Clasificaciones geomecánicas de macizos rocosos

Las clasificaciones geomecánicas parecen establecer, de manera simple y simplificada, diferentes grados de calidad del macizo rocoso según las propiedades de la matriz rocosa y las discontinuidades.

Las clasificaciones geomecánicas permiten establecer índices de calidad del macizo rocoso mediante la observación directa de las características del macizo rocoso y la realización de pruebas sencillas; Los índices que se relacionan con las necesidades de apoyo para lograr la estabilidad de excavación y los parámetros de resistencia y deformabilidad.

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

Clasificaciones Geomecanicas de Macizos Rocosos 1
Figura 1. Aspecto del macizo rocoso en galería.

Cabe señalar que el uso de clasificaciones geomecánicas para dimensionar soportes en excavaciones subterráneas puede ser útil para un paso preliminar o de aproximación, pero este no es un diseño de soporte auténtico ya que tienen una serie de desventajas:

  • No permiten cuantificar los factores de seguridad de los elementos de soporte.
  • No tienen en cuenta el efecto de las diferentes fases de excavación.
  • No tienen en cuenta el estado natural de estrés en el campo.
  • No cuantifican el efecto que tiene una excavación subterránea sobre su entorno (hundimientos, cambios de tensión, etc.).
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Figura 2. Túnel ferroviario excavado en macizo rocoso.
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Figura 3. Túnel excavado en un macizo rocoso sin apoyo.

Actualmente, las clasificaciones geomecánicas de bieniawski (RMR) y Barton (Q) son los más utilizados. La clasificación geomecánica de bieniawski Es el más utilizado porque es más fácil de usar y más versátil, sin embargo, la clasificación geomecánica de Barton, Sistema “Q”, presenta un mejor desarrollo en cuanto a los apoyos necesarios a aplicar en una excavación subterránea.

Sin embargo, a lo largo del siglo XX se desarrollaron muchas clasificaciones geomecánicas, desde las más básicas en sus orígenes hasta las más utilizadas en la actualidad. Algunas de las antiguas clasificaciones geomecánicas 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.
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Figura 4. Túnel excavado en macizo rocoso y reforzado con hormigón proyectado y tornillos.

Las clasificaciones geomecánicas surgen principalmente de su aplicación en la construcción de túneles y obras subterráneas. Sin embargo, se han desarrollado clasificaciones geomecánicas en otros campos o disciplinas de la geotecnia, destacando, por ejemplo, la clasificación geomecánica de señor romano, para su aplicación en taludes (índice SMR), así como para su aplicación en presas (índice DMR) del mismo autor, siendo estas clasificaciones una adaptación de la clasificación geomecánica de ZT Bieniawski, a los campos de aplicación descritos anteriormente.

Las siguientes figuras muestran las recomendaciones de servicio para túneles basados ​​en el sistema «Q» (Barton), así como los parámetros de clasificación y las recomendaciones de sostenibilidad del sistema «RMR» de 1989 (bieniawski)

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Clasificaciones Geomecanicas de Macizos Rocosos 6 e1618973477346
Figura 5. Recomendación de mantenimiento basada en el sistema “Q” (NGI, 2015).

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Figura 6. Clasificación geomecánica de Bieniawski. Parámetros de clasificación (Bieniawski, 1989).
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Figura 7. Recomendación de sostenibilidad basada en el índice “RMR”, Bieniawski, 1989 (González de Vallejo, 2002).

Autor: José Ramón Noguera, Profesor del Máster en Geotecnia y Fundacioness de la EADIC.

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