1. Campos de Esfuerzos en Una Lobor Subterranea

8/17/2019 1. Campos de Esfuerzos en Una Lobor Subterranea

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICAACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS Y CIVIL

SCUELA CADEMICO PROFESIONAL DE MINAS

TEMA:

CURSO:

OCENTE :M.Sc.Ing. CESAR GUZMAN IBAÑEZ

G OM CANICA

CAMPOS D SFU RZOS


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1. INFLUENCIA DE LA ESTRUCTURA DE LA MASA ROCOSA

La caída de rocas constit!e no de "os#a!ores ries$os en e" #inado s%terr&neo'

Por esta ra()n* +ara ,e "as o+eraciones#ineras sean se$ras* es esencia" ,e e"+ersona" de "a #ina identi-,e "os +ro%"e#asde inesta%i"idad de "a #asa rocosa* ,e

+eden condcir a "a .a""a +otencia" de "a#is#a'


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1. INFLUENCIA DE LA ESTRUCTURA DE LA MASA ROCOSALa in/encia de "os ras$os estrctra"es $eo")$icos

so%re "as condiciones de esta%i"idad de "a #asarocosa de "as e0ca1aciones* es de +artic"ar inter2sen t2r#inos de "as o+eraciones #ineras día a día'

La in/encia de "a estrctra de "a #asa rocosa+ede ser si#+"i-cada considerando "os si$ientesti+os $enera"es de e0ca1aciones3

En roca #asi1a o "e1e#ente .ractrada

En roca .ractradaEn roca intensa#ente .ractrada ! d2%i"

En roca estrati-cada


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1.1. EXCAVACIONES EN ROCA MASIVA

Las rocas #asi1as se caracteri(an+or +resentar +ocasdiscontinidades* con %a4a+ersistencia ! a#+"ia#entees+aciadas* $enera"#ente sonrocas de %ena ca"idad ,e est&n

asociadas a cer+os#inera"i(ados +o"i#et&"icos enrocas 1o"c&nicas* +artic"ar#entecando 2stas 5an s.rido+rocesos de si"ici-caci)n

5idrote#a"' I$norando +or a5ora"a in/encia de "os es.er(os*estos ti+os de rocas o.recena%ertras rocosas esta%"es sinnecesidad de sosteni#iento

arti-cia"* so"o re,ieren de n%en desatado o sosteni#iento'


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1.2. EXCAVACION EN ROCA FRACTURADA

La roca .ractrada se caracteri(a +or +resentar.a#i"ias de discontinidades con.or#adas+rinci+a"#ente +or diac"asas* +or "o ,e se "esdeno#ina ta#%i2n

roca diac"asada* ,e se +resentan en "a #a!oríade "os de+)sitos #inera"i(ados de" +aís 61etas !cer+os7' Las diac"asas ! otros ti+os dediscontinidades constit!en +"anos de de%i"idad'

Le$o* e" .actor c"a1e ,e deter#ina "a esta%i"idadde "a e0ca1aci)n es "a intersecci)n de "asdiscontinidades* ,e con.or#an +ie(as o %"o,esde roca intacta de di.erentes .or#as ! ta#a8os*

de-nidas +or "as s+er-cies de "as diac"asas ! "as+er-cie de "a e0ca1aci)n'


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1.3. EXCAVACION EN ROCA INTENSAMENTE FRACTURADA Y DEBIL

La roca intensa#ente .ractrada+resenta #c5os siste#as de

diac"asas ! otras .ractras* "asca"es crean +e,e8as +ie(as o.ra$#entos rocosos* constit!endo+or "o $enera" #asas rocosas de#a"a ca"idad* ,e son co#nes en"os de+)sitos #inera"i(ados de"

