INFORME GRUPAL - CORAO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

INFORME DE GEOMECANICA DE ROCAS Página 1


FACULTAD: INGENIERIA GEOLÓGICA Y

GEOGRAFÍA

CARRERAPROFESIONAL INGENIERIA

GEOLÓGICA

ASIGNATURA:

GEOMECANICA DE ROCAS

DOCENTE:

ING. CARLOS BARRIENTOS

INTEGRANTES:

APARICIO-CARDEÑA-MIRIAN

DUEÑAS OLIVERA KAREN

MEJIA CCAHUANA NILDA

RODRIGUEZ CHOQUEHUANCA DE VICTORIA

QUISPE AYALA LUCERO

CUSCO – PERU

SEMESTRE 2013-2V

SALIDA DE CAMPO AL ABRA DE CORAO

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CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN

Como sabemos la mecánica de rocas de ocupa del estudio teórico y practico de las propiedades y comportamiento mecánico de los materiales rocosos, y de su respuesta ante la acción de fuerzas aplicadas en su entorno físico. El desarrollo de la mecánica de rocas se inició como consecuencia de la utilización del medio geológico para obras superficiales y subterráneas y explotación de recursos mineros. Los distintos ámbitos de aplicación de la mecánica de rocas se pueden agrupar en aquellos en que el material rocoso constituye la estructura (excavación de tuneles, galerías, taludes, etc), aquellos en que la roca es el soporte de otras estructuras (cimentaciones de edificios, presas, etc). El presente informe tiene como objetivo principal hallar las propiedades del comportamiento mecánico del macizo rocoso por medio del RQD, así como también hallando el rumbo y buzamiento de las fallas, fracturas, diaclasas, estratificación y descripción de la geología general. Se analizó su geomorfología, estructural, estratigrafía y sedimentología. Y se llegó a una conclusión enlazando todos estos resultados.

1. GENERALIDADES

1.1 UBICACIÓN Y ACCESIBILIDAD La zona de estudio se encuentra ubicada al Noreste de la ciudad del Cusco, denominado “Abra de Corao”. UBICACIÓN GEOGRÁFICA:

- ZONA: 19L - COORDENADAS: 182182 E

8506982 N A la zona de estudio es posible acceder por la carretera Cusco – Pisac, a 10 minutos del centro arqueológico Q´enqo.

ZONA DE

ESTUDIO











1.2 OBJETIVOS El objetivo principal del presente trabajo de campo es describir, evaluar e

identificar el macizo rocoso con sus respectivas características. Hallar el RQD y de acuerdo al resultado indicar si es posible construir un

túnel por dicha zona.

1.3 METODOLOGIA DE TRABAJO Trabajo de Gabinete: Primeramente se recopilo bibliografía (Cuadrángulo de

Calca, libros, folletos) también se consiguió los planos topográficos y geológicos de dicha zona. Después de realizar el trabajo de campo se procesó los datos adquiridos hallando ahí el RQD y las direcciones del buzamiento.

Trabajo de Campo: En esta parte se realizó todo lo concerniente a la toma de datos (rumbo, buzamiento, tipo de talud, caracterización del macizo rocoso así como también de la matriz rocosa), para luego realizar los cálculos en gabinete.

1.4 INSTRUMENTOS Y MATERIALES

INTRUMENTOS Brújula GPS Picota Wincha Rayador Lupa

MATERIALES

Escalimetro Plano geológico Plano topográfico Esquema de trabajo Lápiz Tablero



CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO MECÁNICA DE ROCAS.- se ocupa del estudio teórico y práctico de las propiedades y comportamiento mecánico de los materiales rocosos, y de su respuesta ante la acción de fuerzas aplicadas en su entorno físico. MATRIZ ROCOSA es el material rocoso exento de discontinuidades, o los bloques de <<roca intacta> que quedan entre ellas. Mecánicamente queda caracterizada por su peso específico, resistencia y deformabilidad.

