Descripción: Manual del usuario para el Software Dips 6.0
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UNIDAD 2. GEOLOGÍA ESTRUCTURAL E INTERPRETACIÓN DE DATOS ESTABILIDAD DE TALUDES Ing. MIC. Jairo Martín Espitia UPTC
Escuela de Ingeniería de Minas
Propiedades de las discontinuidades.
Influencia de las discontinuidades en la estabilidad.
Objetivos de la investigación geológica: Casi todos los estudios de estabilidad de taludes en roca podrían enfocarse a la geol. estructural: Determinar las propiedades de las discontinuidades. Análisis cinemático (influencia de las discontinuidades en la estabilidad).
Dimensiones del talud vs. Longitud de la discontinuidad.
Objetivos de la investigación geológica: En proyectos de infraestructura: Diseños con inclinaciones de talud constante. Para cambios geológicos en el corte del talud (diseño para condición crítica, refuerzo).
Objetivos de la investigación geológica: ¿Cuántas discontinuidades deben ser levantadas para el diseño?: Inspección del terreno (disposición de las estructuras). Lugares donde hay afloramientos y estructura uniforme (al menos 20 brindan información de la orientación). Con un adicional de 50 a 100 mediciones para definir las características principales. Lugares donde gran cantidad de discontinuidades pueden ser levantadas, incluidas fallas y plegamientos, o contactos entre diferentes tipos de rocas (en estos casos varios cientos de datos deben ser levantados en orden de definir las propiedades de cada unidad).
Efectos de las discontinuidades en la estabilidad del talud:
J2
J1
a. Deslizamiento de bloques
b. Alto fracturamiento (Bloques pequeños)
c. Volcamiento de estratos
Udachnaya mine ("udachnaya" meaning lucky) is the largest diamond deposit in Russia. More than 600 m (2006).
Orientación de discontinuidades: El primer paso en la investigación de discontinuidades en un talud, es analizar su orientación, identificar series de discontinuidades, ó discontinuidades singulares (fallas) que puedan formar bloques inestables de roca. Orientación de un plano: Rumbo y buzamiento (Plano): Strike/dip (N30ºE - 50 SE). Buzamiento/Dirección de buzamiento: Dip/Dip direction (50/120).
Orientación de una línea: Inclinación: Plunge. Dirección: Trend.
Toma de datos en campo de las estructuras geológicas:
ANÁLISIS ESTEREOGRÁFICO: Representación de disposiciones estructurales en el espacio interior de una esfera de diámetro cualquiera y debidamente orientada, para resumir toda la información geológica en un plano diametral horizontal. • Definición de las estructuras geológicas predominantes
Campos de aplicación
• Determinación de la dirección de los esfuerzos principales. • Identificación de mecanismos de falla probables y análisis cinemático de bloques inestables. • Cálculo de parámetros de corrección del método RMR de clasificación de macizos rocosos para su aplicación a taludes.
¿TALUDES?
ANÁLISIS ESTEREOGRÁFICO
Rumbo
N
Dir. Buzamiento
N
Rumbo - Buzamiento N30W 40 SW
E
W
S
Red estereográfica meridiana
Rumbo - Buzamiento N30W 40 SW
W
40º
90º
S
Polo
E
Red estereográfica meridiana
Rumbo - Buzamiento N30W 40 SW
E
W
S
Red estereográfica meridiana
Rumbo - Buzamiento N30W 40 SW
E
W
S
Red estereográfica meridiana
Diagrama de frecuencia de polos Diagrama de contornos
Tarea:. - Determinar la inclinación y dirección de inclinación de la línea de intersección, y el ángulo entre los siguientes planos: - 50/080 y
50/160
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE FALLA: Diferentes mecanismos de falla en taludes son asociados con diferentes estructuras geológicas, siendo importante que el diseñador pueda identificarlos desde el principio.
