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Cuantificación de La Tabla Del Índice de Resistencia Geológica
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CUANTIFICACIÓN DE LA TABLA DEL ÍNDICE DE RESISTENCIA GEOLÓGICA
Hoek, E.
Vancouver, British Columbia, Canadá
Carter, T.G.
Golder Associates, Toronto, Ontario, Canadá
Diederichs, M.S.
Queens University, Kingston, Ontario, Canadá
Copyright 2013 ARMA, American Rock Mechanics Association
Este paper fue preparado para la presentación del 47° Simposio del US Rock Mechanics/Geomechanics
llevado a cabo en San Franciso, CA, USA, 23-26 en Junio del 2013
RESÚMEN:
La tabla original del Índice de Resistencia Geológica fue desarrollada asumiendo que las observaciones
del macizo rocoso serían realizadas por geólogos o ingenieros geólogos cualificados y experimentados.
Alguna uniformidad y cuantificación de la tabla parecen necesarias frente al incremento del uso de la tabla
del GSI como base de la selección de los parámetros para diversos análisis numéricos, usualmente por
personas sin un entendimiento geológico fuerte de la variabilidad del macizo rocoso necesario para
interpretar la tabla gráfica del GSI apropiadamente. Este paper presenta una propuesta para la cuantificación
de la tabla GSI sobre la base de dos parámetros bien establecidos, las Condiciones de las Discontinuidades y
el RQD. Son presentadas algunas recomendaciones para desarrollos futuros de escalas más robustas.
1. INTRODUCCIÓN
La tabla original del Índice de Resistencia
Geológica (GSI) fue desarrollado asumiendo que las
observaciones del macizo rocoso sería realizado por
geólogos o ingenieros geólogos cualificados y
experimentados. La descripción de las categorías de
estructura y de condiciones de las discontinuidades
del macizo rocoso se ha encontrado que trabaja bien
cuando dichas personas están disponibles. Sin
embargo, hay muchas situaciones donde son
asignados personal de ingenieros en lugar de
geólogos para recolectar la data, lo que significa que
el cartografiado de los macizos rocosos o núcleos de
perforación es llevado a cabo por personas que están
menos confortables con estas descripciones
cualitativas.
Se ha dado prioridad a la cuestión de cuantificar
el GSI como parte de una evaluación en marcha del
uso y abusos de los sistemas Hoek y Brown y del
Índice de Resistencia Geológica para la estimación
de las propiedades de macizos rocosos. El GSI es el
primer punto de entrada en el sistema y, a menos que
este Índice será entendido y aplicado correctamente,
la confiabilidad de las propiedades estimadas está
abierta a cuestionamiento.
La Figura 1 ilustra el flujo de datos cuando se usa
el método GSI/Hoek-Brown para la estimación de
los parámetros requeridos para un análisis numérico
de las excavaciones subterráneas o superficiales en
roca. Dependiendo de si los usuarios tienen un
entendimiento de geología o ingeniería, tiende a
haber opiniones muy arraigadas en si las condiciones
geológicas observadas deben ser solo descriptivas o
cuantitativas dentro de la caracterización de la tabla
del GSI.
Figura 1: Flujo de datos de entrada usando el sistema
Hoek y Brown para la estimación de los parámetros del
macizo rocoso para análisis numéricos.
2
2. CONSTRUCCIÓN DE LA TABLA GSI
BÁSICA
La tabla GSI publicada por Hoek y Marinos
(2000) [1] es reproducida en la Figura 2. La escala A
ha sido adicionada para representar las 5 divisiones
de la calidad superficial dentro de un rango de 45
puntos, definidos por la aproximación de las
intersección de la línea GSI=45 en el eje. La escala
B representa las 5 divisiones de la escala del
entrelazamiento de los bloques con un rango de 40
puntos en la zona en que la cuantificación es
aplicada.
Figura 2: La estructura básica de la tabla GSI de Hoek y
Marinos (2000) y las posibilidades de su cuantificación.
