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13 de abril de 2020 | por: Comunicación EADIC 2 | 0 comentarios

Clasificaciones geomecánicas de macizos rocosos

Las clasificaciones geomecánicas surgen para establecer, de forma sencilla y simplificada, diferentes grados de calidad del macizo rocoso en función de las propiedades de la matriz rocosa y de las discontinuidades.

Asimismo, permiten establecer unos índices de calidad del macizo rocoso mediante la observación directa de las características de los macizos rocosos y de la realización de ensayos sencillos; índices que se relacionan con las necesidades de sostenimiento para conseguir la estabilidad de la excavación y con parámetros de resistencia y deformabilidad.

Con objeto de que la evaluación del macizo rocoso sea más objetiva, las clasificaciones geomecánicas se basan en la evaluación cuantitativa de una serie de parámetros o factores que permiten establecer un índice numérico que representa la calidad del macizo rocoso.

Macizos rocosos

Figura 1. Aspecto de macizo<< rocoso en galería.

Cabe destacar que la utilización de clasificaciones geomecánicas para el diseño del sostenimiento en excavaciones subterráneas puede ser útil para una etapa previa o de aproximación, pero no es un diseño auténtico del sostenimiento dado que presentan una serie de inconvenientes:

  • No permiten cuantificar los coeficientes de seguridad de los elementos del sostenimiento.
  • No consideran el efecto de las diferentes fases de excavación.
  • No tienen en cuenta el estado tensional natural del terreno.
  • No cuantifican el efecto que una excavación subterránea genera en su entorno (subsidencia, cambios tensionales, etc.).

 

Macizos rocosos

Figura 2. Túnel ferroviario excavado en macizo rocoso.

 

Macizos rocosos

Figura 3. Túnel excavado en macizo rocoso sin sostenimiento.

En la actualidad, las clasificaciones geomecánicas de Bieniawski (RMR) y Barton (Q) son las más utilizadas. La clasificación geomecánica de Bieniawski es la más usada debido a su facilidad y versatilidad, sin embargo, la clasificación geomecánica de Barton, sistema “Q”, presenta un mejor desarrollo en cuanto a los sostenimientos necesarios a aplicar en una excavación subterránea.

No obstante, a lo largo del siglo XX, se han desarrollado muchas clasificaciones geomecánicas, desde las más básicas, en sus orígenes, hasta las más utilizadas hoy en día. Algunas de las clasificaciones geomecánicas más antiguas son:

  • Clasificación geomecánica de Terzaghi.
  • Clasificación geomecánica de Protodyakonov.
  • Clasificación geomecánica de Lauffer.
  • Clasificación geomecánica de Deere. Índice RQD.
  • Clasificación geomecánica de Wickham. Índice RSR.
  • Clasificación geomecánica de Laubscher. Índice MRMR.
  • Clasificación geomecánica de L. González de Vallejo. Índice SRC.

Macizos rocosos

Figura 4. Túnel excavado en macizo rocoso y reforzado con hormigón proyectado y bulones.

Ahora bien, las clasificaciones geomecánicas surgen principalmente para su aplicación en la construcción de túneles y obras subterráneas. Sin embargo, se han desarrollado clasificaciones geomecánicas en otros ámbitos o disciplinas de la geotecnia, destacando, por ejemplo, la clasificación geomecánica de M. Romana, para su aplicación en taludes (Índice SMR), así como para aplicación en presas (Índice DMR) del mismo autor, siendo estas clasificaciones una adaptación de la clasificación geomecánica de Z.T. Bieniawski, a los campos de aplicación anteriormente descritos.

En las siguientes figuras se presentan las recomendaciones de sostenimiento para túneles en función del sistema “Q” (Barton). Además, los parámetros de clasificación y recomendaciones de sostenimiento del sistema “RMR” de 1.989 (Bieniawski).

Macizos rocosos

 

Macizos rocosos

Figura 5. Recomendación de sostenimientos en función del sistema “Q” (NGI, 2.015).

Macizos rocosos

Figura 6. Clasificación geomecánica de Bieniawski. Parámetros de la clasificación (Bieniawski, 1.989).

Macizos rocosos

Figura 7. Recomendación de sostenimiento a partir del índice “RMR”, Bieniawski, 1.989 (González de Vallejo, 2.002).

 

Autor: José Ramón Noguera. Docente del Máster en Geotecnia y Cimentaciones de EADIC

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