+aís' La .a""a de" terreno en estecaso ocrre +or e" des"i(a#iento !caída de estas +e,e8as +ie(as !.ra$#entos rocosos o +or e"des#orona#iento de "os #is#osdesde "as s+er-cies de "a

e0ca1aci)n' La .a""a de" terreno+ro$resi1a#ente +ede ira$randando "a e0ca1aci)n !e1enta"#ente ""e1ar"a a" co"a+sosi no se ado+tan #edidaso+ortnas de sosteni#ientoarti-cia"'


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EXCAVACION EN ROCA ESTRATIFICADA

Mc5os de+)sitos #inera"i(adosde" +aís est&n e#+"a(ados enroca sedi#entaria* en "a ca" e"

ras$o estrctra" #&s i#+ortanteson "os estratos' Las +rinci+a"escaracterísticas de "os +"anos deestrati-caci)n son s $eo#etría+"anar ! s a"ta +ersistencia* "as

ca"es 5acen ,e estos +"anosconstit!an de%i"idades de "a#asa rocosa* es decir +"anos con%a4a resistencia'

Los +ro%"e#as ,e +eden$enerarse en estos casos* tienen

re"aci)n con "a se+araci)n odes+e$e de "os %"o,esta%"ares de" tec5o in#ediato !s car$ado ! de/e0i)n 5acia e"1acío #inado +or e.ecto de "a

$ra1edad'


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2. INFLUENCIA DE LOS ESFUERZOS

Cando e" #inado +rocede a +oca+ro.ndidad res+ecto de "as+er-cie* "a esta%i"idad de "as

e0ca1aciones est& condicionada+rinci+a"#ente +or "a in/encia de"a estrctra de "a roca* ta" co#ose 5a descrito' A #edida ,e "a+ro.ndidad de" #inado a#enta

6#a!or enca#+ane7* en $enera""os es.er(os natra"es en toda "a#asa rocosa ta#%i2n 1anincre#ent&ndose* de%ido+rinci+a"#ente a" +eso de "a rocaso%re!acente o deno#inada

ta#%i2n car$a "itost&tica' Candose a+ertra na "a%or #inera enesta #asa rocosa* se ro#+e e"ca#+o de es.er(os natra"es ! seindce n ne1o estado dees.er(os en "a roca circndante a"a e0ca1aci)n'


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Con.or#e a1an(a e" #inado* "os es.er(os indcidos +edenconcentrarse en ciertos "$ares de "as e0ca1aciones* en otros +edendisi+arse' Partic"ar#ente en "as &reas de concentraci)n dees.er(os* 2stos +eden e0ceder "a resistencia de "a roca* $enerando

+ro%"e#as de inesta%i"idad en "a #asa rocosa de "as e0ca1aciones*si$ni-cando +ro%"e#as +otencia"es de caída de rocas' En t2r#inos de"a esta%i"idad de "as "a%ores #ineras* "a in/encia de "os es.er(os en"a #asa rocosa +ede ser si#+"i-cada considerando a "os si$ientesti+os $enera"es de terrenos3.

Esfuerzs e! r"# $#s% 'e&e$e!(e fr#"(ur#)#

Esfuerzs e! r"# fr#"(ur#)#Esfuerzs e! r"# %!(e!s#$e!(e fr#"(ur#)# * )+,%'Esfuerzs e! r"# es(r#(%-"#)#Esfuerzs e! rese!"%# )e f#''#s * z!#s )e "r(eEsfuerzs e! r"# e/#!s%.


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2.1. ESFUERZOS EN ROCA MASIVA O LEVEMENTE FRACTURADA

De+endiendo de "a intensidad de"os es.er(os* en este caso+eden ocrrirdescostra#ientos*asti""a#ientos* "a4a#ientos*re1enta(ones ! 5asta esta""idode rocas' Estos ti+os de .a""a sontí+icos +artic"ar#ente en rocas

dras +ero .r&$i"es' En e" +aís seo%ser1an estos .en)#enos enrocas 1o"c&nicas* intrsi1as !sedi#entarias 6ca"i(as7asociadas a !aci#ientos

+o"i#et&"icos ! arí.eros* endonde e" #inado se 1iene""e1ando a ca%o entre+ro.ndidades de 9:: a ;


