El criterio de deslizamiento (discontinuidad) es una herramienta para estimar fácilmente las propiedades de resistencia al corte de una discontinuidad en un macizo rocoso basado en la caracterización visual y táctil (es decir, por sensación) de la discontinuidad . [1] [2] [3] [4] La resistencia al cortante de una discontinuidad es importante, por ejemplo, en la ingeniería de túneles , cimientos o taludes , pero también la estabilidad de los taludes naturales a menudo se rige por la resistencia al cortante a lo largo de las discontinuidades.
El ángulo de deslizamiento se basa en la facilidad con la que un bloque de material rocoso puede moverse sobre una discontinuidad y, por lo tanto, es comparable al ángulo de inclinación determinado con la prueba de inclinación , pero a mayor escala. El criterio de deslizamiento ha sido desarrollado para tensiones que ocurrirían en pendientes entre 2 y 25 metros (6,6 y 82,0 pies), por lo tanto, en el orden de un máximo de 0,6 megapascales (87 psi). El criterio de deslizamiento se basa en análisis retrospectivos de la inestabilidad de la pendiente y en trabajos anteriores de ISRM [5] y Laubscher. [6] El criterio de deslizamiento es parte de la Clasificación de probabilidad de estabilidad de taludes (SSPC)[3] sistema para análisis de estabilidad de taludes.
caracterización | factor | ||
---|---|---|---|
Rugosidad a gran escala ( Rl ) | ondulado | 1,00 | |
ligeramente ondulado | 0,95 | ||
curvo | 0,85 | ||
ligeramente curvado | 0,80 | ||
derecho | 0,75 | ||
Rugosidad pequeña escala ( Rs ) | áspero escalonado / irregular | 0,95 | |
suave escalonado | 0,90 | ||
pulido escalonado | 0,85 | ||
áspero ondulado | 0,80 | ||
ondulado suave | 0,75 | ||
ondulado pulido | 0,70 | ||
plano rugoso | 0,65 | ||
plano liso | 0,60 | ||
plano pulido | 0,55 | ||
Material de relleno ( Im ) | relleno cementado / cementado | 1.07 | |
sin relleno - solo tinción de la superficie | 1,00 | ||
material que no se ablanda ni se corta, por ejemplo, sin arcilla, talco | grueso | 0,95 | |
medio | 0,90 | ||
multa | 0,85 | ||
material suavizante y cizallado suave, por ejemplo, arcilla, talco | grueso | 0,75 | |
medio | 0,65 | ||
multa | 0,55 | ||
gubia | 0,42 | ||
gubia> irregularidades | 0,17 | ||
material que fluye | 0,05 | ||
Karst ( Ka ) | ninguno | 1,00 | |
karst | 0,92 |
Ángulo de deslizamiento
El ángulo de deslizamiento se calcula de la siguiente manera:
- donde el ángulo de deslizamiento está en grados, y
- Rl = rugosidad a gran escala
- Rs = rugosidad a pequeña escala
- Im = material de relleno en la discontinuidad
- Ka = karst; presencia de características kársticas (solución) a lo largo de la discontinuidad
(Los valores de los parámetros se enumeran en la tabla 1 y se explican a continuación)
Rugosidad a gran escala ( Rl )
La rugosidad a gran escala ( Rl ) se basa en la comparación visual de la traza (con una longitud de aproximadamente 1 m) o la superficie (con un área de aproximadamente 1 x 1 m 2 de una discontinuidad con los gráficos de ejemplo en la figura 1. Esto resulta en un término descriptivo: ondulado, ligeramente ondulado, curvado, ligeramente curvado o recto . El factor correspondiente para Rl se enumera en la tabla 1.
La rugosidad a gran escala (Rl) contribuye solo a la fricción a lo largo de la discontinuidad cuando las paredes en ambos lados de la discontinuidad son adecuadas, es decir, las asperezas en ambos muros de discontinuidad coinciden Si la discontinuidad no es adecuada, el factor Rl = 0,75.
