La Clasificación Geomecánica de Lauffer

La clasificación geomecánica de Lauffer, de 1958, parte de las ideas de Josef Stini de 1950 sobre la importancia de los defectos del macizo rocoso en su comportamiento mecánico. La hipótesis principal de la clasificación es que el sostenimiento depende, en gran medida, de la calidad de la roca, lo cual suena muy bien, si, pero ¿cuánto depende, exactamente?

Para cuantificarlo, Lauffer estudió diferentes tipos de excavación (incluso minas abandonadas) en diferentes tipos de roca, midiendo el tiempo que eran capaces de mantenerse estables antes de desmoronarse.

A partir de los datos obtenidos, clasificó los terrenos en siete categorías, indicando el tipo de sostenimiento más apropiado para cada terreno en función de dos parámetros:

  • La longitud libre o vano crítico: Menor de las dos dimensiones -diámetro o longitud de galería- que se puede mantener estable sin revestimiento.
  • Tiempo de estabilidad o mantenimiento (Stand Up Time): Tiempo que puede mantenerse, sin desmoronarse, dicha longitud libre.

 

El trabajo de Lauffer no fue especialmente reconocido, sin embargo, resultó básico para que Rabcewicz, Pacher y Müller llegaran a desarrollar el llamado “Nuevo Método Austriaco o NATM“, unos años más tarde.

Enlaces relacionados:


La Clasificación Geomecánica de Terzaghi

La clasificación geomecánica de Terzaghi tiene como fecha de nacimiento 1946. Ese año, la “Commercial Shearing and Stamping Co.”, una importante empresa fabricante de cerchas de acero para la entibación de túneles, aceptó que Karl Terzaghi se encargara de la parte de geología de su manual de entibaciones, el “Rock Tunnelling with Steel Supports“, escrito por Proctor y White.

Proctor era el vicepresidente de la compañía y White el ingeniero estructural, y aunque los dos llevaban 20 años en el tema y más de 300 túneles hechos, seguían sin tener claros ciertos conceptos geotécnicos. Hasta tal punto que, tras las primeras dos horas de conversación con Proctor, Terzaghi declaró “we both have the sensation that we lived for a long time in the same country but on opposite sides of an high wall“.

Casi al mismo tiempo (aunque se publicó mucho después) escribieron una versión para suelos, el “Earth Tunnelling with Steel Supports“, manteniendo los autores originales y sin mencionar a Terzaghi como coautor, algo “that seems somewhat scandalous” según Goodman, claro que Terzaghi decía de ellos que, pese a tener una buena capacidad de observación, eran “abominable writers“.

Fuera o no un error, el manual se hizo famoso por incluir la “clasificación geomecánica de Terzaghi“.

Desarrollada, evidentemente, a partir de experiencias en túneles de ferrocarril con cerchas de acero, y basada únicamente en el tipo de terreno, a partir de la anchura y la altura del túnel, proporciona la carga sobre las cerchas metálicas, permitiendo así un rápido dimensionamiento (de ahí el concepto “clasificación”, ni más ni menos).

Según los expertos, para diámetros inferiores a 9 metros los resultados se pueden considerar buenos, incluso conservadores en de roca de buena calidad, pero no muy fiables en terrenos de comportamiento plástico o expansivo (además, como mantiene la tradición americana de usar mucho explosivo y la mayor cantidad posible de acero en las cerchas -lo más rígidas posible-, es demasiado conservadora también para túneles excavados con limitación de explosivos, con microretardos o con voladuras de contorno).


Aunque la primera versión sólo era para roca (el cuadro superior no es el original, sino el modificado por Deere y Rose en 1982), hay también versiones para suelos, como el cuadro inferior, publicado por Manuel Romana en el año 2000, en un librito en el que tuve el placer de colaborar.

Las tendencias actuales van encaminadas hacia sistemas de sostenimiento más flexibles (bulonajes y gunitados, principalmente) por lo que esta clasificación ha ido perdiendo aplicación, con los años.

Fuentes:


«Mecánica de Rocas Aplicada a la Minería Metálica Subterránea»

El libro que presento hoy lleva por título “Mecánica de rocas aplicada a la minería metálica subterránea” y, al igual que ya pasó con el Manual de Taludes, cambia entre ediciones, si el Manual de Taludes cambió de nombre (conservando el ISBN), este modificó su formato, eliminó un par de temas y, lo más curioso, cambió de autores.

Mecánica de Rocas Aplicada a la Minería Metálica Subterránea

Como su nombre indica, trata de mecánica de rocas y de minería metálica subterránea (más o menos al 50%), a lo largo de más de 300 páginas. Es un libro muy recomendable, con temas muy bien explicados (el de los criterios de rotura, por ejemplo) aunque en otros esté algo desfasado ya, como el de la clasificación geomecánica Q de Barton, más que nada porque el libro es de 1991 y Barton revisó su método casi por completo en 2002, en un completo artículo del International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences que figura entre los 10 más citados de dicha revista (en el momento de escribir esta entrada, septiembre de 2009).

