El túnel y la estratificación

En el pasado la orografía marcaba la ruta, un burro suelto indicaba el camino y la estructura del macizo rocoso sugería la forma más segura de atravesarlo. En el presente, la orografía sólo importa si es políticamente rentable, los burros siguen dictando el camino (algunas cosas nunca cambian) y los macizos rocosos se atraviesan cómo, cuándo y por dónde haga falta.

Las fotografías están tomadas en la carretera A-2403, cerca del Parque Geológico de Aliaga, en Teruel, zona mencionada ya en aquella entrada que dediqué a la rugosidad de las juntas, y en apenas unos metros de trazado nos permiten ver cómo el terreno es atravesado de forma paralela, perpendicular y oblicua a la estratificación, siendo este último el caso más delicado, por la posible formación de cuñas.

[Pulsa sobre las fotografías para verlas mejor]

Las fotos son de Google Street View, mucho mejores que las mías, todavía de aquella época analógica en la que había que esperar varios días para descubrir un dedo tapando el objetivo, aunque en las mías el hastial de la segunda foto no estaba hormigonado, eso debe ser reciente.

Ya que estamos con el tema, ¿cuánto puede influir la estratificación?

Pues bastante, pero si se trata de cuantificarlo numéricamente, grosso modo, podemos echar mano de una clasificación geomecánica. Tomando la clasificación RMR de Bieniawski, por ejemplo, la orientación de las discontinuidades respecto de la traza del túnel se tiene en cuenta con un factor (tomado de la clasificación RSR de Wickham, Tiedemann y Skinner) que puede llegar a restar hasta 12 puntos sobre 100… no está mal.

«El colapso de la estación de Pinheiros de enero de 2007», por Nick Barton

Otra conferencia o Keynote Lecture del Eurock 2009, esta vez a cargo de Nick Barton, muy conocido por la Clasificación Geomecánica Q de Barton, Lien y Lunde, y que en esta ocasión estudia el colapso producido en la estación de Pinheiros, en la línea 4 del metro de Sao Paulo, en enero de 2007.

Se trata de un problema recurrente, los túneles de metro profundos no gustan, la gente ya no quiere bajar tramos y más tramos de escaleras hasta el centro de la tierra, están pasados de moda, ahora se buscan estaciones poco profundas, amplias, luminosas y diáfanas, lo cual resulta problemático porque eso implica hacerlas muy superficiales, y ya se sabe que los niveles más superficiales del terreno suelen ser también los más alterados, por no mencionar que son también los niveles ocupados por las cimentaciones más próximas. 

En este caso, el colapso afectó a una longitud de 40 metros con una luz de 19 metros, se llevo por delante a siete personas y se parece mucho a otros colapsos de frente… quizá demasiado.

La conferencia lleva por título «Metro construction at the most unfavourable depth caused a major metro station collapse in Brazil due to a unique sub-surface structure” y está disponible también como artículo [pdf comprimido en zip, 2,17 MB]. Tiene una duración de 42 minutos y habría ganado mucho si hubieran apagado la luz, francamente.

Si alguien quiere más información, tiene más datos en esta presentación [pdf – 10 MB] y algunas fotografías interesantes en esta cuenta de Flickr.


Servicios Técnicos de Mecánica de Rocas (STMR) estrena blog

Vía comunicación personal de su presidente, Manuel Romana Ruiz, me entero de que Servicios Técnicos de Mecánica de Rocas (STMR), empresa muy conocida por sus cursos de formación sobre mecánica de rocas, mejora del terreno, túneles, taludes, etc. y con la que estuve colaborando hace ya algunos años (caramba, cómo pasa el tiempo), también se ha decidido a probar el formato blog.