Valores típicos del peso específico y porosidad de las rocas

ROCA PESO ESPECIFICO(g/cm³) POROSIDAD (%) Andesita Anfibolita arenisca basalto caliza carbón cuarcita creta diabasa diorita dolomía esquisto gabro gneis granito grauvaca mármol lutita pizarra riolita sal toba yeso

2,2-2,35 2.9-3.0 2.3-2.6 2.7-2.9 2.3-2.6 1.0-2.0 2.6-2.7 1.7-2.3 2.9 2.7-2.85 2.5-2.6 2.5-2.8 3.0-3.1 2.7-3.0 2.6-2.7 2.8 2.6-2.8 2.2-2.6 2.5-2.7 2.4-2.6 2.1-2.2 1.9-2.3 2.3

10-15 ------ 5-25 (16,0) 0,1-2 5-20 (1 1,0) 10 0,1-0,5 30 0,1 ----- 0,5l-0 3 0,1-0,2 0,51- ,5 0,5-1,5(0 ,9) 3 0,3-2 (0,6) 2-15 0,1-1 4-6 5 14-40 5



Propiedades de la matriz rocosa y métodos para su determinación

PROPIEDADES METODOS DE DETERMINACION

PROPIEDADES DE IDENTIFICACION Y CLASIFICACION

Composion mineralogica. Fabrica y textura Tamaño de grano Color. Porosidad(n) Peso especifico(ɣ) Contenido en humedad Permeabilidad(coeficiente de permeabilidad,k) Durabilidad. Alterabilidad(indice de alterabilidad)

Descripcion visual Microscopia optica y electronica. Difraccion de rayos x Tecnicas de laboratorio

Ensayo de permeabilidad Ensayos de alterabilidad

PROPIEDADES MECANICAS

Resistencia a comprension simple(σc.) Resistencia a traccion(σp) Velocidad de ondas sonicas(vp, vs) Resistencia (parametros c y φ) Deformabilidad(modulos de deformacion elasticas estaticas o dinamicas:E,v)

Ensayo de comprensioin uniaxial. Ensayo de carga puntual Martillo d schmindt. Ensayo de traccion directa. Ensayo de traccion indirecta Medida de velocidad de ondas elasticas en laboratorio Ensayo de comprension triaxial Ensayo de comprension uniaxial Ensayo de velocidad sonica.

MACIZO ROCOSO.- es el conjunto de los bloques de matriz rocosa y de las discontinuidades de diverso tipo que afectan al medio rocoso. Mecánicamente los macizos rocosos son medios discontinuos, anisótropos y heterogéneos. Prácticamente puede considerarse que presentan una resistencia a la tracción nula.

ANISOTROPÍA: la presencia de planos de debilidad de orientaciones

preferentes (estratificación, laminación, familias de diaclasas tectónicas) implica diferentes propiedades y comportamiento mecánico en función de la dirección considerada.



DISCONTINUIDAD.- es cualquier plano de origen mecánico o sedimentario que independiza o separa los bloques de matriz rocosa en un macizo rocoso. Su comportamiento mecánico queda caracterizado por su resistencia al corte o, en su caso, por la del material de relleno.

TIPOS DE DISCONTINUIDADES: ESPACIAMIENTO (S).- El espaciamiento de las discontinuidades es la distancia

media entre dos planos de discontinuidad del macizo rocoso en dirección perpendicular a los planos de discontinuidad.

RUGOSIDAD.- Conocido también como el grado de aspereza de las superficies de discontinuidad, es un parámetro importante que caracteriza la condición de la discontinuidad.

ABERTURA.- Es la distancia perpendicular entre paredes adyacentes de una discontinuidad, cuyo espacio intermediario puede estar contenido con relleno o sin ello.

PERSISTENCIA.- Influyen en la magnitud en que el material rocoso y la separación de las discontinuidades afectan el comportamiento del macizo rocoso.

ALTERACIÓN.- El grado de alteración de las superficies de las discontinuidades, esto es clasificado de acuerdo a la recomendación del ISRM:

RELLENO.- Tiene doble influencia en el comportamiento, el espesor del relleno que evita que se cierren las asperezas de la fractura y posee su propia característica como es la resistencia al corte, permeabilidad y características deformacionales.

TAMAÑO DE BLOQUE.- El macizo rocoso es conceptuado como bloques discretos limitados por delgadas discontinuidades, y su comportamiento es gobernado por la combinación de las características del bloque y discontinuidades.



