UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
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TRABAJO DE CAMPO N°1
Esaú Vargas S.
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TRABAJO DE CAMPO N°1
CURSO:
MECÁNICA DE ROCAS
DOCENTE:
ING. DIANA CALDERÓN CAHUANA
ALUMNOS:
VARGAS SUMARRIVA, Esaú 20094135G
VEGA TORRES, Jean Pierre 20101090J
ALCARRAZ MUCHA, Frank 20102519J
CHAVARRÍA CORMAN, Eder 20101107J
CASTAÑEDA MONZÓN, Alex 20101152E
FECHA:
09/10/2014
2014

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pág. 1
INDICE
1. OBJETIVOS ................................................................................................................... 2
2. FUNDAMENTO TEÓRICO ............................................................................................... 2
2.1 Características de discontinuidades ............................................................................ 4
2.2 Orientación de discontinuidades ................................................................................. 4
2.3 Formas de rotura en taludes rocosos .......................................................................... 5
3. DESCRIPCIÓN DEL CAMPO ............................................................................................ 6
4. PROCEDIMIENTO DE LA TOMA DE DATOS ................................................................... 10
4.1 ORIENTACIÓN DE LAS DISCONSTINUIDADES .............................................................. 10
5. PRESENTACION DE DATOS TOMADOS EN CAMPO ....................................................... 18
5.1 PARAMETROS TOMADOS EN CAMPO PARA LA DETERMINACION DE LOS INDICES GEOMECANICOS DEL MAZICO ROCOSO .......................................................................... 18
5.2 DISCONTINUIDADES TOMADOS EN CAMPO DEL MACIZO ROCOSO............................. 19
6. ANALISIS DE LOS PARAMETROS PARA LA DETERMINACION DE LOS INDICES GEOMECANICOS DEL MAZICO ROCOSO .............................................................................. 24
6.1 DETERMINACION DEL RMR 1989 ............................................................................... 24
6.2 DETERMINACION DEL SMR 1989 ............................................................................... 25
7. ANALISIS DE LAS ORIENTACIONES DE LAS DISCONTINUIDADES TOMADAS EN CAMPO CON EL PROGRAMA DIPS ................................................................................................... 28
8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....................................................................... 30
9. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................ 30

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1. OBJETIVOS
 Clasificar el macizo rocoso de la UNI a través del sistema de macizos rocosos RMR.
 Comprender los manejos básicos del programa DIPS para la clasificación.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO
Desarrollado por Bieniawski, (1989) constituye un sistema de clasificación de macizos rocosos que permite a su vez relacionar índices de calidad con parámetros de diseño y de sostenimiento de túneles. El parámetro que define la clasificación es el denominado índice RMR (ROCK MASS RATING), que indica la calidad del macizo rocoso en cada dominio estructural a partir de los siguientes parámetros:
1.-Resistencia a la compresión simple de la matriz rocosa.
2.-R.Q.D. Grado de fracturación del macizo rocoso.
La calidad de roca R.Q.D se puede determinar:
 Trozos de rocas testigos mayores de 10cm recuperados en sondeos.
 Número total de discontinuidades que interceptan una unidad de volumen (1m3) del macizo rocoso, definido mediante el parámetro Jv.
 Teóricamente a partir de la densidad de las discontinuidades o frecuencia de las discontinuidades (λ) por Hudson, 1989.
El valor obtenido en las formulas A, B o C son comparados con la siguiente tabla:
Asimismo, se puede buscar la valoración para el RQD, a partir del siguiente gráfico:

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3.-Espaciado de las discontinuidades.
4.-Condiciones de las discontinuidades, el cual consiste en considerar los siguientes parámetros:
 Abertura de las caras de la discontinuidad.
 Continuidad o persistencia de la discontinuidad.
 Rugosidad.
 Alteración de la discontinuidad.
 Relleno de las discontinuidades.
5.-Presencia del Agua, en un macizo rocoso, el agua tiene gran influencia sobre su comportamiento, la descripción utilizada para este criterio son: completamente seco, húmedo, agua a presión moderada y agua a presión fuerte.
6.-Orientación de las discontinuidades.
Para obtener el Índice RMR de Bieniawski se realiza lo siguiente:
 Se suma los 5 variables o parámetros calculados, eso da como resultado un valor índice (RMR básico)
 El parámetro 6 que se refiere a la orientación de las discontinuidades respecto a la excavación. El valor del RMR varía entre 0 a 100