Falla planar
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE FALLA: Diferentes mecanismos de falla en taludes son asociados con diferentes estructuras geológicas, siendo importante que el diseñador pueda identificarlos desde el principio.
Falla en cuña
IDENTIFICACIÓN DE MECANISMOS DE FALLA: Diferentes mecanismos de falla en taludes son asociados con diferentes estructuras geológicas, siendo importante que el diseñador pueda identificarlos desde el principio.
Falla por volcamiento de estratos
ANÁLISIS CINEMÁTICO: Mecanismos de falla Falla planar. Falla en cuña. Falla por volcamiento de estratos. Falla circular (curva). Falla por flexión de estratos. Caídos de roca.
MECANISMOS DE FALLA EN TALUDES EN ROCA: Falla planar.
Condiciones de falla planar. 1. Inclinación del talud debe ser mayor que la inclinación de plano de deslizamiento. E
E
Buzamiento < pendiente
Buzamiento > pendiente
D
D E
E
D
E
E
D
2. Inclinación de la superficie de falla sea mayor que el ángulo de fricción interna a lo largo de la discontinuidad. D!I Circulo de fricción
I
D
3. Tolerancia de 20º en la dirección de inclinación del talud.
Dir. inclin. Talud 20º
20º
210º 195º
175º
155º
RUMBO DE ESTRATIFICACION PERPENDICULAR AL RUMBO DEL TALUD DE CORTE
Análisis de estabilidad de talud en roca a partir de análisis estereográfico y cinemático con el programa DIPS: DATOS GENERALES: • Inclinación de talud final = 45º. • Altura de talud = 25 m. • Macizo rocoso en roca sedimentaria con bajo grado de fracturamiento cuyo comportamiento esta gobernado por la presencia de estructuras geológicas. • Levantamiento de 303 datos estructurales. • Talud a diseñar con orientación: Buzamiento= 45º. Dirección de inclinación = 135º.
Trabajo en clase: Talud 80/135.
Talud: 45/135
Cono de fricción de polos (35º)
Vector de peso Vector normal al plano
Cono de fricción = I
Cono de fricción
Cono de fricción de polos (35º) Envolvente
Zona de falla planar
FUENTE: Suarez J. (1998): Deslizamientos y Estab i-lidad de Taludes en Zonas Tropicales.
Falla por volcamiento.
Inclinación o volteo
Condiciones de falla por volcamiento. 1. Inclinación del talud e inclinación de estratos mayor a 65º.
2. Estratificación tenga buzamiento contrario a la inclinación del talud, pero con rumbos paralelos ó subparalelos en una tolerancia de 30º.
D
E D
E
Cono de variabilidad
Polos en la región de volcamiento
Polos en la región de volcamiento
Falla en cuña. RECTA DE INTERSECCION DE LOS DOS PLANOS
Condiciones de falla en cuña: 1. Los planos de discontinuidad deben salir a la cara del talud. E: Inclinación del talud. D: Inclinación de la línea de intersección. D E
2. E > D. Plano A talud Plano A talud
Plano B
D
E
E: Inclinación del talud. D: Inclinación de la línea de intersección. Dir. línea de intersección de los planos
E D
Plano B
3. D!I Circulo de fricción Plano B
Plano A
talud
I D I
D: Inclinación de la línea de intersección. I: Angulo de fricción interna.
4. Tolerancia de 20º en la dirección de deslizamiento de la cuña respecto a la dirección de inclinación del talud.
Plano B
Plano A
talud
20º 196º
Dir. inclin. Talud
20º 158º
Dir. Inclin. Línea de intersección
Cono de fricción plano
Cono de fricción plano
Zona de falla en cuña
Zona de falla en cuña
Cono de fricción plano
Zona de falla en cuña
UNIDAD 2. GEOLOGÍA ESTRUCTURAL E INTERPRETACIÓN DE DATOS ESTABILIDAD DE TALUDES Ing. MIC. Jairo Martín Espitia UPTC
