2da. Clase Geotecnia.pptx

7/17/2019 2da. Clase Geotecnia.pptx

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TEMA 1. TEMA

INTRODUCCIÓNConcepto de macizo rocoso y

Rocas en la IngenieríaGeológica

UNIVERSIDAD NACIONAL JÓSE F.SÁNCHEZ CARRIÓN

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVILEAP. INGENIERÍA CIVIL

DOCENTE: Ing° Juan Manuel IPANAQUEROA

DNU: !"#



AGENDA:

•Concepto de geotecnia.•Clasificación geológica general de las rocas.•Clasificación de las rocas con fines geotécnicos.

•Concepto de macizo rocoso.•Clasificaciones geomecánicas utilizadas para laclasificación de macizos rocosos.•Propiedades físicas y mecánicas de las rocas.

•Reconocimiento geotécnico.•Roca como material de construcción

GEOTECNIA



GEOTECNIA

Es a rama de la Ing. Civil ue se encarga del estudio de laspropiedades mecánicas e !idráulicas e ingenieriles de losmateriales provenientes de la tierra.

Investiga los suelos y la rocas por de"a#o de la superficiepara determinar sus propiedades y dise$ar%

• Cimentaciones, de edificios y puentes.• Presas, son estructuras ue pueden ser construidas de

suelo o roca y ue para su esta"ilidad y estanueidaddepende de los materiales so"re el ue está asentado o delos ue lo rodean.

• Túneles, son estructuras construidas a través del suelo oroca y dependen de las características de los materiales através de los cuales son construidos para definir el sistemade construcción& la duración de la o"ra y los costos.



Las rocas son agrega$os na%uralesco&'ues%o $e 'ar%ículas $e uno o &(s&inerales) con *uer%es uniones co+esi,as'er&anen%es) -ue cons%i%u.en &asasgeológica&en%e in$e'en$ien%es .

car%ogra/a0les1Los s!"#os seg2n su ace'cióngeo%3cnica) son agrega$os na%urales$e 'ar%ículas &inerales granulares .co+esi,as se'ara0les 'or &e$ios&ec(nicos $e 'oca energía1



TIPO4 DE ROCA4

E5is%en ,arias *or&as $eclasi/car las rocas) a-uí se'ro'one la -ue +acere*erencia a su or$%"&.

Así se $is%inguen $osgran$es gru'os $e rocas:• las $e origen e5%erno o

"'(%"&as 6*or&a$as enla su'er/cie $e la Tierra7).

• las $e origen in%erno o"&)(%"&as 6*or&a$as)en 'ar%e al &enos) en elin%erior $e la Tierra71



TIPO4 DE ROCA4

8as Rocas E&)(%"&as se su0$i,i$en en *a%*+,$cas .*",a*(r-cas1• 8as rocas *a%*+,$cas 'roce$en $el &ag&a . se $i*erencian

$os su0gru'os:rocas $&,r!s$as 6*or&a$as 'or el &ag&a -ue se soli$i/ca enel in%erior: PLUTÓNICAS) co&o 'or e9e&'lo el grani%o o elga0ro7 .rocas "',r!s$as 6*or&a$as a 'ar%ir $el &ag&a -ue se

soli$i/ca en la su'er/cie $e la Tierra: VOLCÁNICAS) co&o esel caso $e la rioli%a o el 0asal%o71

• 8as rocas *",a*(r-cas son el resul%a$o $e las ele,a$as'resiones . %e&'era%uras a las -ue se so&e%en rocas .ae5is%en%es1 E9e&'los: 'iarra . gneis1



C#as$-cac$(& %"o#(%$ca %"&"ra# )" #asrocas.

Rocass")$*"&,ar$as.

D",r/,$cas: Arenisca)lu%i%a) li&oli%a)conglo&era$o10!/*$cas:e,a'ori%as) calia .$olo&ía1Or%+&$ca calia)

car0ón) coralí*eras1

Rocas Í%&"as.P#!,(&$cas grani%o)ga0ro . $iori%a1

Vo#c+&$cas 0asal%o)an$esi%a . rioli%a1

Rocas*",a*(r-ca.