El valor del GSI ha sido estimado en cada
intersección de las escalas A y B de las líneas de la
tabla GSI. Estos valores son mostrados como el
número superior en cursiva en el punto de
intersección. En los mismos puntos de intersección,
el número inferior en cursiva es igual a la suma de
los valores de A y B. Los dos números de cada
punto de intersección son mostrados en la Figura 3.
Esta figura demuestra que hay un gran potencial
para cuantificar el GSI a través de dos escalas
lineales que representan las condiciones
superficiales de las discontinuidades (Escala A) y el
entrelazamiento de los bloques de roca definidos
para estas discontinuidades que se intersectan
(Escala B).
Figura 3: Gráfico del GSI estimado de la tabla básica
GSI contra la suma de los valores A y B.
La figura 3 también muestra que hay una
tendencia simétrica para cada grupo de puntos
graficados y, mediante una examinación en la tabla
de la figura 2, es obvio que esta tendencia es debido
a que las líneas del GSI original, que fueron
dibujadas a mano, no son paralelas o tienen igual
espaciamiento.
El error de la tendencia de la figura 3 puede ser
eliminada completamente con una modesta
corrección en las líneas del GSI original para
hacerlas paralelas y de espaciamiento igual. Esta
corrección ha sido aplicada en la figura 5.
Cabe resaltar que la corrección de las líneas del
GSI y la adición de las escalas A y B no cambian la
función de la tabla original de estimar el GSI
mediante observaciones de campo de la blocosidad y
las condiciones de las discontinuidades,
caracterizado en términos de los bloques de títulos
en los ejes descriptivos. Así, la tabla mostrada en la
figura 5 tiene el potencial para satisfacer ambos
campos del usuario, lo descriptivo y lo cuantitativo.
Antes de proceder más lejos con esta discusión es
necesario definir un número de condiciones y
limitaciones de la tabla cuantitativa GSI propuesta:
1. La adición de las escalas cuantitativas en la tabla
del GSI no debe limitar el uso para el que fue
originalmente diseñado – la estimación del valor del
GSI desde observaciones visuales de las condiciones
del macizo rocoso en campo.
2. Una premisa esencial en el criterio de Hoek-
Brown para la estimación de los parámetros
mecánicos del macizo rocos es que la deformación y
la resistencia pico son controladas por el
deslizamiento y rotación de los bloques de roca
intacta definidos por la intersección de los sistemas
3
de discontinuidades. Es asumido que hay muchas
familias de discontinuidades y que están
suficientemente cerca, relativo al tamaño de la
estructura bajo consideración, que el macizo rocoso
puede ser considerado como homogéneo e
isotrópico. Estos conceptos son ilustrados en el
diagrama de la figura 4.
Figura 4: Limitaciones en el uso del GSI dependiendo de
la escala.
3. Para macizos rocosos macizos o con
discontinuidades muy separadas, la tabla GSI no
debe ser usado como fuente datos de entrada en el
criterio de Hoek-Brown como se muestra en la
Figura 1. Esto se debe a que no hay suficientes
discontinuidades pre-existentes para satisfacer las
condiciones de homogeneidad e isotropía descritas
anteriormente. Así, para abolir esta confusión, la fila
superior de la tabla mostrada en la figura 2 ha sido
removida en el desarrollo de la tabla GSI
cuantificada. Los procesos de fractura frágil como
los ―rockbursts‖ y los estallidos de roca son
excluidos específicamente de la sección cuantificada
de la tabla GSI ya que estos procesos no involucran
la rotación y traslación de los bloques entrelazados
de rocas como se define en la sección 2.
Similarmente, las fracturas estructuralmente
controlas en rocas con pocas discontinuidades no
pueden entrar en la definición de homogeneidad
inherente en la definición del GSI.
4. La última fila de la tabla GSI original (2000) ha
sido removida ya que representa materiales
previamente cizallados o transportados o muy
alterados para los que las condiciones definidas en el
ítem 2 tampoco no aplican. Una segunda tabla GSI
para materiales heterogéneos y pre-cizallados como
los flysch ha sido publicado por Marinos y Hoek
(2002) [2] y Marinos et al (2007) [3]. En este caso se
debe aplicar esta tabla o se debe desarrollar un sitio
específico dentro de la nueva tabla para macizos
rocoso que se ubican dentro de la última fila de la
tabla dada en la figura 5.
