Medios De Roca Continuos Y Discontinuos

Materiales de roca continuos y discontinuos El factor más importante a considerar para el diseño es el grado relativo de unión y bloqueo de la estructura de la masa de roca. Esto puede expresarse por la continuidad del terreno expresada por un factor de continuidad:

CF indica el número de bloques que se producen a lo largo del techo o la pared del túnel. El factor de continuidad para diferentes tamaños de aberturas subterráneas pero para la misma masa de roca se ilustra en la Figura 5.4. La figura indica que una masa de roca articulada actuará de manera diferente en excavaciones subterráneas de varios tamaños: 1) El pozo de 0,5 m de diámetro está situado dentro del bloque de roca, y el comportamiento es influenciado principalmente por las propiedades intactas de la roca. El problema se puede analizar en base a la mecánica del continuo. En este caso, CF <1. 2) . El túnel que mide 5m es cortado por algunas articulaciones (5-6 juntas en el techo); las propiedades de las juntas determinan principalmente la estabilidad (comportamiento del suelo). El riesgo de caída de bloque es obvio. El diseño debe basarse en un análisis de bloques discretos (un enfoque discontinuo). En este caso, CF5-6. 3) . La gran caverna (aquí ilustrada por el pasillo olímpico de montaña) de 62m de ancho es cortada por numerosas articulaciones, y el comportamiento general está determinado por las propiedades a granel de la masa y por un enfoque mecánico continuo. Sin embargo, el riesgo de emisión de un solo bloque también debe ser considerado en el diseño. En este caso, CF = 70. Los límites entre el terreno continuo y discontinuo han sido discutidos por muchos autores. Deere y Miller (1966) sugirieron que el terreno debería considerarse discontinuo "cuando la relación entre el espaciado de la fractura y el diámetro del túnel (es decir, 1 / CF) está entre los límites aproximados de 1/5 y 1/100. Para un intervalo fuera de estos límites, la roca puede considerarse continua, aunque posiblemente anisotrópica" Además, el comportamiento de una masa de roca articulada con diferentes grados de unión ha sido estudiado por varios autores con métodos numéricos basados tanto en la mecánica de continuo como en la discontinua. Bear (1972) introdujo el concepto de REV (volumen elemental representativo), que definió como el volumen o rango mínimo más allá del cual las características o propiedades del dominio permanecen básicamente constantes. Si este volumen es menor que el volumen excavado, la roca puede considerarse como un material continuo. Ki-Bok-Min (2004) tiene en sus investigaciones de la REV indicó que cuando la CF es inferior a 5, el comportamiento mecánico podría ser analizado con un enfoque continuo.

El problema se vuelve más difícil por el hecho de que el tamaño del bloque no es un parámetro simple para medir (Palmstro¨m, 2005). La experiencia de los fallos inducidos por el estrés, como la rotura de losas o de las rocas, ha demostrado que el comportamiento está conectado con masas de roca masivas, incluso si existen algunas articulaciones. Es obvio que se requieren investigaciones más sistemáticas sobre la aplicabilidad del enfoque de continuidad equivalente. Se sugiere, sobre la base principalmente de las consideraciones anteriores, que se utilizan los siguientes términos de división y principales: 1) Continuo-intacto. Pocas articulaciones o espacios de articulación muy anchos con menos de aproximadamente seis bloques (CF <6) que ocurren a lo largo del umbral del techo o de la altura de la pared en la excavación subterránea. 2) Discontinuo (en bloque). Las masas de roca ligeramente a fuertemente unidas tienen tamaños de bloque que varían desde unos cuantos decímetros cúbicos a metros cúbicos (entre aproximadamente tres y 50 bloques en el techo, es decir, CF6-6-50). 3) Continuo-voluminoso. Partículas, granos o fragmentos con poca o ninguna adherencia, también rocas sueltas, sedimentarias (friables) y rocas pesadamente articuladas (trituradas) con tamaños de partículas que varían de milimetros cúbicos a decímetros cúbicos (de arena a piedra). Para tramos muy grandes, incluso los tamaños de bloque de metros cúbicos se incluyen en el comportamiento general como un material continuo. Aquí, más de aproximadamente 50 bloques (CF> 50) ocurren a lo largo del techo o la pared. Como se ha visto anteriormente, existe una superposición de la FC en la que pueden producirse comportamientos continuos y discontinuos. Se encuentra en los siguientes rangos: 1) CF ¼ 3 - 6, continuo intacto a discontinuo (en bloques), intacto a bloqueado 2) CF ¼ 20-50, discontinuo a continuo / voluminoso (de bloques a voluminosos). Las diferencias en los tamaños de los bloques para los distintos rangos de continuidad y tres tamaños de túneles se muestran en la Tabla 5.3. Como puede verse, los tamaños de bloque dentro del mismo grupo de continuidad varían significativamente con el tamaño del túnel (véase la figura 5.4), p. para continua (intacta) de 0,3 ma 5000 m; este último es 16 000 veces mayor. El enclavamiento de la estructura de la masa de roca puede influir significativamente en el comportamiento. Una estructura de masa de roca apretada puede mostrar una buena estabilidad (tiempo de reposo largo) en comparación con una estructura suelta y abierta. Esta es una cuestión importante en el sistema GSI (ver Sección 11.2.4). También se adapta en el sistema RMi, como se muestra en la Sección 7.4.2. En principio, un enfoque continuo para analizar la estabilidad general es adecuado cuando el suelo puede ser clasificado como continuo, y un enfoque discontinuo se utiliza para el terreno discontinuo. La complejidad del problema implica que el buen juicio de ingeniería debe ser siempre la razón para seleccionar un tipo o un modelo para analizar la estabilidad general. También hay que subrayar que incluso si un enfoque continuo es adecuado para analizar el comportamiento global, siempre ha de tenerse en cuenta la inestabilidad de bloques individuales en la superficie de la excavación, y en este sentido la masa de roca es siempre bloqueada. En los casos en que las medidas de soporte para estabilizar bloques individuales no son el caso de carga

crítico en comparación con las medidas para asegurar la estabilidad general, la obstrucción de la masa de roca puede ser despreciada. Este puede ser el caso para valores pequeños del volumen de bloque hasta el tamaño de piedra o bloques menores.