Mas$as cuarci%a .&(r&ol1Fo#$a)as: 'iarra)/li%a) es-uis%o) gneis1



C#as$-cac$(& )" #as Rocas.C#as$-cac$(& )" #as Rocas co& F$&"s G"o,c&$cos

8a clasi/cación $e las rocas con /nes ingenieriles esco&'le9a) $e0i$o a -ue $e0en cuan%i/carse las 'ro'ie$a$es'ara e&'learlas en el c(lculo $el $ise;o1 a7 8a resis%encia a la co&'resión si&'le) en 0ase a su ,alor se

es%a0lecen clasi/caciones en &ec(nica $e rocas1

07 El &ó$ulo rela%i,o) relación en%re el &ó$ulo $e elas%ici$a$6E7 . su resis%encia a la co&'resión si&'le6<c7) relación-ue ,aría seg2n la li%ología1

c7 El gra$o $e &e%eoriación) o al%eración $e la &a%ri rocosa'er&i%e clasi/car las rocas cuali%a%i,a&en%e1 A'or%an$ouna i$ea so0re sus carac%erís%icas &ec(nicas ogeo%3cnicas1 Au&en%a la 'orosi$a$) 'er&ea0ili$a$ .

$e*or&a0ili$a$ . $is&inu.e su resis%encia1



C#as$-cac$(& )" #as rocas "& 2!&c$(& a #a r"s$s,"&c$a a#a co*3r"s$(& s$*3#"



C#as$-cac$(& )" #as rocas "& 2!&c$(& )" "# *()!#or"#a,$o 4E56c7 ca,"%or/as8 "#"a)o8 *")$o 9 :a;o. 4"&,r"<== 9 >==7



C#as$-cac$o&"s %"o*"c+&$cas )" #os *ac$?os

rocososMa,r$? Rocosa o 8a roca) 'ue$e $e/nirse co&o unagrega$o $e &inerales -ue 'resen%a los &is&oscarac%eres $e con9un%o en un (rea $e cier%a e5%ensión $ela cor%ea %erres%re o co&o un &a%erial *or&a$ona%ural&en%e) consoli$a$o o no 6'ero no suelo7)co&'ues%o $e $os o &(s &inerales) ocasional&en%e $e un&ineral) %enien$o un gra$o $e cons%ancia &ineralógica .-uí&ica1

Es el &a%erial rocoso e5en%o $e $iscon%inui$a$es) o los0lo-ues $e roca =in%ac%a> -ue -ue$an en%re ellas) secarac%eria 'or su 'eso es'eci/co) $e*or&a0ili$a$ .resis%encia11



D$sco&,$&!$)a) 4*rac%uras) $iaclasas) 'lanos $e es%ra%i/cación) *allas)e%c7 es cual-uier 'lano $e origen &ec(nico o se$i&en%ario en un&acio rocoso) general&en%e con una resis%encia a la %racción &u.0a9a o nula1 8a 'resencia $e $iscon%inui$a$es i&'lica unco&'or%a&ien%o no con%inuo $el &acio rocoso1

Mac$?o Rocoso o *asa rocosa o *")$o rocoso8 es el con9un%o$e &a%ri rocosa -ue 'resen%a una $e%er&ina$a es%ruc%ura) es%aa*ec%a$o 'or un cier%o gra$o $e al%eración . 'or una serie $e$iscon%inui$a$es) 'u$ien$o con%ener o no agua18a 'resencia $e $iscon%inui$a$es $e $i,erso %i'o le $a al &aciorocoso un car(c%er +e%erog3neo . un co&'or%a&ien%o no con%inuo1

El in%er3s $el ingeniero ci,il con relación al %erreno) es %an%o 'or la&a%ri rocosa co&o 'or el &acio1 Es e,i$en%e -ue una es%ruc%urase si%2a en un &acio . se $e0e %ener 'resen%e la e5is%encia $e$i*eren%es *a&ilias $e $iscon%inui$a$es . su $is'osición es'acialres'ec%o a la o0ra -ue se ,a a e$i/car) la al%eración -ue 'resen%ala roca) %an%o en su'er/cie co&o en 'ro*un$i$a$) . la e5is%encia $e

agua -ue &ar-ue un ni,el *r3a%ico1



Estructura del Macizo Rocoso

4UPER?ICIE4 DEDI4CONTINUIDAD

DOMINIO E4TRUCTURA8

CARACTERE4GEOMECANICO4 DE 8A4

DI4CONTINUIDADE4

E4TRUCTURA DE8MACI@O

ANALISISHIDROGEOLOGI

CO

APLICACIONESGEOFISICAS



Carac,"r/s,$cas )" #as D$sco&,$&!$)a)"s• I&,"*3"r$s*o Gra$o $e al%eración $e la roca1• Es3ac$a)o Dis%ancia 'er'en$icular en%re $os

