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8/17/2019 Copia de MECANICA de ROCAS-Cap1.Ppt [Modo de Compatibilidad]

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• Las ROCAS son sólidos policristalinos.• Las ROCAS son agregados de diversos

minerales ó formadas por un únicomineral.

MECANICA DE ROCAS

CAPITULO PRIMERO:ROCA: MATERIAL INGENIERILLas rocas se organizan de acuerdo a

diversos criterios:a. De acuerdo a su naturaleza geológica:

Másica

Texturalb. De acuerdo a su naturaleza Ingenieril :

EstructuralGeotécnica

c. De acuerdo a su naturaleza Mecánica


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ROCAS SEGÚN SU NATURALEZA GEOLOGICA:CRITERIO MASICO Y TEXTURAL


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ROCAS SEG N SU NATURALEZAGEOLOGICA: CRITERIO MASICO

Las rocas se dividen en tresgrandes grupos:

• IGNEAS, formadas por lasolidificación del magma;

• SEDIMENTARIAS, originadasa partir de los materiales de laerosión acumulados en unazona concreta.

• METAMÓRFICAS, formadaspor transformación de otrostipos de rocas.

ROCASIGNEAS

ROCAS

SEDIMENTARIAS

ROCASMETAMORFICAS


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ROCAS IGNEAS

Rocas ígneas : Estas rocas se forman por la cristalización o enfriamiento del magma.


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SERIE DE BOWEN• Define el orden de separación de los silicatos en un magma que se enfría y por

un proceso que transcurre en dos líneas independientes, una continua, y otradiscontinua que se desarrollan a la vez (ver Cuadro). En la parte final,cristalizan los feldespatos potásicos, la moscovita y el cuarzo.

• Las reacciones continuas se inician con el feldespato cálcico (anortita) yterminan con el sódico (albita), mientras las discontinuas empiezan con losolivinos, continúan con los clinopiroxenos y ortopiroxenos, luego con lahornblenda y finalmente con la biotita.

ROCAS IGNEAS


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ROCAS IGNEAS


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Composición mineralógica (Criterio de Clasificación)

Formado por 7 grupos minerales (Más de 1,000 especies minerales):Cuarzo (Q), Feldespato (FA), Feldespatoide (F), Olivino, Piroxeno, Anfibol, Mica.

• Cuarzo: SiO2• Feldespato: Ortoclasa (F. Potásico): Ortosa: K(Al Si3O8), Microclima, Anortoclasa

Plagioclasa (F. Cálc/Sód): Albita/Anortita : NaAlSi3O8/CaAl2Si2O8, Andesina

• Mica: Moscovita: KAl2(Al,Si)4.10(OH, F)2, Biotita: K(Mg,Fe)3(Al,Fe).Si3O10(OH,F)2,Flogopita, Lepidolita, Margarita : CaAl2(Al2Si2O10)(OH)2.

• Anfibol: Horneblenda: (Mg,Fe)7 Si8O22 (OH)2, Actinolita: Ca2(Mg,Fe)5 Si8O22 (OH)2 Antofilita ((Mg,Fe)7Si8O22(OH)2, Grunerita, Tremolita, Riebeckita.

• Olivino: (Mg,Fe)2 SiO4, Fosterita, Fayalita, Monicellita (CaSiO3)

• Piroxeno : (Ca,Mg,Fe)SiO3 , Augita (XY(Z2O6),Diópsido (CaMgSi2O6), Enstatita, Jadeita.

• Feldespatoide: Nefelina : (Na,K) AlSiO4, Canarinita: (Na,Ca)7-8 (Al6Si6O24) (CO3SO4)1.5-2.5 (H2O)

ROCAS IGNEAS

CONT.

Si /

Fe-Mg

Acido/ Félsico

>65%

40%

Ultrabásico/Ultramáf.

< 40 %

100 %

Plutónica/

Volcánica

Granito

Riolita

Granodiorita

(Rio)Dacita

Sienita

Traquita

Monzonita

Latita

Diorita

Andesita

Gabro

Basalto

Piroxenita

Augita

Peridotita

Komatiita*

Min. Princ.

Min. Secun

Qz,Or,N-Pg

Mu,Bt,Am

Am,Pg,BtPx

Ca-PgPxOv,Am

Ov, Px

Ca-Pg


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ROCAS IGNEAS: Petrología


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ROCAS IGNEAS: Petrografía


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El granito es una roca leucocrática.Contiene como minerales félsicos:

Feldespatos alcalinos (microlina o

ortóclasa), cuarzo y plagioclasa. El

cuarzo muestra normalmente un color

gris- transparente, con un fracturamiento

concoide. Los componentes máficos son

biotita, muscovita, hornblenda. Augita es

muy escaso. Cuarzo y los feldespatos

muestra contornos xenómorfos, las

plagioclasas y los máficos son

generalmente hipidiomórfico o

idiomórfico.