INDICE DE LA CALIDAD DE LA ROCA.- índice cuantitativo que nos muestra la relación de longitudes mayores de 10 cm de un testigo de perforación entre la longitud total perforada (LP)

RQD (%)

Designación

Jv (disc/m3)

Designación

100 Roca fuerte y masiva <1.0 Bloques muy grandes 90-100 excelente 1-3 Bloques grandes 75-90 buena 3-10 Bloques de tamaño

medio 50-75 regular 10-30 Bloques pequeños 25-50 pobre >30 Bloques muy pequeños <25

Muy pobre >60 Roca “triturada”

NÚMERO DE FAMILIAS.- Es el número de familias que componen un sistema de discontinuidades. El macizo también puede contener discontinuidades individuales. CANTIDAD VOLUMÉTRICA DE DISCONTINUIDADES (JV).- Una densidad real o volumétrica puede ser expresada en términos del número de discontinuidades por unidad de área o unidad de volumen del macizo rocoso. Se presenta una relación entre el RQD y el Jv. RQD = 115 – 3.3Jv HETEROGENEIDAD: las zonas con diferente litología, grado de alteración o meteorización, contenido en agua, etc., pueden presentar propiedades muy diferentes.



CAPÍTULO III: ESTRATIGRAFÍA GRUPO SAN JERÓNIMO: La Formación Kayra (eoceno inferior) aflora ampliamente al sur de la ciudad del Cusco, donde forma parte del sinclinal de Anahuarqui y anticlinal de Puquín, al oeste. Igualmente lo hace en el sinclinal de Ancaschaca, en Yaurisque-Paruro, en el sinclinal de San Lorenzo y en el sector de Cusibamba-Sanka.

Estimación aproximada y clasificación de la resistencia a compresión simple de suelos y rocas a partir de índices de campo.







Esta esencialmente constituida por areniscas feldespáticas, intercaladas con niveles de lutitas rojas; este conjunto se desarrolló en un medio fluvial entrelazado y llanura de inundación. La parte media superior es más gruesa y está compuesta por areniscas feldespáticas y microconglomerados con clastos volcánicos y cuarciticos de un medio fluvial altamente entrelazado. La formación acaba con facies areno-peliticas de llanura de inundación y canales divagantes. Las paleocorrientes indican una procedencia de aportes del S y SO. Esta formación está al norte de la falla Tambomachay y ha sido dividida en 8 secuencias de tercer orden grano-estrato crecientes.





CAPÍTULO IV: GEOMORFOLOGÍA La geomorfología de la zona de estudio esta caracterizada por encontrarse en la meseta de Sacsayhuaman. Es una meseta que se halla entre los 3,600 y 3,800 msnm;

presenta afloramientos de lutitas, yesos y lentes de caliza del Grupo Yuncaypata y algunos

cuerpos intrusivos pequeños de Cenozoico. La presencia de sedimentos finos ha hecho que

tenga un relieve algo plano y tabular, donde sobresalen las calizas y los intrusivos. Limita al

sur, con la Depresión de Cusco y al norte mediante la Falla Tambomachay, con las

Montañas del Cusco.

Las Montañas del Cusco, se hallan separadas cerca a la laguna de Piuray por la

prolongación de la Pampa de Piuray-Maras. Su límite norte es directamente con la

Cordillera Oriental mediante una falla NO-SE, o a través de algunas mesetas intermedias.

Su límite sur es con la Meseta de Saqsayhuamán mediante la Falla Tambomachay.

ZONA DE ESTUDIO











CAPÍTULO V: GEOLOGÍA ESTRUCTURAL Falla Tambomachay: Es la mayor estructura de deformación frágil que establece todo un comportamiento dinámico en la región. Inicialmente esta falla se ha comportado como inversa en contacto fallado al grupo San Jerónimo (Capas Rojas) (piso) con la formación Yuncaypata techo posteriormente a fines del terciario e inicios del cuaternario esta falla ha rejugado en falla transcurrente (falla de Rumbo o de desgarre) dando lugar a la abertura de la cuenca del Cusco y la posterior formación y deformación de la falla Kenco y todo un sistema enrrejado de fallas E-W y SE- NW. El comportamiento actual parece del tipo normal (sebrier et.al 1982 Cabrera J. 1984 E. Hauman 1986).