En principio el blog se va a utilizar para mejorar la comunicación con todas aquellas personas interesadas en sus cursos de formación, tal y como indica su entrada de presentación, pero en el futuro está previsto utilizarlo también para compartir noticias y artículos técnicos. Es de suponer que entre estos últimos no faltarán los dedicados a túneles y clasificaciones geomecánicas, especialmente a la clasificación geomecánica SMR para taludes, producto de la casa, así que, ya sabéis, añadid “Blog STMR” a vuestra lista de favoritos o lector RSS para estar al tanto de todas las novedades.

 blog de Servicios Técnicos de Mecánica de Rocas (STMR) Pulsa en la imagen para ir al blog
 

El perfilómetro y la rugosidad de la junta

En mecánica de rocas, la rugosidad de las juntas desempeña un papel muy importante, especialmente cuando se trata de juntas cerradas. A mayor rugosidad, mayor resistencia a corte, lo cual permite, junto con la cohesión (o resistencia a corte bajo tensión normal nula) y los “puentes de roca”, que cosas como ésta puedan mantenerse en su sitio sin caer sobre la calzada:

Carretera A-2403 cerca del Parque Geológico de Aliaga, en Teruel

Los primeros criterios de rotura de mecánica de rocas, como los de Patton (1966), Ladanyi y Archambault (1969) o Jaeger (1971), trataban la rugosidad de la junta como un incremento del ángulo de rozamiento pero, poco a poco, la rugosidad fue ganando importancia hasta convertirse en el parámetro JRC (Joint Roughness Coefficient) del criterio de Barton (1973 → 1990), o el Jr de la clasificación geomecánica Q de Barton, Lien y Lunde (1974 → 2002).

Dependiendo de la escala se habla de aspereza o de rugosidad propiamente dicha. A pequeña escala (milimétrica o centimétrica), la aspereza de una junta puede ser rugosa, suave o pulida. A mayor escala (decimétrica o métrica), la rugosidad puede ser plana, ondulada o escalonada. Así, dependiendo del problema, la rugosidad debería calcularse teniendo en cuenta el factor de escala existente entre la muestra y el macizo (sin olvidar el sentido común) pero, ¿cómo cuantificamos la rugosidad de la muestra?

Hay varios métodos, los perfiles tipo de Barton y Choubey de la figura superior (con el JRC para longitudes de junta de 20 cm y 1 m), barras graduadas, discos con brújula, ensayos in situ -como el de inclinación o Tilt test-, ensayos de corte directo y, por supuesto, métodos modernos mediante fotointerpretación, laser escáner y análisis fractal de imagen… pero si no estamos muy seguros, siempre podemos hacer uso de métodos simplificados como, por ejemplo, el perfilómetro, también llamado «peine de Barton».


Como se puede ver, el perfilómetro no es ninguna maravilla de la tecnología, pero ayuda en esos casos en los que la observación visual resulta complicada, permitiendo “calcar” el perfil real de la junta para estudiarlo con tranquilidad y ver si se ajusta a alguno de los perfiles tipo o requiere un cálculo más detallado.

Aunque en ciertos catálogos especializados se pueden ver perfilómetros con precios comprendidos entre 30 y 90 €, la verdad es que el sofisticado perfilómetro de las fotografías me costó algo menos de 2 € en una oferta de unos grandes almacenes de bricolaje… evidentemente, no es de la mejor calidad, pero no vale la pena afinar tanto, si te sobra el dinero mejor compra deuda pública.

Conferencia: «Stresses in Rock Masses», por John Hudson

Hace unos meses se celebró en Croacia el Eurock2009, el Simposio Europeo de la Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas (ISRM). Normalmente las conferencias de estos eventos no están disponibles al público pero en esta ocasión si lo están, así que será cuestión de aprovecharlo, digo yo.

La primera que añado al blog es la de John Hudson, profesor emérito del Imperial College y actual presidente de la ISRM, al que muchos conocerán por los dos tomos del “Engineering Rock Mechanics”, con John Harrison de coautor, y por sus artículos sobre tensiones en roca, principalmente en el “International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences”.

El tema de su charla es justamente ese, “Stresses in Rock Masses: A Review of Key Points” o, lo que es lo mismo, “Tensiones en Macizos Rocosos: Repaso de Puntos Clave”. Poneos cómodos, son 40 minutos de conferencia.