ROCAS IGNEAS INTRUSIVAS

La diorita aparece generalmente de color "blanco-negro" o es levemente gris- verde.

Como componente féldsico se encuentra

casi solo plagioclasa (Contenidos de An 30-

50). Cuarzo y los feldespatos alcalinos nosuperan 5%. Los máficos más comunes

son hornblenda verde, biotita y titanita.

Augita es más escasa. La textura es

hipidiomórfica - granular, pero los grandes

cantidades de plagioclasa (blanco-gris)

esconden la equigranualidad.


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ROCAS IGNEAS EXTRUSIVAS

La Andesita se compone principalmente

de plagioclasa, hornblenda, biotita yaugita. Frecuentemente muestra una

textura porfídica con fenocristales de

plagioclasa. La matriz es densa y

microcrisalina de color negro, gris, gris-

verdoso, rojizo-café. Los fenocristales son

idiomorfos hasta hipidiomorfos de tamaño

hasta un centímetro.

La Riolita tiene una textura micro-

criptocristalina, algunas veces con textura

porfídica. Se compone de cuarzo,

plagioclasa, feldespatos alcalinos y biotita(en general poco máficos). Vidrio

volcánico y textura fluidal son comúnes.


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ROCAS SEDIMENTARIAS

/rica en Fe-Mg).

Estas rocas se han formado conmateriales procedentes de otrasrocas que se han acumulado ycompactado formando sedimentosconsolidados ó litificados.


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ROCAS SEDIMENTARIAS

Las rocas sedimentarias clásticas están formadas por laacumulación y litificación de partículas minerales y/ofragmentos de rocas, depositadas por la acción del agua y,en menor medida, del viento o del hielo glaciar.

Las rocas sedimentarias no clásticas pueden ser químicas uorgánicas. Las rocas de sedimentación química, tambiénllamadas rocas de precipitación se forman a partir de losproductos disueltos de la erosión. Estas rocas se clasificanprincipalmente según su composición química (carbonatos,silíceas y evaporitas)

Rocas Clásticas (Mecánicas)

Rocas No Clásticas (Químicas y Orgánicas)


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ROCAS SEDIMENTARIAS

Mecánico Cantorodado

Guijarro

Arena

Limo

Arcilla

Conglomerados

Brechas,

Aglomerados

Areniscas

Limolitas, lodolitas

Arcillolitas, lutitas

Químico Calcárea

Calcárea-

arcillosa

Silicosa

Salina

(evaporitas)

Caliza, dolomita,

Marga

Pedernal, geiserita

Yeso, bórax

Orgánico Carbonácea Turba,Lignito

Hulla Antracita


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Grado de esfericidad de los clastos

Grado de redondez de losclastos

Grado de selección de los clastosTabla de tamaño de los clastos

ROCAS SEDIMENTARIAS


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ROCAS CLÁSTICAS:1.1 Rocas psefíticas (Rocas gravosas)Las psefitas llevan más de 50% de componentes arrastrados de un

diámetro mayor que 2mm. A estos pertenecen:

a) Bloques y Gravas como sedimentos sueltos (según Wentworth),b) Brechas y c) Conglomerados como sedimentos líticos.

1.2 Rocas psamíticas (Rocas arenosas)Las psamitas se constituyen esencialmente de componentes de

diámetro desde 0,02 a 2mm. Las rocas psamíticas se clasificasegún su contenido en cuarzo, feldespato y fragmentos derocas/matriz arcillosaa) Grauwaca, b) Arcosa, c) Arenisca

1.3 Rocas pelíticas (Rocas arcillosas)Las rocas sedimentarias pelíticas se constituyen principalmentede granos de tamaño menor de 0,002mm.

Las rocas arcillosas ocupan el 45-55% de todas las rocassedimentarias.a) Lutitas, b) Esquistos


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Aunque existen muchos sistemas de clasificación de las rocas carbonatadas,los esquemas de Dunham (1962) y Folk (1959) son los más usados; el primerotiene como ventaja la identificación y clasificación de las rocas directamenteen el campo por la presencia ó ausencia de lodo carbonatado , abundancia degranos carbonatados y signos de ligadura entre las estructuras orgánicas,y la

segunda proporciona una subdivisión de las rocas de acuerdo a su textura(aloquímico y ortoquímico).