*rac%uras $e un &is&o sis%e&a1

• P"rs$s,"&c$a Cuan gran$e es la *rac%ura1• R!%os$)a) O&)!#ac$(& Gra$o $e sinuosi$a$ $e la*rac%ura1 As3"r"?a Presencia $e 'icos

• R"s$s,"&c$a Resis%encia al cialla&ien%o . laDe*or&a0ili$a$.

• A:"r,!ra Dis%ancia en%re las 'are$es $e la *rac%ura1• R"##"&o Ma%erial alo9a$o en la a0er%ura1• F#!;o Per&ea0ili$a$ 'ri&aria .o secun$aria



DOMINIO ESTRUCTURAL @ ESTRUCTURA DELMACIZO ROCOSO

DOMINIO ESTRUCTURAL es la &asa $e roca $eli&i%a$a 'or$iscon%inui$a$es geológicas) $en%ro $e la cual) la es%ruc%ura es'r(c%ica&en%e +o&og3nea1

ESTRUCTURA DEL MACIZO ROCOSO es el con9un%o $e *allas)$iaclasas) 'liegues . $e&(s carac%erís%icas geológicas -ue $e/nen una$e%er&ina$a región) en la -ue e5is%en una serie $e $o&inioses%ruc%urales 'er*ec%a&en%e $e/ni$os . $i*erencia$os en%re sí1

8a es%ruc%ura $el &acio rocoso co&'ren$e %a&0i3n los rasgoscarac%erís%icos $e la %e5%ura . la asociación $e uno o &as %i'os $e rocasen el &acio1

Do*$&$o Es,r!c,!ra#

Es,r!c,!ra )"# Mac$?oRocoso



CARACTERI@ACIBN DE8 MACI@O ROCO4O



Carac,"r/s,$cas )" #a Ma,r$?Rocosa 9 "# Mac$?o

• El conoci&ien%o $e los &a%eriales$on$e se u0icara una o0ra es%o%al&en%e in$is'ensa0le1

• 8as 'ro'ie$a$es $e la &a%ri rocosa)se es%u$ia &e$ian%e ensa.os $ela0ora%orio) &ien%ras -ue en &aciolos an(lisis $e0en +acerse in si%u1

• 8a elección $el %i'o $e ensa.o sonco&'le&en%arios si se eligena$ecua$a&en%e en *unción $e la o0raa realiar . $el &acio en -ue seu0ica1

• ?ig1 A7 Mues%ra re'resen%a%i,a $e un&acio graní%ico) sano . co&'ac%o1

• ?ig1 7 Mues%ra no re'resen%a%i,a $e un&acio se$i&en%ario cons%i%ui$o 'orarcilla) &argas) calia . arenisca1

MUE4TR

A

A7

7



Ta0la F1) in$ica las ,en%a9as $e los ensa.os $ela0ora%orio . $e los realia$os in si%u

Ensa.osE&sa9os )" La:ora,or$o E&sa9os $& s$,!B

Cos%e re$uci$os Posi0ili$a$ $e ensa.ar onascon &e%eoriación ele,a$a en

$on$e la %o&a $e &ues%raresul%a $2c%il1

Posi0ili$a$ $e %o&ar &uc+as&ues%ras 'un%uales -ue'er&i%en analiar la+e%erogenei$a$ $el &acio .la $is'ersión $e losresul%a$os

Posi0ili$a$ $e ensa.ar,ol2&enes i&'or%an%es en laroca englo0a$a en el &acio1

De%er&inación $e'ro'ie$a$es liga$as al&acio: %ensiones na%urales)'er&ea0ili$a$) e%c1