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2.2. ESFUERZOS EN ROCA FRACTURADA

En condiciones de a"tos

es.er(os* "a .a""a de "aroca ocrre de #anerasi#i"ar a "o indicado +ararocas #asi1as o

"e1e#ente .ractradas*co#o res"tado de

des"i(a#ientos so%re "ass+er-cies de

discontinidades !ta#%i2n +or tritraci)nde "os %"o,es rocosos'


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2.3. ESFUERZOS EN ROCA INTENSAMENTE FRACTURADA O DEBIL

En este caso* encondiciones de a"tos

es.er(os* ocrren .a""asde ti+o d=cti" o +"&stica*en donde "a #asa rocosacircndante a na "a%or#inera .a""a +or

des"i(a#iento a tra12s de"as s+er-cies de "asdiscontinidades ! +ortritraci)n de "as +ie(as

rocosas' En rocas d2%i"es*"os es.er(os +rodcena"tas de.or#aciones en "oscontornos de "ae0ca1aci)n* con

"e1anta#iento de" +iso'


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2.0. ESFUERZOS EN ROCA ESTRATIFICADA

En rocas estrati-cadas*+"e$adas o "a#inadas* +eden

ocrrir +rocesos de rotra .r&$i"co#o e" #ostrado en "a -$ra'

La se+araci)n o des+e$e de"tec5o o ca4a tec5o in#ediatos*s car$ado ! de/e0i)n 5acia e"

1acío #inado !a no so"o ocrre+or e.ecto de "a $ra1edad* sino,e son acentados +or "aacci)n de "os es.er(os'

En condiciones de a"tos

es.er(os ta#%i2n +edeocrrir e" "e1anta#iento de"

+iso de "a e0ca1aci)n*+ro%"e#a re"acionado+rinci+a"#ente a" #2todo de#inado de caras ! +i"ares'


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2.. ESFUERZO ENM RESENCIA DE FALLAS Y ZONAS DE CORTE

En (onas de .a""as$eo")$icas o (onas de corte+resentes en "a e0ca1aci)n*"os

es.er(os 5acen ,e "aroca sea #&s +ro+ensa aso"tarse o a/o4arse'

Co#o estos ras$osestrctra"es $enera"#enteson continos* +ersistenso%re di#ensiones ,e

e0ceden a "a e0ca1aci)n*siendo necesario e0a#inarta#%i2n "a +osi%i"idad !consecencias de"des"i(a#iento %a4o "a

acci)n de "os es.er(os'

2 ESFUERZOS EN ROCAS EXANSIVAS


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2.. ESFUERZOS EN ROCAS EXANSIVAS

Este ti+o de rocas en+resencia de a$a+resentan característicasde 5inc5a#iento +or "aacti1idad de e0+ansi)n,í#ica' E" 5inc5a#ientode "a roca $enera

+resiones ,e +eden""e1ar"a a" co"a+so oda8ar "os siste#as desosteni#iento' E"

+ro%"e#a de5inc5a#iento de "a roca*+ede ocrrir a ca",ier+ro.ndidad de" #inado'


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3. INFLUENCIA DE LA FORMA 4TAMA5O Y ORIENTACION DE LAS EXCAVACIONES

3.1. FORMA DE LA EXCAVACIONLa .or#a ,e ado+te e" contorno de na e0ca1aci)n* tendr&

in/encia .a1ora%"e

o des.a1ora%"e en "as condiciones de esta%i"idad de "a #asarocosa de dic5a e0ca1aci)n' En $enera"* "as .or#as

es,inadas re+resentan condiciones des.a1ora%"es +ara "aesta%i"idad* #ientras ,e e" >e.ecto arco? .a1orece a "aesta%i"idad'

