordillera, zonas inaccesibles, cruce de ríos por debajo, e incluso creando túneles Falsos en las ciudades para aliviar el tráfico vehicular. También podemos mencionar aGalerías y Cavernas que no es otra cosa que túneles pequeños en secciones menores a 3 m de radio en la bóveda, que son utilizados mayormente en la Hidráulica o con fines exploratorios. En Bolivia en estas últimas décadas (1990 – 2005) se construyeron 11 Túneles, 9 de los cuales fueron bajo la Supervisión de “connal srl”
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Para el diseño de un Túnel primero se debe realizar un estudio Geológico –Geotécnico del sector donde se lo proyecta, en esto la mecánica de rocas juega un papel fundamental en la clasificación del macizo rocoso e incluso estableciendo un prediseño con los elementos necesarios para el sostenimiento del túnel en función a la altura de carga (zona de aflojamiento) después de la excavación, con estos datos ya se podría estimar el costo de la obra tunelera lo cual resultamuy útil para poder ver su viabilidad de esta alternativa. En los Túneles y Taludes rocosos, los mecanismos de inestabilidad son controlados por el grado de alteración y por las anisotropías existentes en el macizo, tales como la estratificación, juntas, fallas, cuya relación con los mecanismos de inestabilización es regida por los siguientes factores:
• Distribución espacial de lasdiscontinuidades, relación entre su posición (rumbo y buzamiento) con la dirección del túnel. Siendo este él más importante a considerarse en el trazo de entrada y salida del túnel
• Presencia y naturaleza de los materiales de relleno de las discontinuidades.
• Irregularidades en las superficies de las discontinuidades.
• Rotura y movimientos anteriores.
Existen muchos métodos útiles para poder clasificarun macizo rocoso, entre ellos se puede escoger algunos métodos elaborados por autores conocidos mundialmente en el campo de la mecánica de rocas que realiza análisis específicos para el diseño de túneles entre estos podemos mencionar a Barton y Bieniawski,

CLASIFICACIÓN SEGÚN BARTON, (Sistema–Q N.G.I.). Basándose en una gran cantidad de casos tipo de estabilidad en excavaciones subterráneas, elNorgerian Geotechnical Institute (N.G.I.), propuso un índice para determinar la calidad del macizo rocoso en túneles y taludes.

El valor numérico de éste índice Q se define por:
Q = ( RQD / JN ) ( JR / JA ) ( Jw / SRF )

Esta clasificación utiliza seis parámetros para definir la clase de macizo:
1. - RQD, índice de calidad de la roca.
2. - Jn, índice del número de familias de fracturas3. - Jr, índice de rugosidades en las fracturas
4. - Ja, índice de alteración de las paredes de las fracturas
5. - Jw, índice del caudal afluente
6. - SRF, índice del estado de tensión del macizo
Para explicar como llegaron a la ecuación para determinar el índice Q, los autores ofrecen los siguientes comentarios: El primer cociente (RQD/Jn), que representa la estructura del macizo es una medidarudimentaria del tamaño de los bloques o de las partículas con dos valores extremos (100/0.5 y 10/20) con un factor de diferencia de 400. Si se interpreta el cociente en unidades de centímetros, los tamaños de “ partículas ” de 200 a 0.5 cm. se puede apreciar como aproximaciones gruesas pero bastante realistas. Probablemente los bloques más grandes tendrían varias veces este tamaño y losfragmentos chicos menos de la mitad. El segundo cociente (Jr / Ja), representa la rugosidad y las características de la fricción de las paredes de las fisuras o de los materiales de relleno. Este cociente se inclina a favor de juntas rugosas e inalteradas que se encuentran en contacto directo se puede pensar que estas superficies están cerca de la resistencia optima, que tenderán a dilatarse fuertemente...