Ingeniería geotécnica
La clasificación geomecánica RMR, también conocida como clasificación geomecánica de Bieniawski, fue presentada por el Ingeniero Bieniawski en 1973 y modificada sucesivamente en1976, 1979, 1984 y 1989. Permite hacer una clasificación de las rocas 'in situ' y estimar el tiempo de mantenimiento y longitud de un vano. Se utiliza usualmente en la construcción de túneles, de taludes y de cimentaciones. Consta de un índice de calidad RMR (Rock Mass Rating), independiente de la estructura, y de un factor de corrección.
El RMR se obtiene estimando cinco parámetros:2
- la resistencia a compresión simple de la roca,
- el RQD (Rock Quality Designation)
- la separación entre las diaclasas
- su estado
- la presencia de agua freática.
Al resultado de cada uno de los parámetros se le asigna, según las tablas, un valor y se suman todos ellos para obtener el índice de calidad RMR sin correcciones. A este valor se le debe restar un factor de ajuste en función de la orientación de las discontinuidades.
El valor se clasifica en función de la siguiente tabla:3
| RMR | Descripción | Tiempo Medio Sostén | Ángulo Buzamiento |
|---|---|---|---|
| 0 - 20 | Muy pobre | 10 min./0.05 min | < 30º |
| 21 - 40 | Pobre | 5 horas/ 15 min | 30-35º |
| 41 - 60 | Regular | 1 sem. / 3 meses | 35-40º |
| 61 - 80 | Bueno | 6 a 4 meses | 40-45º |
| 81 - 100 | Muy bueno | > 5 meses | 45º |
El factor de corrección, definido cualitativamente, depende de la orientación de las discontinuidades y tiene valores distintos según se aplique a túneles, cimentaciones o taludes.
El índice de RMR se obtiene de restar a los valores obtenidos el factor de ajuste. Este índice puede variar entre 0 y 100 y define cinco clases de roca designadas con números romanos que se corresponden con cinco calidades del macizo rocoso: muy buena, buena, media, mala y muy mala.
La principal ventaja de este método de clasificación es su sencillez y economía.
Correlación[editar]
El RMR está correlacionado empíricamente con el módulo de Young del macizo rocoso (Em), no de la roca intacta (Er):
para RMR > 50
para RMR =< 50
A pesar de que existen estas correlaciones, hay que aclarar que son solamente aproximaciones a los valores reales que exhibe el macizo rocoso.
El sistema de clasificación RMR o Rock Mass Rating fue desarrollado por Z.T. Bieniawski durante los años 1972- 73, y modificado posteriormente en 1976 y 1979, en base a más de 300 casos reales de túneles, cavernas, taludes y cimentaciones. Actualmente se usa la edición de 1989, que coincide sustancialmente con la de 1979.
Para determinar el índice RMR de calidad de la roca se hace uso de los seis parámetros del terreno siguientes:
- La resistencia a compresión simple del material
- El RQD (Rock Quality Designation)
- El espaciamiento de las discontinuidades
- El estado de las discontinuidades
- La presencia de agua
- La orientación de las discontinuidades, según sea para cimentaciones, tuneles o taludes.
El RMR se obtiene como suma de unas puntuaciones que corresponden a los valores de cada uno de los seis parámetros y oscila entre 0 y 100, y que es mayor cuanto mejor es la calidad de la roca. Bieniawski distingue cinco tipos o clases de roca según el valor del RMR:
- CLASE I: RMR>80, Roca muy buena
- CLASE II: 80
- CLASE III: 60
- CLASE IV: 40
- CLASE V: RMR<20 li="" mala="" muy="" roca="">
- CLASE III: 60
En función de la clase obtenida, se puede estabecer una estimación de las características geotécnicas (angulo y cohesión) y de su comportamiente frente a excavaciones.
Descripción del contenido del programa GeoRock 07
Esta clasificación se ha desarrollado a partir de la experiencia en obras realizadas en África del Sur. Su aplicación no tiene apenas limitaciones, excepto en rocas expansivas y fluyentes donde no es aconsejable su uso.Para determinar la calidad del macizo rocoso, se divide éste en dominios estructurales, es decir, en zonas delimitadas por discontinuidades geológicas dentro de las cuales la estructura es prácticamente homogénea. La estructura del macizo comprende el conjunto de fallas, diaclasas, pliegues y demás características geológicas propias de una determinada región. El parámetro que define la clasificación es el denominado índice RMR (Rock Mass Rating), que evalúa la calidad del macizo rocoso a partir de seis parámetros siguientes:
Los resultados obtenidos son: el valor del RMR, clase y descripción del macizo rocoso y la guía para la excavación y sostenimiento de túneles dependiendo del RMR.- Resistencia de la roca intacta- R.Q.D. Rock Quality Designation- Espaciado de las discontinuidades- Condición de las discontinuidades- Condiciones hidrológicas- Ajuste por orientación de las juntas
Pantallas de la clasificación de Bieniawski. Hacer clic en la imagen para verla a tamaño real
Mediante los 6 parámetros indicados, se define la calidad del macizo rocoso mediante la formula:- R.Q.D. Rock Quality Designation (RQD)- Numero de familias de juntas (Jn)- Rugosidad de las juntas (Jr)- Meteorización de las juntas (Ja)- Presencia de agua (Jw)- S.R.F. Stress Reduction Factor (SRF)
Los resultados que se obtienen son: clase de roca, índice de calidad Q, dimensión equivalente, categoría y tipo de sostenimiento, espaciado de los pernos en zonas gunitadas y no gunitadas, así como la longitud de los mismos
Pantallas de la clasificación de Barton. Hacer clic en la imagen para verla a tamaño real
Además de la consideración de los campos tensionales, las aportaciones de Laubscher van dirigidas a los efectos de las voladuras así como a la influencia de la meteorización en los macizos rocosos.
El índice de calidad del macizo rocoso se obtiene como suma de los cinco parámetros siguientes:
Se realizan una serie de ajustes dependiendo de:- R.Q.D. Rock Quality Designation- I.R.S. Resistencia de la roca intacta- Indice del espaciado de las juntas- Estado de las juntas- Flujo de agua
Los resultados obtenidos son: el valor del RMR, clase, subclase y descripción del macizo rocoso y el diseño del sostenimiento dependiendo del RMR.- La meteorización- Tensiones de campo e inducidas- Cambios tensionales debido a la propia explotación- Tipo de excavación y orientación respecto a la estructura geológica- Efecto de las voladuras
Clasificación análoga a la anterior pero solo con cuatro parámetros, el flujo de agua en esta clasificación no existe.
Pantallas de la clasificación de Laubscher. Hacer clic en la imagen para verla a tamaño real
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