Algunos enfoques para discutir ambos límites
vistos en los párrafos (3) y (4) de la tabla GSI son
sugeridos por Carter et al, 2008 [4].
5. Para poder cuantificar el GSI usando la tabla, las
cantidades usadas para construir las escalas A y B
deben ser calificaciones prácticas que sean
familiares para los ingenieros geólogos e ingenieros
geotécnicos que operan en el campo. También tienen
que estar bien establecidas en la literatura como
índices confiables para la caracterización de macizos
rocosos formados por sistemas de discontinuidades.
Es asumido que hay un suficientemente número de
discontinuidades que y que estén los suficientemente
cerca, relativo al tamaño de la estructura bajo
consideración, que el macizo rocoso será
considerado como homogéneo e isotrópico.
3. ESTIMACIÓN DEL GSI EN TÉRMINOS
DEL RQD Y LAS CONDICIONES DE LAS
DISCONTINUIDADES
La escala A en la figura 2 representa las
condiciones superficiales de las discontinuidades
mientras que la escala B representa la blocosidad del
macizo rocoso. Los primeros candidatos para estas
escalas son las valoraciones de las Condiciones de
Discontinuidades (JCond89) definidas por
Bieniawski (1989) [5] y la Designación de la
Calidad de la Roca RQD (Rock Quality
Designation) definido por Deere (1963) [6]. Estas
valoraciones son descritas en el apéndice 1.
La valoración JCond89 se corresponde bien con
las condiciones superficiales definidas en los
cuadros de textos del eje x de la tabla GSI en la
figura 5. Este parámetro de valoración ha estado
siendo usada por muchos años y los usuarios la han
encontrado simple y confiable para aplicarlas en
campo.
La valoración RQD ha estado siendo usada por
50 años y algunos usuarios la han encontrado
―aburridamente confiable‖. Así estas dos
valoraciones parecen ser ideales para su uso como
las escalas A y B para la cuantificación del GSI.
La figura 5 muestra la tabla en la cual la escala A
es definida por 1.5JCond89 y la escala B es definida
como RQD/2. El valor del GSI está dado por la
suma de estas escalas que resultan en la siguiente
relación:
(1)
4
Figura 5: Cuantificación del GSI mediante las Condiciones de las Discontinuidades y el RQD.
4. COMPROBACIÓN DE CUANTIFICADOS
GSI CONTRA EL GSI CARTOGRAFIADO
Para comprobar si la cuantificación del GSI
propuesta funciona o no, es necesario comprobar los
valores del GSI predichas de la ecuación 1 contra los
valores del GSI cartografiados en campo. Al tiempo
de elaborar este trabajo, solo un conjunto de datos de
campo confiables, de un túnel de perforación y
voladura, era disponible para los autores. Los
valores del GSI calculados de las JCond89 y del
RQD son graficadas contra los valores del GSI
calculados en campo en la figura 6. Esta gráfica
muestra que la correlación entre los valores del GSI
calculados y cartografiadas está cerca a la relación
ideal 1:1 de un ajuste perfecto. Esto sugiere que, una
vez que se obtengan datos adicionales de campo, la
aplicación de esta cuantificación del GSI justificará
la transición de propuesta a recomendada.
Es posible que algunos ajustes en la posición de
las escalas de JCond89 y RQD en la Figura 5 sean
requeridos mientras más datos de GSI de campo
sean disponibles y mientras más experiencia sea
ganada en el uso de esta cuantificación.
5
Figura 6: Comparación entre el GSI cartografiado y el
GSI predicho de las JCond89 y el RQD
5. ALTERNATIVAS ESCALAS PARA LAS
CONDICIONES DE LAS
DISCONTINUIDADES
Los autores han examinado dos opciones para
escalas alternativas para la calidad superficial de la
figura 5 reconociendo que los valores del JCond89 no
son siempre disponibles en los datos de campo.