En rocas #asi1as ! .r&$i"es* "a esta%i"idad es $o%ernada +or"a .or#a de" contorno de "a e0ca1aci)n' For#asrectan$"ares* +eden e05i%ir a"tas concentraciones dees.er(os en "as es,inas ,e +eden res"tar en "a .a""a'Un tec5o +"ano +ede e05i%ir concentraciones de es.er(osde tracci)n ! ta#%i2n res"tar en na .a""a' E" ar,eo de "os

tec5os de "os ta4eos* sin e#%ar$o* e"i#ina "os es.er(oscríticos o.rece na a%ertra esta%"e sin e"i ro de .a""a'

9 9


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)e' (#$#7 * '# 8e$e(r9# )e' (#:e )e '# 8#'er9#. Cu7#s *,';ues )e 8r#! (#$#7 ue)e! "#er # ' '#r8 )e '# #,er(ur#)e '# e/"#"%


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Una so"ci)n a esto es "a .or#ade "a e0ca1aci)n +araaco#odarse a "os ras$osestrctra"es do#inantes de "a

#asa rocosa' An,e "ase0ca1aciones no tendrían naest2tica a+ro+iada* +ero serían#&s esta%"es* de "o contrariose tendría ,e ti"i(ar e"

sosteni#iento' En "assi$ientes -$ras se #estrana"$nos casos* a+"ica%"es a"a%ores de a1ance ! ta4eos*estos ="ti#os +artic"ar#ente

i#+ortantes en "os #2todos de#inado +or s5rin@a$e* co#ota#%i2n en corte ! re""eno*donde se +odr& contro"aradecada#ente "as

condiciones de esta%i"idad de"a corona ! ca4as'


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3.2. EL TAMA5O DE UNA EXCAVACI=N

E" ta#a8o de na e0ca1aci)n tiene ,eser co#+ati%"e con "as condiciones$eo#ec&nicas de "a #asa rocosa'

Cando "as condiciones $eo#ec&nicasno "o +er#iten ! se intenta 5acer crecere" ta#a8o de "a e0ca1aci)n* se $eneran +e"i$ro +otencia"* si es ,e no seado+tan #edidas de contro" de "aesta%i"idad de "a #asa rocosa'

Cando e" ta#a8o de "a e0ca1aci)ncrece* "os tec5os* +aredes o ca4as est&ne0+estos a #a!ores ras$osestrctra"es de "a #asa rocosa' Le$o*"os %"o,es ! c8as ,e seatosostenían cando "a e0ca1aci)n era+e,e8a* a5ora tienen #enos

atososteni#iento* "o ca" re+resentan +e"i$ro +otencia"'

En rocas .ractradas en donde "as.a#i"ias de diac"asas otrasdiscontinidades .or#an %"o,esrocosos de ta#a8o #ediano a $rande*

2stos tienden a +resionarse no contrae" otro en e" contorno de "a e0ca1aci)n*

En #asas rocosas de estrati-caciones


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En #asas rocosas de estrati-caciones5ori(onta"es +"anas* e" a$randa#iento de "ae0ca1aci)n 1a a a.ectar "a esta%i"idad de "a#is#a* de+endiendo de" es+esor de"estrato* de%ido a "a ca+acidad deatososteni#iento de "os estratos !

ta#%i2n de "os es.er(os' Si e" ta#a8o de"a e0ca1aci)n +er#ite ,e "as ca+asrocosas se #e1an nas en re"aci)n aotras* entonces "a .a""a de "a e0ca1aci)n+ede ocrrir'

Ha! otras .or#as de c8as en "a +eri.eriade "a e0ca1aci)n* +or e4e#+"o "a ,e se

#estra en "a Fi$ra en donde se est&desarro""ando "a e0ca1aci)n con c8as%i+"anares en e" tec5o* si se ensanc5a "ae0ca1aci)n* "a c8a ir& creciendo +ara""e$ar ine1ita%"e#ente a" co"a+so* de%ido a"incre#ento de s +eso' La #is#aconc"si)n se +ede esta%"ecer +ara "as

c8as tetra5edra"es' Este e4e#+"ode#estra ,e e" incre#ento de" anc5o de"a e0ca1aci)n +ede redcir "as condicionesde s esta%i"idad'