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2.1 Características de discontinuidades
 Orientación y número de discontinuidades Orientación y número de discontinuidades
 Frecuencia o espaciado de las juntas (distancia entre dos discontinuidades)
 Grado de apertura o separación (abierto o cerrado)
 Extensión, persistencia, continuidad
 Rugosidad o textura superficial (pulida, lisa o rugosa) y
 relleno (sin o con relleno, tipo de relleno)
2.2 Orientación de discontinuidades
Para la valoración de este parámetro se debe clasificar la roca de acuerdo al rumbo y buzamiento con respecto a la obra civil que se va a ejecutar, esta clasificación se especifica a continuación:
Tabla de clasificación para la determinación de los buzamientos con respecto al efecto relativo con relación al eje de la obra.

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2.3 Formas de rotura en taludes rocosos
 Roturas planas, “plane” según juntas predominantes y/o continuas que buzan hacia el talud.
 Roturas en cuña, “wedge” según dos juntas de diferentes familias cuya intersección buce hacia el talud.
 Roturas por vuelco, “toppling” según una familia de juntas predominantes y/o continuas que buzan contra el talud y cuyo rumbo es casi paralelo al de la cara del talud.
 Roturas globales (tipo suelo) según superficies que pueden desarrollarse parcialmente a lo largo de juntas.

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3. DESCRIPCIÓN DEL CAMPO
La zona de trabajo está ubicada en el cerro de arrastre dentro del campus de la UNI. Cuyas coordenadas aproximadas son 277196.00 E 8670446.00 S UTM zona 18L
El acceso a la zona estudiada es por una carretera escarpada. Que se encuentra tras la facultad de Ingeniería de Minas.
Esta presencia geológica forma parte de las estribaciones de la costa, cuya cadena montañosa divide geográficamente los distritos del Rímac e Independencia.

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Otra característica resaltante es que se puede ver la continuidad hacia el océano en forma de LOMOS, característicos también en Chorrillos.
Podemos apreciar los TALUDES realizados por los trabajos de construccion del lab de la facultad de minas(parte baja) y el talud debido al acceso a las zonas elevadas del cerro.
Este cerro es fuente de aprendizaje a los estudiantes de diversas facultades, tales como su exploración y modelado
TERRENO NATURAL

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MODELADO DEL TERRENO
CONTRUCCION ANTIGUA
MACISO ROCOSO

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Estructura del trabajo, es sobre un talud cuya pendiente es casi vertical.

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Aca se muestra el trabajo realizado hallando las direcciones de los distintos planos y luago a ser procesados por el DIPS
4. PROCEDIMIENTO DE LA TOMA DE DATOS
El material utilizado fue una brújula, tiza y una cinta métrica para la marcación de rumbo y la dirección del buzamiento.
4.1 ORIENTACIÓN DE LAS DISCONSTINUIDADES
Para el caso de las discontinuidades lo más habitual es definirlas mediante el rumbo y la pendiente del plano con la horizontal (buzamiento).
Para realizar la medida del rumbo se coloca la brújula en posición horizontal hasta que el la burbuja en los niveles se encuentren lo suficientemente alineada al centro de cada una, cundo se logre una adecuada posición de la burbuja, se procede a dar lectura a la brújula la cual nos indicara el rumbo de la discontinuidad.

