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CLASIFICACION SRC
La clasificación geomecanica SRC (Gonzales de Vallejo, 1985 y 2003) se basa en la RMR y se
diferencia de esta por considerar el estado tensional del macizo rocoso, las condiciones
constructivas del túnel y la utilización de datos de afloramientos. Los parámetros que
intervienen son los siguientes:
Resistencia de la matriz rocosa.
Espaciado de las discontinuidades o RQD.
Condiciones de las discontinuidades.
Filtraciones.
Estado tensional, definido por los siguientes factores:
Factor de competencia, Fc
Accidentes tectónicos: se consideran cuando estén presentes en el
área fallas o accidentes tectónicos importantes
Factor de relajación tensional: cociente entre la edad (en años x 10-3
)
del último plegamiento principal que ha afectado a la región (orogenia
alpina o hercinica) y el máximo espesor de recubrimientos a lo largo de
su historia geológica (en metros). Este factor se estima a partir de
datos geológicos regionales.
Actividad sísmica: se considera cuando la zona es de sismicidad alta.
CLASIFICACIÓN DE ROCAS DE TERZAGHI
En 1946, Terzagui propuso un sistema de clasificación de roca orientado al cálculo
que deben soportar arcos de acero en túneles. Tuvo como base la experiencia
captada en la ejecución de túneles ferrocarrileros en los Alpes. Describió varios
tipos de roca y fijó escalas según las diferentes condiciones del terreno.
Terzagui en su artículo original describió los siguientes términos:
1. Roca Intacta: no tiene discontinuidades ni fracturas. Por lo que si se rompe lo
hace a través de la roca sana. Debido al daño que se causa a la roca con el uso
de explosivos, pueden caer del techo.
2. Roca Estratificada: esta constituida por capas unitarias con poca o ninguna
resistencia a ala separación a lo largo del plano limítrofe entre estratos. La capa
puede haberse debilitado o no debido a fracturas transversales. Los
desprendimientos son comunes en este tipo de roca.
3. Roca Medianamente Fisurada: tiene fisuras y ramaleos pero los bloques entre
las juntas están soldados o íntimamente embonados que las paredes verticales
no necesitan refuerzo. En rocas de este tipo, se puede encontrar a la vez
desprendimientos y chasquido.
4. Roca Agrietada en Bloques: es una roca químicamente inalterada o casi
inalterada, cuyos fragmentos se encuentran casi totalmente separados unos de
otros y no embonan. Este tipo de roca puede necesitar además laterales en las
paredes.
5. Roca Triturada: pero químicamente sana tiene la apariencia de ser un producto
de trituradora. Si los fragmentos, en su mayoría o todos, son del tamaño de
arena y no ha habido recementación, la roca triturada que esta abajo del nivel de
aguas freáticas tiene la propiedad de una arena saturada.
6. Roca Comprimida: avanza lentamente en el túnel sin aumento perceptible de
volumen. Un prerrequisito de compresión es un porcentaje elevado de partículas
microscópicas o sub-microscópicas de micas o de minerales arcillosos de poca
expansibilidad.
7. Roca Expansiva: avanza básicamente en el túnel a su propia expansión. La
capacidad de esponjamiento parece estar limitada a las rocas que contienen
minerales arcillosos como la montmorillonita, con una alta capacidad de
expandirse.
La AFTES (Asociación Francésa de Trabajos en Subterráneo, 1988) propone aplicar la metodología del “sólido de cargas” solamente hasta tanto la cobertura del túnel sea inferior a 2.5 veces el ancho (b) del “sólido de cargas” y, en cuanto a la evaluación de la altura (Hp) de tal “sólido de cargas”, propone que esta sea igual a la cobertura (H) del túnel hasta tanto esta sea inferior al ancho (b) del “sólido de cargas”, luego para coberturas (b<H<2.5b) intermedias, propone calcular (Hp) en función de las dimensiones de la sección de excavación (ancho B y altura Ht) y de las características geomecánicas, cohesión (c) y ángulo de fricción (φ), de los terrenos en que se realiza la excavación.
Esta diferenciación parte de la constatación del hecho que cuando las coberturas son muy limitadas, es improbable que se desarrolle el fenómeno conocido como “efecto arco” según el cual, debido a la fricción y consecuente resistencia al corte entre las partículas constituyente el medio suprayacente al túnel y a consecuencia del inevitable asentamiento del terreno en el techo de la excavación, se produce el autosostenimiento del terreno suprayacente a una superficie arqueada, cuya forma y distancia del techo de la excavación varían en función de la geometría del problema, de las características geotécnicas de los terrenos y del procedimiento constructivo empleado. Terzaghi (1946) había propuesto no tomar en cuenta la posibilidad de un “efecto arco” hasta coberturas inferiores a 1.5 veces (B+Ht): una hipótesis esta que por lo general resulta ser algo mas conservadora de la que luego ha sido propuesta, como se ha comentado antes, por la AFTES.
CLASIFICACIÓN RSR
Wickham, Tiedemann y Skinner (1974) propusieron un método cuantitativo para describir la
calidad de la masa rocosa y seleccionar el sostenimiento necesario. En este sistema la roca se
determina por un valor numérico variable entre 0 y 100, que se deduce de la sumatoria de tres
parámetros ponderados (RSR=A+B+C). La principal contribución del concepto RSR fue
introducir un sistema de clasificación de las masas rocosas basado en la ponderación de
diversos factores y permitir además cuantificar la importancia relativa de cada factor
considerado en el sistema de clasificación.
Los factores considerados fueron:
Geológicos:
Tipo de roca.
Sistemas de fracturas (espaciamiento).
Orientación de las fracturas (rumbo y buzamiento).
Tipo de discontinuidades.
Fallas principales, pliegues y/o cizallamientos.
Propiedades de la roca.
Intemperismo o alteración.
Construcción:
Dimensión del túnel.
Orientación.
Método de excavación.
Todos estos factores fueron agrupados en tres parámetros básicos A, B, C.
Parámetro A: Consideración general de la estructura rocosa.
TIPO DE
TERRENO
ESTRUCTURA
Masiva Ligeram.
fallada
Moderadam.
fallada
Intensam.
fallada
Igneo 30 26 15 10
Sedimentario 24 20 12 8
Metamórfico 27 22 14 9
Parámetro B: Efecto de las familias de discontinuidades respecto a la dirección de
avance del túnel.
SEPARACION
MEDIA ENTRE
DIACLASAS
(m).
RUMBO PERPENDICULAR AL EJE RUMBO PARALELO AL
EJE
Buzando en la
misma dirección
Buzando en
dirección
contraria
1 2 3 2 3 1 2 3
<0.15 14 17 20 16 18 14 15 12
0.15-0.30 24 26 30 20 24 24 24 20
0.30-0.60 32 34 38 27 30 32 30 25
0.60-1.20 40 42 44 36 39 40 37 30
>1.20 45 48 50 42 45 45 42 36
1=20°
2=20° - 50°
3=50° - 90°
Parámetro C: Efecto del agua subterránea y las condiciones de las
discontinuidades.
AFLUENCIA DE AGUA
PREVISTA
SUMA DE PARAMETROS A + B
20-45 46-80
Estado de las discontinuidades
Lt/min/mt 1 2 3 1 2 3
Nula 18 15 10 20 18 14
Ligera < 2.5 17 12 7 19 15 10
Media 2.5 – 12.5 12 9 6 18 12 8
Alta 12.5 8 6 5 14 10 6
Cerradas o cementadas
Ligeramente alteradas
Abiertas o muy alteradas