El primer candidato en la versión de las J Cond
del 76, incluido en el paper de Bieniawski (1976) [7]
(ver Apéndice 1). El análisis de regresión de los
valores individuales datos en las JCond76 que se
sustituyen en la ecuación 1 resulta en:
(2)
Un segundo candidato es el coeficiente Jr/Ja
incluido en el Índice de Calidad de Túneles (Q) de
Barton et al (1974) [8]. Este coeficiente (Jr/Ja)
representa la rugosidad y las características de las
paredes de discontinuidades o rellenos.
Comparando las valoraciones para las JCond89
con las de Jr y Ja de Barton et al [7] (Ver apéndice
1) dan como resultado la relación
JCond=35Jr/Ja(1+Jr/Ja). La sustitución de esta
relación en la ecuación 1 da:
(3)
Los valores predichos de GSI son graficados
contra los valores de GSI cartografiados en campo
en la figura 7 para los mismos datos usados en la
preparación de la figura 6. Los resultados para la
regresión linear no son tan buenos como las
obtenidas para la ecuación1, el encaje es una
aproximación aceptable para aplicaciones
ingenieriles.
Figura 7: Comparación entre el GSI cartografiado y el
GSI predicho del coeficiente Jr/Ja y el RQD.
6. DETERMINACIÓN DEL RQD EN LA CARA
DEL MACIZO ROCOSO
Se disponen de tres métodos cuando no se tiene
núcleos de perforación y el RQD tiene que ser
determinado en el frente del túnel, las caras del túnel
o en las caras del talud.
El primero involucra una simple medición física
con una varilla o cinta métrica en el frente de la cara.
La longitud de los segmentos de roca intacta que
midan más de 10cm dentro de la longitud medida
será tomada para el RQD como si fuera una
perforación. Este procedimiento es descrito por
Hutchinson y Diederichs (1996) [9]. Una versión
virtual de este procedimiento puede ser determinado
por las fotos de alta calidad de los escáner LIDAR.
Priest y Hudson (1976) [10] encontraron una
estimación razonable del RQD mediante la medición
de las discontinuidades hecha en un núcleo de
perforación o en un afloramiento expuesto mediante
la siguiente ecuación.
(4)
Donde es el número promedio de
discontinuidades por metro.
Palmström (1982) [11], también estudió el RQD
pero en su relación con el Recuento Volumétrico de
Discontinuidades, Jv, una medida de los números de
discontinuidades dentro de un metro cúbico de roca.
Basado en los cartografiados en afloramientos o en
revisiones ortogonales subterráneas, la siguiente
expresión derivó en:
(5)
6
Más recientemente, Palmström (2005) [12]
extendió su análisis mediante la inclusión de bloques
de diferentes tamaños y formas generados en
computadoras. Se encontró una nueva correlación
entre el RQD y el Jv que daba mejores resultados
que la de la ecuación 5, esta nueva ecuación es:
(6)
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Con algunas modificaciones menores de la tabla
GSI publicada por Hoek y Marinos (2000) [1] se ha
encontrado que dos escalas lineales simples, las
JCond89 y el RQD, pueden ser usadas para
representar las condiciones superficiales de las
discontinuidades y la blocosidad del macizo rocoso.
Estas valoraciones están bien establecidas en la
práctica de la ingeniería geológica, son simples de
medir o estimar en campo y son posiblemente las
valoraciones que dan el mayor grado de consistencia
entre los diferentes geólogos que trabajan en un
mismo proyecto. Aún más importante, en una
revisión directa entre el GSI estimado de la suma de
estas valoraciones y el GSI obtenido del
cartografiado directo de la cara de un túnel se
encontró una relación aceptable para la
caracterización del macizo rocoso y obtener las
propiedades iniciales necesarias para los modelos
numéricos.
Reconociendo que los valores de las JCond89 no
son siempre disponibles en los datos de campo, se
han investigado dos escalas alternativas para estas
calidades superficiales. Una de estas es la relación
entre las JCond89 y las JCond76, una versión más
antigua de este parámetro que puede ser usado como
un remplazo directo de las JCond89. La segunda
alternativa es el coeficiente Jr/Ja que da una relación
con las JCond89 que provee una aceptable
aproximación para aplicaciones ingenieriles.