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Para localizar la dirección de buzamiento se traza una línea perpendicular a la línea marcada con la tiza, luego se coloca la brújula apoyada sobre uno de sus bordes este u oeste dependiendo de la posición del lector, sobre la línea perpendicular trazada que nos indica la dirección de buzamiento
En el caso de que la discontinuidad buce hacia fuera (hacia fuera del talud), la medida de la aguja que marca al norte será la dirección de buzamiento de la discontinuidad, en el caso de que la discontinuidad buce hacia el macizo, la dirección de buzamiento vendrá marcada por la aguja que buza al sur.
Finalmente el procedimiento se repite para cada una de las discontinuidades encontradas en el macizo rocoso a estudiar.
RMR
El procedimiento de recoleccion de datos del se dio atravez de uso de las tablas para la designacion de cada uno de los valores que se aplican a la formula final de RMR

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Para ello se realizo tambien el calculo del RQD usando la siguientes formula 푅.푄.퐷=115 – 3.3×퐽푣
El valor obtenido en la formula anterior puede ser comparado con la siguiente tabla:
Índice de Calidad
Calidad
R.Q.D. (%)
0 -25
Muy mala
25 – 50
Mala
50 – 75
Regular
75 – 90
Buena
90 - 100
Excelente.
El parámetro que define la clasificación es el denominado índice RMR ( ROCK MASS RATING ), que indica la calidad del macizo rocoso en cada dominio estructural a partir de los siguientes parámetros:
1. Resistencia a la compresión simple de la roca intacta, es decir de la parte de la roca que no presenta discontinuidades estructurales.
2. R.Q.D. este parámetro se considera de gran interés, para seleccionar el revestimiento de los túneles.
3. Espaciado de las diaclasas o discontinuidades, que es la distancia medida entre los planos de discontinuidad de cada familia.
4. Naturaleza de las Diaclasas el cual consiste en considerar los siguientes parámetros:
 Apertura de las caras de la Discontinuidad.
 Continuidad de las Diaclasas o discontinuidad según su rumbo y buzamiento.
 Rugosidad.
 Dureza de las caras de la Discontinuidad.
 Relleno de las Juntas.
5. Presencia del Agua, en un macizo rocoso diaclasado, el agua tiene gran influencia sobre su comportamiento, la descripción utilizada para este criterio son: completamente seco, húmedo, agua a presión moderada y agua a presión fuerte.
6. Orientación de las discontinuidades.
Para obtener el Índice RMR de Bieniawski se realiza lo siguiente:
Se suma los 5 variables o parámetros calculados, eso da como resultado un valor índice.
El parámetro 6 que se refiere a la orientación de las discontinuidades, esta clasificación considera que este parámetro es desfavorable, por lo tanto, cuando se obtiene este valor índice de la orientación de las discontinuidades, este se les sustrae al valor índice obtenido cuando se

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suma los 5 primeros parámetros, al realizar dicha operación se obtiene el ÍNDICE RMR y se busca ese valor en la tabla que más adelante en la guía se describe.
1ER PARÁMETRO CLASIFICACIÓN POR RESISTENCIAS DE ROCAS SANAS
Índice del ensayo de carga puntual (MPa)
Resistencia a Compresión Simple RCS (MPa)
Puntaje
>10
> 250
15
4-10 Mpa
100 - 250
12
2 - 4 Mpa
50 - 100
7
1 - 2 Mpa
25 - 50
4
--
5 - 25
2
--
1 - 5
1
--
< 1
0
2DO PARÁMETRO PARA CALCULAR EL RMR. CALCULO DE R.Q.D.
El R.Q.D. se calcula como se indicó anteriormente cuando se tiene el valor, se debe buscar el índice para el cálculo del RMR, y para ello se utiliza la siguiente tabla:
R.Q.D. %
Puntaje
90 - 100
100
75 - 90
90
50 -75
13
25 - 50
50
< 25
3
3ER PARÁMETRO PARA CALCULAR EL RMR. ESPACIAMIENTO DE LAS DISCONTINUIDADES.
El espaciamiento de las discontinuidades está clasificada según la tabla que a continuación se expresa:

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Espaciamiento [m]
Puntaje
>2
20
0,6 – 2,0
15
0,2 – 0,6
10
0,06 – 0,2
8
< 0,06
5
4TO PARÁMETRO PARA CALCULAR EL RMR. NATURALEZA DE LAS JUNTAS.
Tabla N° 1 muestra la clasificación según las aberturas de las discontinuidades
GRADO
DESCRIPCIÓN
SEPARACIÓN DE LAS CARAS
RANGO RMR
1
Abierta
> 5mm
0
2
Moderadamente abierta
1 – 5 mm
1
3
Cerrada
0.1 – 1 mm
4
4
Muy cerrada
< 0.1 mm
5
5
No tiene
0
6
Tabla N° 2 muestra la clasificación según la continuidad de las discontinuidades
Grado
Descripción
Continuidad
Rango RMR
1
Muy pequeña
< 1 mts
6
2
Pequeña
1 – 3 mts.
4
3
Media
3 – 10 mts.
2
4
Alta
10 – 20 mts.
1
5
Muy alta
> 20 mts.
0