El “Mecánica de rocas aplicada a la minería metálica subterránea” me costó lo mismo que el Manual de Taludes, 3.120 ptas (18,75 €). Su precio actual en el catálogo de publicaciones del IGME de 2009 (pdf) es de 12,50 €, mientras que el Manual de taludes vale 30 €… no tengo muy claro qué baremo usan para determinar los precios, la verdad.

La versión que dejo aquí no es exactamente la misma que hay en la web del IGME, he corregido un par de páginas que se habían ido de sitio durante el proceso de escaneado.

Mecánica de Rocas Aplicada a la Minería Metálica Subterránea

Mecánica de rocas aplicada a la minería metálica subterránea [pdf – 24 MB]

 

Por cierto, en el libro no queda muy claro de qué año es la Clasificación Geomecánica de Protodyakonov. Hace unos años hice un “estado del arte” de las clasificaciones geomecánicas y pude comprobar que es de principios del siglo XX, pero muchos textos (como este manual) la fechan en 1962, seguramente porque las fuentes originales están en ruso y son difíciles de encontrar. En fin, si alguien lo sabe le agradecería que me lo dijera.

Manual de Taludes del Instituto Geológico y Minero de España (IGME)

Aprovechando que estoy calculando unos taludes estos días, añado al blog el Manual de Taludes del Instituto Tecnológico GeoMinero de España (ITGE), denominación que duró muy poco, de 1988 a 2000, año en que volvió a ser otra vez el Instituto Geológico y Minero de España (IGME).

Manual de Taludes del Instituto Geológico y Minero de España (IGME)

Es la primera y única edición, la de 1987, titulada simplemente “Manual de Taludes“. En 1991 se hizo una primera reimpresión, con una nueva portada, de color verde (la de la imagen superior), y un nuevo título, “Manual de Ingeniería de Taludes“, y en 2006 una segunda reimpresión, pero esta vez sólo cambiaron la portada.

Durante el V Congreso de Taludes y Laderas Inestables de Madrid, en 2001, le pregunté a Francisco Ayala Carcedo (qepd), codirector del Manual y también del Congreso, por una posible 2ª edición y me dijo que él no estaba interesado, pero que había mucha gente del IGME que sí lo estaba así que, quién sabe, quizá algún día lleguemos a verla (estaría muy bien, es un libro muy recomendable).

Como me gusta saber lo que me han costado los libros (sobre todo si los he pagado yo), no suelo quitarles el precio, éste en concreto me costó 3.120 pesetas (18,75 euros) en 1997. En el catálogo de publicaciones del IGME de 2009 [pdf, 6 MB] vale 30 €, no está mal el aumento del IPC.

El documento que enlazo no es exactamente el mismo archivo pdf que está disponible en la página web del IGME, al escanearlo mezclaron algunas páginas, he corregido lo que he podido.

Manual de Taludes del Instituto Geológico y Minero de España (IGME) Manual de Taludes / Manual de Ingeniería de Taludes [pdf – 28 MB]

Si lo quieres en versión impresa porque lo vas a manejar mucho, porque te gusta tener los libros encuadernados en papel, porque quieres regalarlo o, simplemente, porque no te gusta consultar documentos por pantalla, puedes comprarlo en el siguiente enlace afiliado:

Los manuales técnicos del US Army Corps of Engineers

Aunque hoy en día es fácil encontrar buenos (y también malos) textos en la red, los manuales técnicos del USACE siguen siendo una fuente de información muy válida.

Los enlaces apuntan directamente al archivo pdf con el manual completo, para evitar que el archivo pdf se abra en el navegador, botón derecho y “guardar destino como”.

EM 1110-1-1802 – Geophysical Exploration (31-08-95)

EM 1110-1-1804 – Geotechnical Investigations (01-01-01)

EM 1110-1-1904 – Settlement Analysis (30-09-90)

EM 1110-1-1905 – Bearing Capacity of Soils (30-10-92)

EM 1110-1-2907 – Rock Reinforcement (15-02-80)

EM 1110-1-2908 – Rock Foundations (30-11-94)

EM 1110-2-1421 – Groundwater Hydrology (28-02-99)

EM 1110-2-1810 – Coastal Geology (31-01-95)

EM 1110-2-1901 – Seepage Analysis and Control for Dams (30-09-86 & 30-04-93)

EM 1110-2-1902 – Slope Stability (31-10-03)

EM 1110-2-1906 – Laboratory Soils Testing (30-11-70 & 20-08-86)

EM 1110-2-1911 – Construction Control – Earth & Rock-Fill Dams (30-09-95)

EM 1110-2-2300 – Engineering and Design – Earth & Rock-Fill Dams (30-07-04)

EM 1110-2-2502 – Retaining and Flood Walls (29-09-89)

EM 1110-2-2503 – Sheet Pile Cellular Structures Cofferdams & Retaining Structures (29-09-89)

EM 1110-2-2504 – Design of Sheet Pile Walls (31-03-94)

EM 1110-2-2901 – Tunnels and Shafts in Rock (30-05-97)

EM 1110-2-2906 – Design of Pile Foundations (15-01-91)

La lista completa con todos los manuales está aquí .