«Los 10 Mandamientos de las Clasificaciones Geomecánicas RMR y Q», según Bieniawski

Las clasificaciones geomecánicas son una gran ayuda a la hora de caracterizar las propiedades de un macizo rocoso… siempre y cuando se utilicen de forma adecuada, evidentemente. En caso de duda, he aquí los “diez mandamientos” para un uso correcto de las clasificaciones geomecánicas RMR y Q, según R. Z. Bieniawski Von Preinl.

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I. Asegúrate de que los parámetros de la clasificación son cuantitativos (están medidos, no sólo descritos), adecuados, provienen de ensayos normalizados, pertenecen a cada región estructural geológica, y se basan en sondeos, galerías de exploración y cartografía geológica de superficie, además de en sísmica de refracción que permita interpolar entre el inevitablemente escaso número de sondeos.

II. Sigue los procedimientos establecidos para clasificar los macizos rocosos con el RMR y el Q y determina los rangos de variación típicos y los valores medios.

III. Utiliza las dos clasificaciones y comprueba los valores obtenidos con las correlaciones publicadas entre Bieniawski (1976) y Barton (2008).

IV. Estima las propiedades del macizo rocoso, en particular el módulo del macizo (para su uso en modelos numéricos) y el tiempo de autoestabilidad. No olvides incluir un ajuste para los túneles construidos con TBM.

V. Estima las necesidades preliminares de sostenimiento aplicando las dos correlaciones en la selección.

VI. Utiliza la modelización numérica, obteniendo factores de seguridad, y comprueba que se dispone de suficiente información. Usa por lo menos dos criterios de comparación y coteja los resultados proporcionados por el criterio de Hoek-Brown.

VII. Si no se dispone de información suficiente, admite que el método de diseño iterativo requiere de una exploración geológica más intensiva y de nuevos ensayos, por ejemplo medidas del estado tensional, si fuera necesario.

VIII. Ten en cuenta el proceso constructivo, y en el caso de los estudios de viabilidad de las tuneladoras, estima las velocidades de avance usando el QTBM y el Índice de Excavabilidad de macizos rocosos RME.

IX. Asegúrate de que toda la información sobre la caracterización del macizo rocoso esté incluida en un Informe Geotécnico para Especificaciones del Diseño que trate sobre la metodología de diseño, las hipótesis y estimaciones asumidas y las desviaciones estándar de los datos.

X. Realiza los levantamientos del RMR y el Q a medida que avance la construcción, de manera que puedan compararse las condiciones previstas con las reales con objeto de verificar el diseño o realizar las modificaciones oportunas.

Bonus: Naturalmente, no es necesario resaltar que deben incluirse ensayos de laboratorio que estén de acuerdo con la normativa y cuenten con un presupuesto adecuado. Los ingenieros y los geólogos deberían trabajar en equipo y comunicarse regularmente entre ellos y con el cliente.

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Puedes ampliar la información en el post dedicado al artículo sobre «Errores en la aplicación de las Clasificaciones Geomecánicas y su corrección», de R. Z. Bieniawski.


Manual de Geomecánica aplicada a la prevención de accidentes por caída de rocas en minería subterránea

Aprovechando que estos días me encuentro en Lima voy a enlazar un documento hecho en Perú, el interesante “Manual de Geomecánica aplicada a la prevención de accidentes por caída de rocas en minería subterránea“.

Manual-Geomecanica-Aplicada-Prevencion-Accidentes-Caida-Rocas

Editado por la Sociedad Nacional de Minería, Petroleo y Energía en junio de 2004 con el propósito de “contribuir al esfuerzo que realizan las empresas mineras y sus trabajadores por lograr una minería segura en el Perú“, el manual está estructurado en cinco capítulos dedicados a conocer la roca (1), identificar los problemas del terreno (2), controlar la estabilidad (3), sostenimiento (4), zonificación geomecánica del Perú (5), y el desatado de rocas (Anexo), todo ello a lo largo de 240 páginas.

Frente a otros libros con un planteamiento mucho más técnico (como el de mecánica de rocas del IGME, p.ej.), la intención de este manual es llamar la atención sobre los puntos más importantes, especialmente los relacionados con las clasificaciones geomecánicas RMR y GSI y la seguridad, y la verdad es que lo consigue, gracias a fotografías, esquemas y dibujos muy buenos.

Manual de geomecánica aplicada a la prevención de accidentes por caída de rocas en minería subterráneaManual de Geomecánica aplicada a la prevención de accidentes por caída de rocas en minería subterránea [pdf – 78 MB]

2ª ISRM Online Lecture: «Solving the Unsolved Problems in Rock Mechanics and Rock Engineering», por John Hudson

Hace unos días anuncié la primera ISRM Online Lecture diciendo que estaba previsto hacer cuatro al año. Pues bien, ya tenemos aquí la segunda, de intrigante título, “Solving the Unsolved Problems in Rock Mechanics and Rock Engineering“, por el profesor John Hudson, presidente del ISRM entre 2007 y 2011.

Pulsa en la imagen para acceder a la conferencia: 

2ª ISRM Online Lecture: "Solving the Unsolved Problems in Rock Mechanics and Rock Engineering", por John Hudson

«Los 5 errores de concepto más frecuentes en la Ingeniería Geomecánica», según Bieniawski

Un listado de errores de concepto que te interesa conocer si te dedicas a la geotecnia o ingeniería geomecánica en temas de mecánica de rocas, clasificaciones geomecánicas, taludes, túneles, cimentaciones, etc.