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Tabla N° 3 muestra la clasificación según la Rugosidad de las discontinuidades
Grado
Descripción
Rango RMR
1
Muy rugosa
6
2
Rugosa
5
3
Ligeramente rugosa
2
4
Suave
1
5
Espejo de falla
0
Tabla N° 4 muestra la clasificación según el relleno de las discontinuidades
Grado
Descripción
Rango RMR
1
Relleno blando > 5 mm
0
2
Relleno blando < 5mm
2
3
Relleno duro > 5mm.
2
4
Relleno duro < 5 mm
4
5
ninguno
6
Tabla N° 5 muestra la clasificación según la meteorización de las discontinuidades
Grado
Descripción
Rango RMR
1
Descompuesta
0
2
Muy meteorizada
1
3
Moderadamente meteorizada
3
4
Ligeramente meteorizada
5
5
No meteorizada
6
Para calcular el Puntaje según la naturaleza de las Discontinuidades se calcula la suma de los RMR obtenidos en las 5 tablas descritas anteriormente.

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5TO PARÁMETRO PARA CALCULAR EL RMR. SEGÚN LA PRESENCIA DEL AGUA.
Para calcular el RMR según la presencia del agua se toma como referencia la tabla que a continuación se especifica.
Tabla para obtener el rango RMR según el parámetro de la presencia del agua
Grado
Descripción
Rango RMR
1
Completamente seco
15
2
Semi húmedo
10
3
húmedo
7
4
Mojado
4
5
Flujo de agua
0
6TO PARÁMETRO PARA CALCULAR EL RMR. SEGÚN LA ORIENTACIÓN DE LAS DISCONTINUIDADES (Rumbo y Buzamiento).
Para calcular este Rango RMR se debe clasificar la roca de acuerdo al rumbo y buzamiento con respecto a la obra civil que se va a ejecutar, esta clasificación se especifica a continuación:
Tabla de clasificación para la determinación de los buzamientos con respecto al efecto relativo con relación al eje de la obra.
Rumbo Perpendicular al Eje de la
obra
Rumbo Paralelo al
Buzamiento
Eje de la obra
0 -20°
Dirección según
Dirección contra
Independiente
buzamiento
buzamiento
del Rumbo.
Buzam
Buzam
Buzam
Buzam
Buzam
Buzam
45° - 90°
20° - 45°
45° - 90°
20° - 45°
45° - 90°
20° – 45°
Muy
favorable
regular
desfavorable
Muy
Regular
desfavorable
favorable
desfavorable
Cuando se tiene la calificación del rumbo y buzamiento de la roca con respecto al eje de la obra, se procede a calcular con ese calificativo, el Rango RMR, dependiendo del tipo de obra civil a ejecutar.

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Tabla N° 1 Rango RMR para obras de tipo Túneles y Minas.
Calificativo
Rango RMR
Muy favorable
0
Favorable
-2
Regular
-5
Desfavorable
-10
Muy desfavorable
-12
Tabla N° 2 Rango RMR para obras de tipo Fundaciones.
Calificativo
Rango RMR
Muy favorable
0
Favorable
-2
Regular
-7
Desfavorable
-15
Muy desfavorable
-25
Tabla N° 3 Rango RMR para obras de tipo Taludes.
Calificativo
Rango RMR
Muy favorable
0
Favorable
-5
Regular
-25
Desfavorable
-50
Muy desfavorable
-60
Este puntaje 6 se le debe restar a la suma de los otros 5 puntajes descritos anteriormente y el resultado es el ÍNDICE RMR general del macizo rocoso.
Al obtener ese índice de RMR, se busca en la tabla que a continuación se especifica.