Estudio Sismotectónico de la Falla Tambomachay – Cusco: La sismotectónica de las fallas activas del Cusco es poco conocida, y dentro de los temas de Investigación encaminados para el año 2013, se viene analizando la microsismcidad registrada por una red sísmica local compuesta por 6 estaciones de banda ancha, instalados sobre la falla Tambomachay, además de la estación sísmica CUS de la Red Sísmica Nacional. A la fecha se ha registrado importante actividad microsísmica (Octubre 2012 a Enero 2013) con posible origen en esta falla, así como de otros que sugieren la existencia de áreas de deformación local que serán monitoreadas posteriormente. El sistema de fallas del Cusco han dado origen a importantes sismos en el pasado (por ejemplo, 5 de abril de 1986, M=5.5) y que han producido daños importantes en las localidades entorno a las zonas epicentrales. Fallas Post – Sedimentarias: Después de la sedimentación de la cuenca Pillao de los esfuerzos de compresión y la cuenca San Sebastián y activándose las fallas Cusco , Tankarpata, Kenco, Huancaro , Saphy, Salineras y Pumamarca todos estos controlados a la estructura mayor de la falla de Tambomachay. La presencia de estructuras regionales de deformación y dislocación, han creado desde tiempos remotos, un conjunto de estructuras con un relieve inconfundible, que en la mayoría de los casos ha inestabilizado los bordes superior e inferior, modificando la morfología, creando cuencas de sedimentación, variando la escorrentía de las aguas superficiales y subterráneas así como condicionando la tectónica de la región. Por ejemplo podemos decir que la presencia de la falla Tambomachay ha dado lugar a la formación de la cuenca Plio –cuaternaria Cusco, ha condicionado la existencia de todo un sistema de deformación como la flexura San Sebastián, sistema de fallas Kenko y el intrincado sistema de fallas menores. Igualmente la falla Tancarpata ha desplazado largamente las líneas de crestas de los cerros Huanacaure y Molleorco y quizá haya creado las condiciones para la formación del valle del mismo Nombre.



CAPÍTULO VI: DATOS

FALLAS 1 N 351 81 W 2 N 21 85 NW 3 N 176 61 NE 4 N 71 28 NW

DIACLASAS 1°tramo

1° fam. N 334 81 NE N 341 82 NE N 336 83 NE

2° fam. N 44 70 NW N 60 83 NW N 40 74 NW

3° fam. N 19 13 E N 09 13 E N 12 20 E

4° fam. N 350 50 W 2°tramo 1° fam. N 35 56 NW

N 26 71 NW N 197 14 NW

2° fam. N 156 79 SW N 152 77 SW N 168 84 SW

3° fam. N 36 18 SE N 21 26 SE N 161 84 NE

3°tramo 1° fam. N 40 85 NW N 37 72 NW N 48 87 NW

2° fam. N 289 71 NW N 291 86 NW N 292 78 NW

3° fam. N 24 13 SE N 15 20 SE N 16 15 SE

4°tramo 1° fam. N 239 34 SW N 57 21 SW N 122 58 SW

2° fam. N 200 12 NE N 71 28 SW N 87 34 SW

3° fam. N 45 82 NW N 49 70 NW N 38 78 NW

ESTRATIFICACION 1 N 200 12NE

2 N 71 28SW



CAPITULO VII: ANALISIS DE DATOS:

PROYECCIONES ESTEREOGRÁFICAS: FALLAS:

En la proyección estereográfica se observa que las fallas son normales y también hacia donde está el mayor esfuerzo.





DIACLASAS:





RQD:

( )

( )

La calidad de la roca es muy mala

CAPITULO VII: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La resistencia mecánica de éstos materiales disminuye según el contenido de finos que poseen en sus horizontes, y en la zona estudiada se encuentran estos finos en gran cantidad.

Hay mucha fracturación de la roca por lo que no serviría para hacer excavaciones, o en todo caso se necesitaría un buen soporte haciendo mas costoso el proyecto.





















































































CAPITULO IX: ANEXOS

TRAMO DE 5 METROS

FOTO1.-Tramo

N°1 de la zona de

estudio.

FOTO 2.- Tramo

N°2 de la zona de

estudio

TRAMO DE 5 METROS





















FOTO 3.- Tramo

N°3 de la zona de

estudio

TRAMO DE 5 METROS

FOTO 4.- Tramo

N°4 de la zona de

estudio

TRAMO DE 5 METROS



















FOTO 5.- Medida del

espaciamiento del

macizo rocoso.

FOTO 6.- Medida

del rumbo de una

diaclasa





















FOTO 7.- Medida del

buzamiento de una

diaclasa

FOTO 8.- Presencia de

una falla junto a fallas

menores que tuvieron un

desplazamiento minimo.



























FOTO 9.- Presencia de una falla

normal y una falla inversa en la

misma dirección, es decir, casi

paralelos.

FOTO 10.- Presencia de unas

fallas normales en la misma

dirección, es decir, casi

paralelos.







































Tramo de la zona de estudio de 20 m







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