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1) Los túneles pueden diseñarse usando bien las clasificaciones geomecánicas, bien los modelos numéricos, o bien a partir de los datos de la instrumentación

No es cierto. Hacerlo así es un grave error. Es primordial evitar elegir un único método de diseño justificándolo con “no teníamos el tiempo y el dinero” para afrontar la aproximación correcta. Los tres métodos señalados son: el empírico (por ejemplo la clasificación RMR o la Q), el analítico (por ejemplo, las soluciones concretas que se obtienen en los modelos numéricos de ordenador), y el observacional (por ejemplo, las mediciones que se realizan durante la construcción o el Nuevo Método Austriaco NMA).

 

2) Para macizos rocosos de muy mala calidad, no es aplicable la categoría inferior de la clasificación RMR

No es cierto, son ideas equivocadas sobre los hechos. Los hechos son que el RMR continua usándose con éxito incluso para “rocas de muy mala calidad”, Clase 5 con RMR<20, cuando los datos se determinan de manera adecuada.

Este mito se deriva de hábitos erróneos que utilizan las clasificaciones geomecánicas como un “libro de cocina” del que se espera obtener “recetas” válidas para todas las situaciones de proyecto.

 

3) El criterio de Hoek-Brown y el criterio de Mohr-Coulomb son los únicos para estimar la resistencia de los macizos rocosos y el factor de seguridad

No es cierto, el criterio de Mohr-Coulomb, que se remonta a 1773 (!!), sirve para bastantes cosas, en particular para el análisis de la estabilidad de taludes, pero existen otros criterios de resistencia de pico -igualmente efectivos- por ejemplo, el criterio de Yudhbir-Bieniawski (1983) que se utiliza para cotejar los resultados del criterio de Hoek-Brown.

 

4) La mejor forma de estimar el módulo de deformación es a partir de cualquiera de las correlaciones que se encuentran en la literatura de la mecánica de rocas

No es cierto, unas correlaciones están mejor sustentadas que otras, y algunas correlaciones deben evitarse si no se confirman con ensayos in situ. Pero hay una gran diferencia entre “determinar” y “estimar” la deformabilidad del macizo rocoso: determinar es muy deseable; estimar se hace en ausencia de datos in situ fiables y para diseños preliminares.

 

5) Es suficiente con basarse en ejemplos estudiados y desarrollados en el campo de la ingeniería civil de túneles

¡ Una gran equivocación ! Hay gran cantidad de valiosa información que obtener de “nuestros primos” los ingenieros de minas, para aplicarla a la ingeniería civil.

Tanto los ingenieros civiles como los de minas tienen gran tradición y suficientes logros en su haber en el diseño y construcción de túneles de obras civiles y galerías mineras, cavernas y chimeneas. Sin embargo, llama la atención la escasa interacción entre las dos disciplinas, y esto es particularmente evidente en lo que se refiere a las clasificaciones del macizo rocoso.

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Todo esto y mucho más en el post dedicado al artículo «Errores en la aplicación de las Clasificaciones Geomecánicas y su corrección», de R. Z. Bieniawski (que además está en castellano, para que no te quejes).


Manuel Romana: «Cimentación de presas. Aspectos Geomecánicos»

Conferencia Magistral Raúl J. Marsal 2012

Hace un par de meses anuncié la “XXVI Reunión Nacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica” que se iba a celebrar en Cancún en noviembre de 2012, destacando que la conferencia magistral “Raúl J. Marsal” correría a cargo de Manuel Romana Ruiz, catedrático emérito de la UPV. Pues bien, en rigurosa primicia y como regalo de navidad (escribo esto el 24 de diciembre) tenéis aquí el texto íntegro de la conferencia «Cimentación de presas. Aspectos Geomecánicos» directamente de su autor, al que agradezco el envío.

Raúl Jaime Marsal, nacido en Argentina, fue uno de los grandes geotécnicos mexicanos del siglo XX, junto con Nabor Carrillo y Leonardo Zeevaert (entre otros) de ahí que las conferencias de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica lleven sus nombres. Un detalle a tener en cuenta, hasta el momento sólo otro español había tenido el honor de impartir una de estas conferencias, José Antonio Jiménez Salas, que habló sobre mecánica de suelos no saturados en 1990.

La conferencia proporciona una visión muy completa de la cimentación de presas y su evolución histórica conforme han ido apareciendo nuevos materiales, nuevas técnicas, nuevas teorías y, por supuesto, nuevos problemas geomecánicos (presión de poro, distintos módulos de deformación, etc.). No faltan los ejemplos comentados (Proserpina, Hoover, El Atazar, Mantaro, Karun, Jin Ping, etc.) ni las clasificaciones geomecánicas ad hoc, como la clasificación Dam Mass Rating o DMR, desarrollada por el propio Manuel Romana desde 2003.

El texto tiene tres apéndices, los dos primeros están dedicados al DMR mientras que el tercero es una aclaración sobre la diferente terminología técnica utilizada en México y España, con algunas equivalencias que todos conocemos (concreto por hormigón o enrocamiento por escollera), otras no tan habituales, y términos que no utilizamos del mismo modo, como los esfuerzos de tensión.

Manuel Romana. Cimentación de presas. Aspectos Geomecánicos. Conferencia Raúl Marsal

Manuel Romana – Cimentación de presas. Aspectos Geomecánicos [pdf – 3,61 MB]