La clasificación de masa rocosa ( RMR ) es un sistema de clasificación geomecánica de rocas , desarrollado por ZT Bieniawski entre 1972 y 1973. [1] Desde entonces ha sufrido múltiples modificaciones, de las cuales RMR89 [1] se usa comúnmente. Recientemente se ha propuesto RMR14 [2] para mejorar el rendimiento de RMR incorporando nuevas experiencias de prácticas de túneles. Kundu también ha propuesto funciones continuas y un software "QuickRMR" para RMR89 y RMR14. [3] RMR combina los parámetros geológicos de influencia más importantes y los representa con un índice global integral de la calidad del macizo rocoso, que se utiliza para el diseño y la construcción de excavaciones en la roca, como túneles, minas, taludes y cimientos.
Definición
Los siguientes seis parámetros se utilizan para clasificar un macizo rocoso utilizando el sistema RMR
- Resistencia a la compresión uniaxial del material rocoso
- Designación de calidad de roca (RQD)
- Espaciado de discontinuidades
- Estado de discontinuidades.
- Condiciones del agua subterránea
- Orientación de discontinuidades
A cada uno de los seis parámetros se le asigna un valor correspondiente a las características de la roca. Estos valores se derivan de estudios de campo y pruebas de laboratorio. La suma de los seis parámetros es el "valor RMR", que se encuentra entre 0 y 100.
Tabla de clasificación
A continuación se muestra la tabla de clasificación del sistema RMR.
RMR | Calidad de la roca |
---|---|
0 - 20 | Muy pobre |
21 - 40 | Pobre |
41 - 60 | Justo |
61 - 80 | Bien |
81 - 100 | Muy bien |
Procedimientos
Los detalles para calcular la RMR los proporciona Edumine [4] y proporcionan una serie de tablas para la determinación de la RMR, mientras que las últimas tablas para el mismo propósito se dan en las referencias y lecturas adicionales. En particular, los gráficos adjuntos aquí para los parámetros de RMR resistencia de la roca intacta y los parámetros combinados RQD y espaciado de discontinuidad (representado por el número de discontinuidades por metro), muestran la ventaja de usar los gráficos para una mejor precisión, en lugar de depender de las tablas. que muestran las calificaciones promedio para los rangos de cada parámetro de RMR. Las clasificaciones globales para cada parámetro dificultan que el personal con menos experiencia determine el RMR con precisión. También existen parámetros subjetivos como la rugosidad y la intemperie que pueden plantear dificultades en la asignación de calificaciones. Kundu y col. han propuesto funciones continuas para cada parámetro de RMR89 y RMR14, incluida la rugosidad y la intemperie. [3] También han desarrollado un software "QuickRMR" basado en las funciones continuas para calcular la RMR con entradas cuantitativas.
Aplicaciones
Clasificación de masa de roca RMR ha encontrado amplias aplicaciones en varios tipos de proyectos de ingeniería , como túneles, pendientes, cimentaciones y minas. También es adaptable para sistemas expertos basados en el conocimiento. Los ingenieros clasifican informalmente la estructura de la roca en dos clasificaciones generales: elástico lineal isotrópico homogéneo continuo (lo que a la mayoría de los ingenieros geotécnicos les gustaría ver) y no elástico anisotrópico no homogéneo discontinuo (lo que realmente son la mayoría de las masas rocosas in situ). Un sistema de clasificación de masas rocosas proporciona un método para incorporar algunas de las complejas mecánicas de las rocas reales en el diseño de ingeniería.
Además, el sistema fue el primero en permitir la estimación de las propiedades del macizo rocoso, como el módulo de deformación , además de proporcionar pautas de soporte del túnel y el tiempo de parada de las excavaciones subterráneas. [5]
Recientemente, después de más de 40 años de uso, se prestó una atención renovada al Sistema RMR debido a sus aplicaciones a la evaluación de la excavabilidad del macizo rocoso (RME) y, especialmente, a su correlación directa con la energía específica de excavación (SEE) para las tuneladoras utilizadas. efectivamente para detectar cambios en las condiciones de los túneles, en tiempo real, sirviendo así como una advertencia de condiciones adversas a medida que avanza la construcción. [6]
Rock Mass Rating presenta algunas dificultades cuando se aplica a taludes rocosos, ya que el parámetro que toma en cuenta la influencia de la orientación de las discontinuidades se introduce en detalle para cimentaciones de presas y túneles pero no para taludes. [7] Para abordar este problema, Romana [8] definió el esquema de clasificación de la masa de pendiente que se basa en los parámetros originales de Bieniawski pero que incluye una definición rigurosa de los parámetros considerando el efecto de la orientación de las discontinuidades.
Gráficos de salida específicos para el diseño de túneles
Para mayor comodidad en el diseño del túnel, tres cartas se incluyen que se utilizan comúnmente para estimar estas propiedades esenciales del macizo rocoso: Párese tiempo , capacidad de deformación del macizo rocoso módulo de Em y resistencia del macizo rocoso .