El objetivo de este paper fue construir un
conjunto de escalas para la tabla GSI, basadas en
escalas existentes y bien establecidas usadas en las
clasificaciones RMR o Q. Cai et al (2004) [13],
Somnez and Ulusay (1999) [14] y Russo (2007,
2009) [15, 16] tienen tablas cuantificadas del GSI
que incorporan escalas de las condiciones
superficiales y la estructura de la roca basados en
parámetros relativos a las usadas por los autores en
la construcción de la figura 5. Todas estas tablas
cuantificadas GSI incluida la propuesta en la figura
5 de este paper, tienen ventajas y desventajas. Sin
embargo, todas ellas sufren de dos deficiencias
significantes.
En primer lugar, los parámetros usados para
especificar las condiciones superficiales
(equivalentes de la Escala A en la figura 5) son
basadas en valoraciones de la rugosidad, alteración y
ondulación de las discontinuidades. Estas
valoraciones, con la excepción de la ondulación,
están basadas en la medición del grado de rugosidad
y alteración superficial en lugar de cualquier medida
física de la resistencia cizallante superficial misma.
Esta resistencia cizallante es un parámetro que
controla el comportamiento de los macizos rocosos
fracturados y es cuestionable si la naturaleza un
tanto arbitraria de las valoraciones de la rugosidad y
alteración, pueden proveer una medición confiable
de esta resistencia cizallante.
En segundo lugar, el uso del RQD por los autores
o alguna variación del Recuento Volumétrico de
Discontinuidades Jv o del volumen del bloque Vb,
por otros autores, limitan la definición de la
estructura de la roca a las dimensiones de los
bloques. Esto no toma en cuenta la proporción del
tamaño del bloque frente al tamaño del túnel o del
talud, como se muestra en la figura 4, que tiene una
influencia significante en la aplicación de la tabla
GSI para caracterizar el macizo rocoso.
La medición directa de las propiedades físicas y
el modelamiento numérico del proceso de fractura y
deformación de los macizos rocosos, aunque no
exento de retos y abusos por parte de usuarios sobre-
entusiastas, ofrecen el potencial para resolver
algunas de estas deficiencias.
La medición de la resistencia a la fricción de
corte de las superficies de especímenes pequeños es
bastante simple en un laboratorio de campo con
equipamientos básicos, similarmente, la medición de
la ondulación superficial de pequeña o gran escala
del problema antes mencionado. Combinando estas
mediciones con el ángulo de fricción básico de la
superficie de roca es un procedimiento bien
establecido y descrito por Barton y Choubey (1977)
[17]
Las técnicas numéricas como el modelo
Sintético del Macizo Rocoso (Mas Ivars et al. (2011)
[18]) provee los medios para incorporar la estructura
de las discontinuidades del macizo rocoso en
diferentes escalas. En su desarrollo, estos métodos
tienen el potencial de permitir un modelamiento
tridimensional de todos los componentes físicos de
un macizo rocoso y proveer una alternativa mucho
más rigurosa a la usada en la tabla GSI para la
caracterización empírica y de estimación de los
parámetros del macizo rocoso. En resumen, las
técnicas de modelamiento numérico pueden ser
7
usadas para mejorar la escala de la estructura del
macizo para que se incorporen ambas la escala de
los bloques de roca y de la estructura ingenieril.
Las escalas de caracterización de macizos
rocosos basadas en valoraciones, como las usadas en
este paper, han desempeñado un papel crítico en el
desarrollo de herramientas prácticas de diseño para
la ingeniería de rocas. Sin embargo, mientras los
profesionales continúen aplicando estas
metodologías por algún tiempo, los investigadores
deben girar su atención hacia las reales propiedades
físicas de las discontinuidades de rocas, y el
modelamiento numérico de las redes de fracturas en
las rocas para desarrollar y aplicar un mejor
entendimiento del comportamiento de los macizos
rocosos fracturados.
