Tema 2 Tuneles Anexo - Modelo Geologico - Geotecnico y Ensayos

ANEXO Tema 2

MODELO GEOLGICOGEOTCNICO Y ENSAYOS

1. Consideraciones generales

Proyecto tnel: Mayor complejidad que otras estructuras obra civil Terreno NO BIEN CONOCIDAS Propiedades resistentes y deformaciones Predecir comportamiento terreno para dimensionar el sostenimiento con

coeficiente de seguridad ajustado. - Se necesita modelo geolgicogeotcnico.

- Siempre va a existir cierto grado de incertidumbre.

OBJETIVOS: - Conocer y cuantificar los aspectos ms relevantes que afectan a la obra

- Definir parmetros utilizados para anlisis tensodeformacional.

El modelo geotcnico debe contemplar los siguientes aspectos:

Estratigrafa.

Estructura del macizo rocoso.

Litologa.

Contactos y distribucin de litologas.

Geomorfologa.

Espesor de materiales de recubrimiento.

Posicin y movilidad del agua.

Toda la informacin queda reflejada en el perfil geolgicogeotcnico.

2. Metodologa de investigacin Para conseguir una adecuada investigacin geolgica se deben utilizar los siguientes medios:

Bibliografa.

Cartografa geolgica geotcnica.

Estudio hidrogeolgico.

Levantamiento de discontinuidades.

Clasificaciones geomecnicas.

Tcnicas geofsicas.

Calicatas.

Sondeos.

Ensayos in situ.

Ensayos de laboratorio.

Estas actividades estn encaminadas para la realizacin del perfil geolgico geotcnico. Se pueden establecer 4 fases de investigacin: 1) Cartografa geolgicageotcnica: Trabajos de campo bsicos Muy importantes, ya que condicionan el resto de la campaa de investigacin. 2) Prospecciones de campo : Resto de trabajos de campo Muy importantes, ya que tambin condicionan resto de campaa de Investigacin . Prospecciones, ssmica, sondeos y ensayos in situ. 3) Ensayos de laboratorio. 4) Interpretacin: Trabajo de gabinete Elaboracin del modelo geolgicogeotcnico y caracterizacin geomecnica de la roca matriz, discontinuidades y macizo rocoso.

3. Cartografa geolgica Escala: En funcin del nivel de reconocimiento. La habitual E: 1/1.000 Cartografa afloramientos: Diferenciar afloramientos rocosos del sustrato y depsitos de recubrimiento superficiales. Sustrato rocoso: Evaluar mediante clasificaciones geomecnicas, resistencia de matriz rocosa, grado de meteorizacin. Tectnica y estructura: Definir estratificacin y esquistosidad de terrenos, y discontinuidades existentes en macizo rocoso. Hidrogeologa: Inventario de surgencias de agua.

4. Estaciones geomecnicas - Directamente relacionados con trabajos de cartografa geolgica. - Lugares seleccionados para las estaciones geomecnicas . - Definicin de litotipos y clasificacin geomecnica.

Litotipos: Definicin de diferentes litotipos con caractersticas mecnicas y litologas similares Realizar ensayos de RCS (Francklin, martillo Schmidt). Clasificacin geomecnica : Valorar calidad del macizo rocoso RMR y Q.

5. Estudio de fracturacin Estudio de fracturacin: Levantamiento de discontinuidades estructurales. Planos de discontinuidad: Orientacin, espaciado, continuidad, rugosidad, resistencia a compresin, relleno, agua, etc. - Se establecen las principales familias de diaclasas: Estudio de estereografa.

6. Estudio hidrogeolgico Determinar acuferos que afecten a la excavacin. Nmero y extensin acuferos. Conductividad hidrulica de las formaciones.

7. Tcnicas geofsicas Se utilizan para el estudio de puntos singulares. Segn el problema a investigar, diferentes mtodos: - Mtodos elctricos: SEV y calicatas elctricas

- Mtodos electromagnticos: GEORRADAR.

- Mtodos ssmicos: Ssmica de refraccin y reflexin (profundidades altas).

- Tomografa.

8. Sondeos Apartado ms costoso de la investigacin. Proporcionan informacin muy valiosa: Permite ver el macizo rocoso a la profundidad a la que se sita excavacin. Supervisin por gelogo.

9. Ensayos in situ

Son ms caros que los ensayos de laboratorio.

Ventajas de ensayos in situ.

Dificultad de obtencin de muestras inalteradas (para ensayo en laboratorio).

Efecto escala en macizos rocosos.

Ensayos in situ:

Sobre muestras de testigo.

En el sondeo (presindilatometra, permeabilidad, fracturacin hidrulica).

10. Ensayos de laboratorio.

Se dividen en:

Ensayos de identificacin.

Mecnicos.

Hidrulicos.

Otros.

10.1.- Ensayos de identificacin:

Petrologa.

Mineraloga.

Densidad.

Porosidad altera resistencia, densidad y deformabilidad.

Humedad.

Hinchamiento Materiales expansivos.

Velocidad ssmica f(x) densidad y propiedades elsticas.

10.- Ensayos mecnicos:

Resistencia a compresin uniaxial Ensayo carga puntual y martillo Schmidt.

Resistencia a compresin triaxial.

Resistencia a traccin directa.

Resistencia a traccin indirecta.

Resistencia a corte en discontinuidades.

Etc.

10.3.- Ensayos hidrulicos:

Permeabilidad.

Porosidad.

10.4.- Otros ensayos:

ndice Cerchar (abrasividad).

Coeficiente de Schimazeck (abrasividad).

Velocidad snica Resistencia y deformabilidad.

11.- Ensayos geotcnicos in situ y laboratorio

Ensayos geotcnicos in situ y laboratorio


Point Load Test

ndice de carga puntual Is

S/ Bieniawski: RC = (1824)Is

18 = rocas blandas

24 = rocas duras

Is = P/D2

P = Fuerza de rotura (MN)

D = Distancia entre puntas (m)


Dimetros de las muestras < 100 mm

Dimetro standard = 50 mm

Para Is < 10 Kp/ cm2 ( 1 MN/m2 = 1 MPa), pierde su validez

Prensa Franklin


ndice de rebote

Martillo Schmidt

Ensayos geotcnicos de laboratorio

Traccin indirecta = Ensayo brasileo

Velocidad snica: Utiliza las velocidades de las ondas longitudinales primarias y secundarias (Vp longitudinales y Vs transversales)


ISRM: Sociedad Internacional de Mecnica de Rocas


Ensayo a compresin simple: Carga de rotura y mdulos

estticos de deformabilidad

Ensayo brasileo: Resistencia a traccin de forma indirecta

Ensayo triaxial: ngulo de rozamiento interno y cohesin


Ecuacin de Mohr-Coulomb

= c + tg

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