En rocas intensa#ente .ractradas !d2%i"es* o%1ia#ente e" creci#iento de "a

e0ca1aci)n si$ni-car& e" co"a+so de "a#is#a'


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3.3. ORIENTACION DE LAS EXCAVACIONES

La roca +ede ser #inada con #a!orse$ridad en na direcci)n ,e en otra* "adirecci)n +re.erencia" de a1ance de "a

e0ca1aci)n es deter#inada +or e" ras$oestrctra" do#inante de "a #asa rocosa'Minar en "a direcci)n +re.erencia" dea1ance* si$ni-car& tener condiciones #&s1enta4osas +ara "a esta%i"idad de "ae0ca1aci)n' Contraria#ente* #inar en "adirecci)n de a1ance #enos .a1ora%"e*

+ede a"terar o de%i"itar "a esta%i"idad de"a #asa rocosa drante "a 1ida de "a #ina*re+resentando +e"i$ro de caída de rocas'

Si na e0ca1aci)n a1an(a en .or#a+ara"e"a a n siste#a +rinci+a" dediscontinidades o a" r#%o de "osestratos* .a""as +rinci+a"es ! (onas de

corte* "as condiciones de esta%i"idad de "a#asa rocosa ser&n #! des.a1ora%"es +ore" de%i"ita#iento de "a roca*+rinci+a"#ente cando e" %(a#iento deestas

estrctras es #a!or de B9 '


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En 1etas o cer+os #inera"i(adosan$ostos* no 5a! o+ci)n de se$ir "ae0ca1aci)n atra1esando "asdiscontinidades* +es "a =nica .or#a de""e1ar a ca%o e" #inado es se$ir e"r#%o de "a estrctra' En estos casos*de+endiendo de "as condiciones deca"idad de "a #asa rocosa* e"sosteni#iento constitir& n co#+onentei#+ortante de" #inado' En 1etas ocer+os #inera"i(ados ,e ten$an #a!ora ;:# de +otencia* si se +ede

a+ro1ec5ar este +rinci+io* "o ca" in/ir&.a1ora%"e#ente en "as condiciones deesta%i"idad de "a "a%or #inera'

E" +rinci+io se8a"ado ta#%i2n es a+"ica%"ea" caso de c8as %i+"anares* no siendoreco#enda%"e ,e e" e4e de "a e0ca1aci)nsea +ara"e"o a "a c8a %i+"anar* sino ,e

"a e0ca1aci)n atra1iese "a c8a* es decir*,e e" r#%o de "a c8a sea+er+endic"ar a" e4e de "a e0ca1aci)n* eneste caso* "as #is#as .a#i"ias dediscontinidades +er#itir&n e"atososteni#iento de "a e0ca1aci)n'


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Así #is#o* e" #encionado +rinci+iota#%i2n es a+"ica%"e a" caso de "a%ores

#ineras en (onas de +"ie$es conantic"ina"es ! sinc"ina"es' En este caso*"a

%icaci)n ! direcci)n de a1ance de "ase0ca1aciones in/ir&n en "ascondiciones de esta%i"idad de "ase0ca1aciones' En $enera"* "as "a%oresc!o a1ance es +er+endic"ar a "ose4es de "os +"e$a#ientos* +resentar&n

#e4ores condiciones de esta%i"idadres+ecto a "as orientadas en .or#a+ara"e"a a "os e4es* siendo "as #&sdes.a1ora%"es "as +ara"e"as a "os e4esde "os sinc"ina"es +or "a concentraci)nde "os /4os de a$a ! de "os

es.er(os'Estas consideraciones son

+artic"ar#ente a+"ica%"es a "os casosde t=ne"es !

$a"erías +ara drena4es* trans+orte* etc'*,e son "a%ores co#nes en na #ina'

1. Campos de Esfuerzos en Una Lobor Subterranea

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