8. REFERENCIAS 1. Hoek, E. and Marinos, P. 2000. Predicting Tunnel
Squeezing. Tunnels and Tunnelling International.
Part 1 – November 2000, Part 2 – December, 2000.
2. Marinos. P, and Hoek, E. 2002. Estimating the
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such as flysch. Bulletin of the Engineering Geology &
the Environment (IAEG). 60: 85-92.
3. Marinos P., Marinos V., Hoek E. 2007. Geological
Strength Index (GSI). A characterization tool for
assessing engineering properties for rock masses.
Published in: Underground works under special
conditions, eds. Romana, Perucho & Olalla, 13-21.
Lisbon: Taylor and Francis.
4. Carter, T.G., Diederichs, M.S., and J.L.Carvalho, J.L.,
2008 Application of modified Hoek-Brown Transition
Relationships for assessing Strength and Post-yield
Behaviour at both ends of the rock competence scale.
Proc. SAIMM v108 No6 pp325-338.
5. Bieniawski, Z.T. 1989. Engineering rock mass
classification. New York: Wiley Interscience.
6. Deere, D.U. 1963. Technical description of rock cores
for engineering purposes. Felsmechanik und
Ingenieurgeologie (Rock Mechanics and Engineering
Geology), 1 (1), 16-22.
7. Bieniawski, Z.T. 1976. Rock mass classification in
rock engineering. In Exploration for rock engineering,
proc. of the symp., ed. Z.T. Bieniawski, 1, 97-106.
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8. Barton, N.R., Lien, R. and Lunde, J. 1974.
Engineering classification of rock masses for the
design of tunnel support. Rock Mech. 6(4), 189-239.
9. Hutchinson, D.J. and Diederichs, M. 1996. Cable
Bolting in Underground Mines. 406p. Vancouver.
Bitech.
10. Priest, S.D. and Hudson, J.A. 1976. Discontinuity
spacings in rock. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. &
Geomech. Abstr. Vol. 13, pp. 135-148.
11. Palmström, A. 1982. The volumetric joint count—a
useful and simple measure of the degree of jointing.
In: Proceedings of the Fourth International Congress
IAEG, New Delhi, vol. V, 221–228.
12. Palmström, A. 2005: Measurements of and
correlations between block size and rock quality
designation (RQD). Tunnels and Underground Space
Technology, 20, 326-377.
13. Cai, M., Kaiser, P.K., Uno, H., Tasaka, Y., Minami,
M. 2004. Estimation of rock mass strength and
deformation modulus of jointed hard rock masses
using the GSI system. Rock Mech Min Sci 41(1):3–
19.
14. Sonmez, H. and Ulusay, R. 1999. Modifications to the
geological strength index (GSI) and their applicability
to the stability of slopes. Int J Rock Mech Min Sci. 36,
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15. Russo, G. 2007. Improving the reliability of GSI
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Workshop Underground Works under Special
Conditions, Madrid.
16. Russo, G. 2009. A new rational method for calculating
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Technology. 24, 103-111.
17. Barton, N. and Choubey, V. 1977. The shear strength
of rock joints in theory and practice. Rock Mechanics.
12(1), 1-54.
18. Mas Ivars, D., Pierce, M.E., Darcel, D., Montes, J.R.,
Potyondy, D.O., Young, R.P. and Cundall, P.A. 2011.
The synthetic rock mass approach for jointed rock
mass modeling. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 48(2),
219-244.
9. AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen las contribuciones para la
preparación de este paper del Profesor Ted Brown,
Profesor Paul Marinos, Profesor Peter Kaiser, Dr.
Vassilis Marinos, Felipé Duran Del Valle, Jennifer
Day, Nicole Boultbee y Dabid Wood, quienes
participaron en la construcción de la tabla original
GSI.
Figura 8: Definición del RQD, de Deere (1963) [6].