Rugosidad pequeña escala ( Rs )
La rugosidad a pequeña escala ( Rs ) se establece visual y táctil (al sentir). El primer término rugoso , liso o pulido se establece sintiendo la superficie de la discontinuidad ; áspero duele cuando los dedos se mueven sobre la superficie con algo (poca) fuerza, suave se siente que hay resistencia en los dedos, mientras que pulido da una sensación similar a la superficie del vidrio.
El segundo término se establece visualmente. La traza (con una longitud de aproximadamente 0,2 m) o la superficie (con un área de aproximadamente 0,2 x 0,2 m 2 de una discontinuidad se compara con los gráficos de ejemplo en la figura 2; esto da escalonados , ondulados o planos . Los dos términos de visual y táctil dan un término combinado y el factor correspondiente se enumera en la tabla 1.
La parte visual de la pequeña escala de rugosidad (Rs) contribuye solo a la fricción a lo largo de la discontinuidad si las paredes en ambos lados de la discontinuidad se ajustan , es decir, el Las asperezas en ambas paredes de discontinuidad coinciden. Si la discontinuidad no es adecuada, la parte visual de la rugosidad a pequeña escala (Rs) debe tomarse como plana para el cálculo del ángulo de deslizamiento y , por lo tanto, la rugosidad a pequeña escala (Rs). solo puede ser plano rugoso, plano liso o plano pulido .
Relleno en discontinuidad ( Im )
El material de relleno en una discontinuidad a menudo tiene una influencia marcada en las características de corte. Las diferentes opciones para el material de relleno se enumeran en la tabla 1 y, a continuación, se incluye una breve explicación de cada opción.
Discontinuidad cementada o relleno cementado
Una discontinuidad cementada o una discontinuidad con relleno cementado tiene mayor resistencia al corte que una discontinuidad no cementada si el cemento o relleno cementado está adherido a ambas paredes de discontinuidad. Tenga en cuenta que los límites de cemento y cemento que son más fuertes que la roca intacta circundante dejan de ser un plano mecánico de debilidad y, por lo tanto, el "ángulo de deslizamiento" no tiene validez.
Sin relleno
Sin relleno describe una discontinuidad que puede tener paredes revestidas pero ningún otro relleno.
Relleno no suavizante
El material de relleno no ablandante es un material que no cambia en las características de corte bajo la influencia del agua ni bajo la influencia del desplazamiento de corte. El material puede romperse pero no se producirá ningún efecto engrasador. Las partículas de material pueden rodar, pero se considera que esto tiene una influencia menor porque, después de pequeños desplazamientos, las partículas de material generalmente seguirán siendo muy angulares. Esto se subdivide además en grueso , medio y fino para el tamaño de los granos en el material de relleno o el tamaño de los granos o minerales en la pared de discontinuidad. El más grande de los dos debe usarse para la descripción. El grosor del relleno puede ser muy delgado, a veces no más que una capa de polvo.
Relleno suavizante
El material de relleno ablandado, bajo la influencia del agua o los desplazamientos, alcanzará una resistencia al corte más baja y actuará como un agente lubricante. Esto se subdivide además en grueso , medio y fino para el tamaño de los granos en el material de relleno o el tamaño de los granos o minerales en la pared de discontinuidad. El más grande de los dos debe usarse para la descripción. El grosor del relleno puede ser muy delgado, a veces no más que una capa de polvo.
Relleno de gubia
Relleno ranurado significa una capa relativamente gruesa y continua de material de relleno, que consiste principalmente en arcilla pero que puede contener fragmentos de roca. El material arcilloso envuelve los fragmentos de roca en la arcilla total o parcialmente, de modo que estos no estén en contacto con ambas paredes de discontinuidad. Se realiza una subdivisión entre menos gruesa y más gruesa que la amplitud de la rugosidad de las paredes de discontinuidad. Si el espesor es menor que la amplitud de la rugosidad, la resistencia al corte será influenciada por el material de la pared y las paredes discontinuas estarán en contacto después de un cierto desplazamiento. Si el relleno es más grueso que la amplitud, la fricción de la discontinuidad está totalmente gobernada por el relleno.