8as &ues%ras -ue se %o&en $e0er(n -ue$ar 0ienre*erencia$as) in$ican$o el %ra0a9o al -ue 'er%enecen)n2&ero) lugar 6'ara9e) su'er/cial) ca%a) son$eo) ona $e la

o0ra7) *ec+a $e la %o&a) -uien +io la %o&a) así co&o una$escri'ción $e ,isu1 Cuan$o 'roce$en $e son$eos sein$icara la 'ro*un$i$a$1 4e guar$ara en en,ases a$ecua$osal %i'o $e &ues%ra 6%u0o o 0olsa $e 'l(s%ico) %u0o $e &e%al)e%c171

Para rocas 0lan$as o suel%as 6suelo7 e5is%en 'roce$i&ien%os &asco&'le9os) 'or-ue las &ues%ras a ensa.ar 'ue$en ser inal%era0les. al%era$as o re&ol$ea$as1

Al +a0lar $e ensa.os en la &a.oría $e casos se ci%aran lascan%i$a$es necesarias) se in$ica en la siguien%e %a0la) %o&a$a $e

la nor&a A4TM D HH1



Ta0la

Can%i$a$es necesarias 'ara losEnsa.osTa*ao *+'$*o&o*$&a# )" #os +r$)os

Ca&,$)a) */&$*aa3ro'$*a)a )" #as*!"s,ras ,o*a)as4%7

Kri$os ?inos

Ta&i N° Ta&i N° L

#"#"

Kri$os Gruesos

) &&

#F)&&#)" &&F)"" &&!H) &&" &&! &&

H &&" &&

#"

#F"HH#F

#"#H



C#as$-cac$o&"s %"o*"c+&$cas )" #os*ac$?os rocosos

Clasi/cación $e ieniaasi n$ice RMR 6Roc MassRa%ing7Clasi/cación $e ar%on n$ice QClasi/cación $e Ro&ana 4MR 64lo'e Mass Ra%ing7Clasi/cación $e oe . ron 6G4I7Clasi/cación en ase al n$ice RQD 6Roc Quali%. Design7



Clasi/cación IngenierilCrea$o 'or Deere 6#7 . se 0asa en la 'ro'ie$a$ingenieril $e la resis%encia a la Co&'resión Unia5ial



Características Resistentes

Suelos

Ensayos para materiales de relleno delas discontinuidades

Dureza de las Rocas

Prueba de ndices !anuales "abla #$%#!artillo de Sc&midt



! "ineralo#$a de la roca matri%, te&tura y estructura'e la definición de rocas& está constituida por minerales. El estudio

e identificación de la matriz rocosa& se !ace mediante un análisispetrográfico%•) conociendo la composición mineralógica&•) tama$o de los minerales constituyentes& te(tura y orientación

ue presentan% tama$o de grano& alteración& porosidad ymicrofisuración.

Esto nos da una identificación e(acta de la roca& la e(istencia deminerales ue pueden ser per#udiciales para ciertos usos )p.e. para lafa"ricación de cemento& !ormigones& etc.* o ser alterados porfluidos inyectados en el macizo& re cristalizaciones ue cam"ian lacomposición mineralógica de la roca y pueden afectar a suscaracterísticas mecánicas )dureza& a"rasividad*& grado de

alteración& aspecto ue pueden tener gran influencia en elcomportamiento resistente o permea"le de una roca.

+lgunas Característica de la ,atriz Rocosa



'a Te&tura, es la apariencia física general o carácter de la matrizrocosa& incluyendo los aspectos geométricos y las mutuas relacionesentre las partículas o cristales componentes.

-o de"emos confundir con la estructura& ue es el aspecto megascopicode una roca o me#or del macizo rocoso& es decir la roca estudiada en elafloramiento& no con una peue$a muestra o sección delgada.