8
10. APÉNDICE 1 – DEFINICIÓN DE PARÁMETROS
La Designación de la Calidad de la Roca RQD (Rock Quality Designation) fue desarrollado por Deere
(1963) [6]. El índice fue desarrollado para proveer la estimación cuantitativa de la calidad del macizo rocoso
a partir de los núcleos de perforación extraídos. El RQD es definido como el porcentaje de las piezas de
núcleos intactos mayores a 100 mm (4 pulg.) del total de longitud del núcleo. El núcleo debe ser al menos
del tamaño NW (54.7 mm o 2.15 pulg. de diámetro) y debe ser perforado con al menos una barra de doble
núcleo. El procedimiento correcto para la medición de la longitud de las piezas de núcleo y del cálculo de la
sumatoria del RQD se presenta en la figura 8.
La definición de las JCond89 en la tabla es reproducida directamente de Bieniawski (1989) y las JCond76,
de Bieniawski (1976) [7] definida en la tabla 2.
Tabla 1: Definición de las JCond89 de Bieniawski (1989) [5].
Condición de las
discontinuidades
Superficies muy
rugosas
No continuidad
Sin separación
Superficie
inalterada
Superficies
ligeramente rugosas
Separación <1mm
Superficie
ligeramente alterada
Superficies
ligeramente
rugosas.
Separación <1mm
Superficie muy
alterada
Superficies cizalladas
o con relleno <5 mm
Separación de 1-5 mm
Continuidad de las
discontinuidades
Relleno blando
>5mm o
Separación > 5mm
Continuidad de las
discontinuidades
Valoración 30 25 20 10 5
Guía para la clasificación de las condiciones de discontinuidades Longitud de las
discontinuidades <1m 1 a 3m 3 a 10m 10 a 20m Más de 20m.
Valoración 6 4 2 1 0
Separación (Apertura) Nada <0.1 mm 0.1 – 1.0mm 1 – 5mm Mayor a 5mm
Valoración 6 5 4 1 0
Rugosidad Muy rugosa Rugosa Ligeramente
rugosa Lisa Cizallada
Valoración 6 5 3 1 0
Relleno Nada Relleno duro <5m Relleno duro >5m Relleno suave
<5mm
Relleno suave >
5mm
Valoración 6 4 2 2 0
Alteración Inalterada Ligeramente
alterada
Moderadamente
alterada Muy Alterada Descompuesta
Valoración 6 5 3 1 0
Tabla 2: Definición de las JCond76 de Bieniawski (1976)
Condiciones de las
discontinuidades
Superficies muy
rugosas
No continuidad
Sin separación
Superficie dura
Superficies
ligeramente rugosas
Separación <1mm
Superficie dura
Superficies
ligeramente
rugosas.
Separación <1mm
Superficie blanda
Superficies cizalladas
o con relleno <5 mm
Apertura de 1-5 mm
Continuidad de las
discontinuidades
Relleno blando
>5mm o
Apertura > 5mm
Continuidad de las
discontinuidades
Valoración 25 20 12 6 0
Tabla 3: Definición de Jr y Ja las superficies de discontinuidades (sin pre-cizallamiento) de Barton et al (1974) [8].
NÚMERO DE RUGOSIDAD Jr Valoración NÚMERO DE ALTERACIÓN Ja Valoración
Discontinuidades discontinuas 4
Discontinuidad muy estrecha, dura, no expandibles, relleno
impermeable 0.75
Rugosa e irregular, ondulada 3
Superficies inalteradas, solo manchas de alteración
superficiales 1.0
Lisa, ondulada 2
Superficie ligeramente alterada, minerales de relleno duro,
partículas arenosas, arcilla en menor proporción, etc. 2.0
Cizallada, ondulada 1.5
Rellenos de limo-arcilloso o areno-arcilloso, fracciones
pequeñas de arcillas 3.0
Rugosa o planar irregular 1.5 Arcillas suaves o de baja fricción, minerales de relleno de
caolinita, mica, clorita, talco, yeso, grafito, etc., y una pequeña
cantidad de arcilla expansiva. (Rellenos discontinuos, 1 – 2
mm o menos de grosor).
4.0 Lisa, planar 1.0
Cizallada, planar 0.5
Título original “Quantification of the Geological Strength Index chart” De Hoek, E., Carter, T.G., Diederichs, M.S.
(2013) Traducido por: Alcántara, E. (2014).