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Calidad del macizo rocoso con relación al Índice RMR
CLASE
CALIDAD
VALORACIÓN RMR
COHESIÓN
ÁNGULO DE ROZAMIENTO
I
Muy buena
100-81
4 Kg/cm2
> 45º
II
Buena
80-61
3– 4 Kg/cm2
35º - 45º
III
Media
60-41
2– 3 Kg/cm2
25º - 35º
IV
Mala
40-21
1– 2 Kg/cm2
15º- 25º
V
Muy mala
< 20
< 1 Kg/cm2
<15º
5. PRESENTACIÓN DE DATOS TOMADOS EN CAMPO
5.1 PARÁMETROS TOMADOS EN CAMPO PARA LA DETERMINACIÓN DE LOS ÍNDICES GEOMECÁNICOS DEL MAZICO ROCOSO 1 Resistencia del Material de roca intacta Índice de Resistencia a la carga puntual (Mpa) Resistencia Compresiva Uniaxial (Mpa) 60 2 Calidad del Testigo de Perforación 20 RQD (%) 3 Espaciamiento de discontinuidades (m) 0.15 4 Condición de las disconti- nuidades Longitud de la disconti- nuidad (m) 0.5 Separación (mm) 2 Rugosidad ligeramente Relleno (mm) ninguno blando Meteorización moderadamente 5 Agua Sub- terranea Condiciones Generales completamente seco

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5.2 DISCONTINUIDADES TOMADOS EN CAMPO DEL MACIZO ROCOSO
Discontinuidades tomadas de 0 a 5 metros (primer tramo) N°Punto Buzamiento Direc. Buzamiento 1 56 320 2 59 318 3 71 324 4 65 293 5 70 295 6 86 288 7 62 272 8 50 322 9 85 255 10 85 313 11 90 323 12 63 304 13 56 314 14 78 240 15 63 290 16 46 300 17 48 292 18 25 302 19 32 302 20 51 300 21 54 299 22 49 295

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Discontinuidades tomadas de 5 a 10 metros (segundo tramo) N°Punto Buzamiento Direc. Buzamiento 1 52 294 2 47 291 3 45 305 4 51 299 5 78 231 6 48 224 7 53 302 8 61 220 9 49 324 10 55 323 11 82 352 12 75 212 13 45 309 14 86 224 15 58 226 16 50 237 17 70 234 18 89 155 19 62 286 20 59 289 21 55 295 22 74 344 23 56 291 24 74 333 25 79 350

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Discontinuidades tomadas de 10 a 15 metros (tercer tramo) N°Punto Buzamiento Direc. Buzamiento 1 51 296 2 43 303 3 55 307 4 64 295 5 65 291 6 63 318 7 65 292 8 89 334 9 65 299 10 55 318 11 61 288 12 90 240 13 65 276 14 90 15 15 88 339 16 49 327 17 44 340 18 42 322 19 90 248 20 90 15 21 35 311 22 85 2 23 74 358 24 89 330

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Discontinuidades tomadas de 15 a 20 metros (cuarto tramo) N°Punto Buzamiento Direc. Buzamiento 1 37 272 2 84 198 3 64 307 4 47 316 5 39 323 6 38 318 7 44 333 8 42 326 9 43 330 10 41 332 11 45 320 12 46 323 13 46 324 14 52 323 15 44 325 16 51 320 17 44 322 18 76 334 19 54 293 20 70 342

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Discontinuidades tomadas de 20 a 25 metros (quinto tramo) N°Punto Buzamiento Direc. Buzamiento 1 30 320 2 30 315 3 30 320 4 30 310 5 32 315 6 85 285 7 45 313 8 56 298 9 30 320 10 46 313 11 30 325 12 30 315 13 45 315 14 58 285 15 40 320 16 30 315 17 60 230 18 35 304 19 75 350 20 80 145 21 45 306 22 80 135 23 80 135 24 80 135 25 80 130