! 'a porosidad:a presencia de poros o espacios vacíos afecta negativamente las

propiedades de resistencia& ya ue la cantidad de porosidad tam"iénpuede estar representada en la forma de una fractura.es la relación entre el volumen ocupado por los !uecos o poros de laroca () y el volumen de la muestra (m.

n / ( 0112



*! Permea+ilidad:3e define como la propiedad de un material poroso& ue permite el paso ofiltración de fluidos como el agua. Indica la mayor o menor facilidad conue el agua fluye a través de la roca )y no en el macizo rocoso*. apermea"ilidad se o"tiene mediante ensayos de la"oratorio con un aparatollamado permeámetro.a mayoría de las rocas presentan permea"ilidades "a#as a muy "a#as.4alores de 5 comprendidos entre 0167 y 01608 m9s.

5 5

Don$e:: coe/cien%e $e 'er&ea0ili$a$

n: ,iscosi$a$ $el Vui$o a la %e&'era%ura $el ensa.o en cen%i'oise

-: ,olu&en $el Vui$o -ue 'asa a %ra,3s $e la &ues%ra c&F

seg I : longi%u$ $e la &ues%ra) c& A: su'er/cie $e la &ues%ra) c&F

Pi: 'resión en el 'un%o $e en%ra$a $el Vui$o en la &ues%ra) a%& Po: 'resión en el 'un%o $e sali$a $el Vui$o en la &ues%ra) a%&1



Contenido de umedad -! El contenido de !umedad e(presa el peso delagua% :;& presente en la roca por el peso de las partículas sólidas.

W 5 #""

'onde%

: / Peso total del espécimen de roca& incluyendo la !umedad.

a mayoría de las rocas contienen porcenta#es de !umedad ue oscilanentre valores inferiores al 02 y mayores al 872.



/! Dura+ilidad:Es la resistencia ue la roca presenta ante los procesos de alteración ydesintegración. a dura"ilidad de la roca aumenta con la densidad y sereduce con el contenido de agua.Cuanto mayor sea la dureza de la roca mayor será su calidad comocimiento& como material para !ormigones o para c!apados y solados.Por el contrario una e(cesiva dureza influye negativamente en lae(tracción& ya sea en una e(cavación o cantera.

<ay tres tipos de Ensayo )-orma I3R,*%• Ensayos por muesca% determina la dureza de metales& en civil es

relativa. En realidad mide la dureza de los minerales constituyente deroca

• ,étodo dinámico o de re"ote% se "asa en medir el re"ote ue seproduce al golpear la roca con unos aparatos& lo mas comunes&escleroscopio s!ore y el martillo de 3c!midt& este ultimo es un ensayopara medir la resistencia a compresión del !ormigón.

• Ensayo de Rayado% mide la dureza de los minerales



Pro3$")a)"s *"c+&$cas )" #asrocas

#1 Resis%encia a la co&'resión si&'le1

F1 Resis%encia a la %racción1!1 Resis%encia $e la roca 6%ria5ial7L1 Xeloci$a$ $e on$as sónicas11 De*or&a0ili$a$



ACTIXIDAD1 YDe -u3 es%( +ec+a &i casaZ



1º Con mucha frecuencia se habla de mineral,roca, o piedra indistintamente sin reflexionar si

estamos utilizando el término adecuado.

Describe brevemente cómo diferenciarías un

mineral de una roca .

2º Describe su aspecto externo:• nota el color o colores !ue tiene cada roca.• Con a"uda de la lupa determina si las rocas

son homogéneas o heterogéneas #s$ puedes

reconocer en ella varios componentes%

&bserva a simple vista o con a"uda de una lupa

si los componentes !ue conforman la roca

presenta tama'o parecido o no. (n este )ltimo

caso anota si ha" al*una sustancia !ue una los

diferentes componentes #cemento%.

CONOCIENDO 8A4 ROCA4



CONOCIENDO 8A4 ROCA4 II

+º ealiza una descripción detallada de las rocas

de tu colección. nota la propiedad m-scaracter$stica de cada una de ellas. ientras

realizas las observaciones responde las

si*uientes pre*untas:

• /0ué caracter$stica distintiva destacar$as de

cada roca

a caliza es una roca formada por carbonato

c-lcico. 3ara reconocerla ha" un experimento

accesible !ue consiste en echarle unas *otas de

vina*re. /0ué ocurre ealiza la misma

operación con una tiza /0ué observas uchosanimales utilizan este mineral para construir sus

huesos " conchas. 3rueba el anterior

experimento con al*unos de ellos.

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