En el segundo gráfico, se proporciona una relación mejorada para el rango de RMR superior a 56. Esto refleja la idea de que, a un RMR alto, las deformaciones estarán dominadas por el módulo intacto, mientras que a un RMR más bajo, la intemperie y el relleno de juntas controlarán en gran medida la deformación. Este enfoque tiene la ventaja de que los valores de módulo NO se sobrestiman en el rango superior ni se subestiman o sobrestiman en el rango inferior. Esto es más realista que confiar en una ecuación sigmoidea.
Se han propuesto varias ecuaciones sigmoidales que dan el módulo del macizo rocoso en función del módulo intacto y la clasificación del macizo rocoso. Estas ecuaciones pueden dar una buena estimación del módulo dados los datos de entrada correctos, sin embargo, es difícil obtener valores confiables de resistencia intacta o módulo intacto a partir de pruebas de laboratorio en muestras de macizos rocosos muy perturbados. Debido a esta limitación, algo que se hace comúnmente en la práctica es basar los valores del módulo intacto en los resultados de las pruebas realizadas en buenas muestras de roca intacta de ubicaciones con roca competente, utilizando mediciones de laboratorio de módulo intacto o en una relación asumida entre resistencia intacta y módulo para un tipo de roca en particular. Esto ignora la posibilidad de que el material en zonas con roca pobre a menudo esté altamente degradado, e ignora la posibilidad de que incluso sin erosionar una zona de roca pobre pueda representar una roca que simplemente tiene una resistencia intacta más baja, y es por eso que se alteró. mientras que las zonas de roca más fuerte en el mismo proyecto no lo hicieron.
Las pautas de soporte de túneles basadas en RMR se proporcionaron originalmente en forma de una tabla con recomendaciones de soporte para un tramo / diámetro de túnel de 10 metros. En vista de la mejora de la tecnología para pernos de roca, hormigón proyectado y nervaduras de acero, se dejó a los diseñadores de túneles modificar estas pautas para otros tamaños de túneles, lo que cumplió bien su propósito. Hoy, después de 40 años de uso, se ha hecho evidente que sería conveniente para los diseñadores de túneles prácticos tener gráficos para la selección del soporte de la roca en función tanto del tamaño del túnel como de la calidad del macizo rocoso. Esto se muestra en el cuadro a continuación (consulte Lawson 2013).
Ver también
Referencias
- ↑ a b Bieniawski, ZT (1989). Clasificaciones de masas rocosas de ingeniería: un manual completo para ingenieros y geólogos en ingeniería minera, civil y petrolera . Wiley-Interscience. págs. 40–47. ISBN 0-471-60172-1.
- ^ Celada B, Tardaguila I, Varona P, Rodríguez A, Bieniawski ZT. Innovador diseño de túneles mediante un sistema RMR mejorado basado en la experiencia. En: Actas del Congreso Mundial de Túneles: Túneles para una vida mejor. vol 9. Brasil: Foz do Iguaçu; 15 de mayo de 2014: 1–9.
- ^ a b Kundu, J., Sarkar, K., Singh, AK y Singh, T., 2020. Funciones continuas y una aplicación informática para la clasificación de macizos rocosos. En t. J. Rock Mech. Min. Sci. 129.
- ^ edumine
- ^ Bieniawski, ZT (1978). "Determinación de la deformabilidad del macizo rocoso". En t. J. Rock Mech. Min.Sci: v. 15, 335–343. Cite journal requiere
|journal=
( ayuda ) - ^ Celada; et al. (2012). "Energía específica de excavación en la detección de condiciones de túnel por delante de tuneladoras". Túneles y tunelización: v. Febrero, 65–68. Cite journal requiere
|journal=
( ayuda ) - ^ Aksoy, CO (2008). "Revisión de la clasificación de clasificación de macizos rocosos: desarrollos históricos, aplicaciones y restricciones". Revista de Ciencias Mineras . 44 : 51–63. doi : 10.1007 / s10913-008-0005-2 .
- ^ Romana M. (1985). Nuevas calificaciones de ajuste para la aplicación de la clasificación de Bieniawski a pendientes. Proc. En t. Symp. sobre el papel de la mecánica de rocas: 49-53.
- ASTM (1988). "Guía estándar para el uso del sistema de clasificación de masa de rocas (RMR) (clasificación geomecánica) en prácticas de ingeniería". Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales, Libro de estándares D5878-08, v.04.09, Filadelfia, PA.
Otras lecturas
- Lowson, A. (2013). "Evaluación crítica de prácticas de diseño de túneles basadas en RMR". Proc. RETC . Washington DC: Sociedad de Ingenieros de Minas. págs. 180–198.
- Pantelidis L. (2009) "Evaluación de la estabilidad de taludes rocosos mediante sistemas de clasificación de macizos rocosos" Int. J.Rock Mech. Min.Sci., 46 (2): 315-325.