Pettijohn clasifica a las calizas como autóctonas y aloctonas. Las autóctonasse forman in situ por una acumulación de calizas, orgánicas, no transporta-das, y se pueden subdividir a su vez en dos, las Bioermales, si son deextensión restringida y bioestromales si son de carácter extendido.Lascalizas alóctonas son formadas por materiales formados en otros sitios ydepositados en el lugar


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ROCAS METAMORFICAS

Se restringe el metamorfismo a cambios de textura y composición de la roca porque existe recristalización (aumento detamaño de granos minerales), metasomatismo (cambio de un mineral en otro) y neocristalización (formación de nuevos

minerales). Se dividen en Rocas Foliadas y No Foliadas ó Masivas.


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ROCAS METAMORFICAS


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PETROLOGIA: ROCAS METAMORFICAS

3CaMg(CO3)2 + 4SiO + H2O Mg3Si4O10(OH)2 + 3CaCO3 + 3CO2/

dolomita pedernal talco calcita


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ROCAS SEGÚN SU NATURALEZAGEOLOGICA: CRITERIO TEXTURAL

• Cryst all ine Texture

• Tightly interlocked crystals

• Goodman, planteó la clasificaciónde rocas considerando su textura

y petrografía.• Esta clasificación resulta más

adecuada en ingeniería, por surelación con el comportamientomecánico.

ROCA DETEXTURA CRISTALINA

ROCA DETEXTURA CLASTICA

ROCA DEGRANO MUY FINO

ROCA ORGANICA


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I: Rocas de Textura cristalinaII: Rocas de Textura clástica

Granito

Arenisca


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III: Rocas de grano muy finoIV: Rocas orgánicas


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• Elastic, strong, brittle.


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Organic materials• Elastic (oil shale, hard coal), or • Viscous, plastic (tar sands)


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Roca cristalina Roca clástica

Efecto de confinamiento


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Rocas sanas, Rocas estratificadas, Rocas fracturadas,Rocas trituradas, Rocas extrusionables, Rocas expansionables.

(Intact, Massive, Stratified, Blocky, Crushed, Squeezing, Swelling)

ROCAS SEGUN SU NATURALEZAINGENIERIL: CRITERIO ESTRUCTURAL

ROCASMASIVAS

ROCASLAMINADAS

ROCASFRACTURADAS


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COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL


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Material MaterialCHILE DIANE

MATERIAL HOMOGENEO

MATERIAL HETEROGENEO

MATERIAL ISOTROPICO

MATERIAL ANISOTROPICO

MATERIAL DIRECCIONAL

MATERIAL DISCONTINUO

MATERIAL CONTINUO

Discontinuidad, Inhomogeneidad, Anisotropía, Inelasticidad, Acuosidad


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ROCAS SEGUN SU NATURALEZAINGENIERIL: CRITERIO GEOTECNICO

El método de clasificación de Bieniawski (1973) se desarrolló para estimar la fortificación de túneles en función del índice RMR (Roc k Mass Rating) de calidad geotécnica, definido como:

El uso del valor “in situ” del índice RMR , define la calidadgeotécnica de los macizos rocosos en una escala de 0 a 100,

y considera 5 clases:

• Macizos de calidad Muy Mala (Clase V, 0 ≤ RMR ≤ 20)

• Macizos de calidad Mala (Clase IV, 20


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El sistema de clasificación de Barton y otros (1973), denominado índice Q (Rock Quali ty Index), permite calificar la calidadgeotécnica de los macizos rocosos en una escala logarítmica, que varía desde 0.001 a 1000, y considera 9 clases:

• Macizos de calidad Excepcionalmente Mala (Q ≤ 0.01)

• Macizos de calidad Extremadamente Mala (0.01


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El índice GSI de calidad geotécnica, fue desarrollado por Hoek (1994).

Aquí se presenta la versión más reciente de este método.

La evaluación del índice GSI se hace por comparación del caso que interesa con

las condiciones típicas que se muestran en Figura 1 y este índice puede variar de

0 a 100, lo que permite definir 5 clases de macizos rocosos:

• Macizos de calidad Muy Mala (0 ≤ GSI ≤ 20)

• Macizos de calidad Mala (20


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ROCAS SEGUN SU NATURALEZA MECANICA:CRITERIO DE DEFORMABILIDAD

Cuerpos linealmente elástico, no linealmente elástico,

bi-linealmente elástico, elástico-plástico,

plástico-elástico, visco-elástico, visco-plástico.

RocasElásticas

RocasPlásticas

Rocas

Viscosas

Rocas Frágiles

Rocas Dúctiles


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ISOTROPICA

ORTOTROPICA

ANISOTROPICA

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