Relleno de material fluido
El relleno muy débil y no compactado en discontinuidades fluye de las discontinuidades por su propio peso o como consecuencia de una fuerza de activación muy pequeña (como presión de agua, vibraciones debido al tráfico o el proceso de excavación, etc.).
Karst ( Ka )
La presencia de características de solución ( karst ) a lo largo de la discontinuidad.
Ver también
Referencias
- ^ Hack, HRGK; Price, DG (25 a 29 de septiembre de 1995). Fujii, T. (ed.). Determinación de la fricción por discontinuidad por clasificación del macizo rocoso (PDF) . Actas del 8º congreso de la Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas ( ISRM ). 3 . Tokio, Japón: Balkema, Rotterdam, Taylor & Francis . págs. 23-27. ISBN 978-90-5410-576-3.
- ^ Hack, R. (1998) [1ª edición; 2ª edición 1998]. Clasificación de probabilidad de estabilidad de taludes (SSPC) (PDF) . Publicación del ITC 43. Universidad Técnica Universidad de Delft y Twente - Instituto Internacional de Estudios Aeroespaciales y Ciencias de la Tierra ( ITC Enschede ), Países Bajos. pag. 258. ISBN 978-90-6164-154-4.
- ^ a b Hack, R .; Precio, D .; Rengers, N. (2003). "Un nuevo enfoque para la estabilidad de taludes rocosos - una clasificación de probabilidad (SSPC)". Boletín de Ingeniería Geología y Medio Ambiente . 62 (2): 167–184. doi : 10.1007 / s10064-002-0155-4 .
- ^ Precio, DG (2008). De Freitas, MH (ed.). Geología de la ingeniería: principios y práctica . Springer . pag. 450. ISBN 978-3-540-29249-4.
- ^ ISRM (2007). Ulusay, R .; Hudson, JA (eds.). The Blue Book - Los métodos completos sugeridos por ISRM para la caracterización, prueba y monitoreo de rocas: 1974-2006 . Ankara: ISRM e ISRM Grupo Nacional Turco. pag. 628. ISBN 978-975-93675-4-1.
- ^ Laubscher, DH (1990). "Un sistema de clasificación geomecánica para la calificación de la masa rocosa en el diseño de la mina". Revista Instituto Sudafricano de Minería y Metalurgia . 90 (10): 257–273. ISSN 0038-223X .
Otras lecturas
- Andrade, PS; Saraiva, AA (2008). "Estimación del coeficiente de rugosidad conjunta de discontinuidades encontradas en rocas metamórficas". Boletín de Ingeniería Geología y Medio Ambiente . 67 (3): 425–434. doi : 10.1007 / s10064-008-0151-4 . hdl : 10316/7611 .
- Filipello, A .; Giuliani, A .; Mandrone, G. (2010). "Análisis de susceptibilidad a fallas de taludes rocosos: desde mediciones de teledetección hasta módulos ráster del sistema de información geográfica" . Revista Estadounidense de Ciencias Ambientales . 6 (6): 489–494. doi : 10.3844 / ajessp.2010.489.494 .
- AJ, Geertsema (2003). La resistencia al corte de las juntas de roca con especial referencia a los cimientos de presas; Tesis de Doctorado . Facultad de Ciencias Naturales y Agrícolas, Facultad de Ciencias Físicas, Departamento de Geología, Universidad de Pretoria, Sudáfrica. urna: etd-09252008-170958.
- Huisman, M .; Hack, HRGK; Nieuwenhuis, JD (2004). Schubert, W. (ed.). Degradación observada del macizo rocoso y la resultante inestabilidad de la pendiente . Ingeniería de rocas: teoría y práctica. EUROCK 2004 y 53º Coloquio de Geomecánica. Salzburgo, Austria: Verlag Glückauf, Essen, Alemania. págs. 449–452. ISBN 3-7739-5995-8.