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6. ANÁLISIS DE LOS PARÁMETROS PARA LA DETERMINACIÓN DE LOS ÍNDICES GEOMECÁNICOS DEL MAZICO ROCOSO
6.1 DETERMINACION DEL RMR 1989
A. PARAMETROS DE CLASIFICACION 1 Resistencia del Material de roca intacta Índice de Resistencia a la carga puntual (Mpa) Resistencia Compresiva Uniaxial (Mpa) 40 2 Calidad del Testigo de Perforación 30 RQD (%) 3 Espaciamiento de discontinuidades (m) 0.15 4 Condición de las disconti- nuidades Longitud de la disconti- nuidad (m) 0.5 Separación (mm) 0.5 Rugosidad ligeramente Relleno (mm) ninguno blando Meteorización moderadamente 5 Agua Sub- terranea Condiciones Generales completamente seco
De la cual de los parámetros presentados obtenemos el RMR básico:
RMR BASICO = 53 26 80 130 27 64 317 28 89 135 29 55 285 30 46 208

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B. AJUSTE POR ORIENTACION DE LAS DISCONTINUIDADES 6 Aplicación de Ingeniería Rumbo y buzamiento de las discontinuidades TALUDES REGULAR
RMR FINAL = 33
C. CLASE DEL MACIZO ROCOSO
*
Clase N°
IV
*
Descripción
Roca mala
*
Tiempo promedio de permanencia sin sost.
10 HORAS PARA 2.5m DE ABERT.
*
Cohesión del macizo rocoso (kPa)
100 - 200
*
Angulo de fricción del macizo rocoso (°)
15 - 25
6.2 DETERMINACION DEL SMR 1989
Se determinara con la siguiente expresión para realizar el ajuste por orientación de discontinuidades.
Aplicación: Corte de talud
 Dirección estimada del talud en estudio: N40ºE
 Buzamiento estimado del talud en estudio: 72º
Con la ayuda del Dips encontramos la orientación de la familia principal de discontinuidades del macizo rocoso y el ángulo de intersección de los direcciones entre el talud y la familia principal de discontinuidades.
 Dirección de buzamiento la discontinuidad en estudio: 320º
 Buzamiento de la discontinuidad en estudio: 44º

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Figura 4.1. Determinación de familia principal de discontinuidades
. Figura 4.2. Determinación del ángulo de intercepción entre la orientación de la familia principal y la dirección del talud.

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CÁLCULO DEL SMR Funciones continuas según Tomás-2007 Localización: A = Ángulo entre la dirección de buzamiento del talud y de la discontinuidad. B = Ángulo de buzamiento de la discontinuidad. C = Ángulo de buzamiento de la junta menos el del talud. DATOS Ängulos F1 A = 83 0.15 F2 B = 44 0.91 F3 - Planar F3 - Vuelco C = -28 -59.32 -0.20 F1*F2*F3 = -8.20 -0.03 F4 = 0 RMRb = 53 RESULTADOS PLANAR VUELCO SMR = 44.8 53.0

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7. ANALISIS DE LAS ORIENTACIONES DE LAS DISCONTINUIDADES TOMADAS EN CAMPO CON EL PROGRAMA DIPS
 Ingreso de datos al software de Dips
 Luego procedemos a plotear los polos de dichas discontinuidades.
Figura 4.3. Diagrama de frecuencias de polos

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Figura 4.4. Diagrama de contornos
 Determinación de la orientación de la familia principal de discontinuidades
Figura 4.5. Orientación de la familia principal de discontinuidades.

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8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
 Algunos errores observados para la toma de datos están dados por la linealidad en el trazo de la referencia en conjunto con la brújula.
 Otro error observado es la perpendicularidad con la que se traza a supuesta dirección del buzamiento.
 Del macizo rocoso se concluye que no tiene la calidad suficiente para obras de cimentación ni presenta estabilidad para tenerlo como un talud de terreno natural.
9. BIBLIOGRAFÍA
Bieniawski, Z.T. (1989). Engineering Rock Mass Classifications. John Wiley & Sons
Hoek, E. and Brown, E. T. (1980). Underground Excavation in Rock. Stephen Austin and Sons Ltd.,Hertford, England.
Gonzáles de Vallejo, L., Ferrer, M., Ortuño, L., y Oteo, C. (2004) Ingeniería Geológica. Pearson Educación.