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95 BOLETÍN DE CIENCIAS DE LA TIERRA - Número 28, Junio - Noviembre de 2010 , Medellín, ISSN 0120 - 3630. pp 95-104

John A Hudson Emeritus Professor, Imperial College, UK.

President, International Society for Rock Mechanics

Traducción al español con autorización del autor por:

Alvaro J Castro Caicedo

Profesor asistente, Facultad de Minas, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellí[email protected]

Recibido para evaluación: 31 de Agosto de 2010 / Aceptación: 4 de Octubre de 2010 / Recibida versión final: 20 de Octubre de 2010

RESUMEN: El documento original no tiene resumen.

PALABRAS CLAVE: El documento original no tiene palabras clave. Ingeniería de rocas, interacción de mecanismos, talud, túnel,excavación, macizo rocoso.

ABSTRACT: The original document has no abstract.

KEYWORDS: The original document has no keywords. Rock engineering, slopes, tunnels, interaction mechanisms, excavations,rock mass.

1 NOTA DEL TRADUCTOR

La versión original de este documento, aparecida en Rock Engineering Systems: Theory and Practice, Ellis HorwoodEditorial, Chichester, UK, (1992), hoy agotada, presentó la intención del Profesor Hudson de integrar en una formainnovadora y comprensible, aspectos complejos relacionados con las obras de ingeniería en terrenos rocosos, situadastanto en superficie como bajo tierra.

Este documento fue pionero en formalizar las relaciones que aspectos como la Geología, la roca intacta, las

discontinuidades, los esfuerzos y las condiciones hidráulicas, entre otras, tienen en la ingeniería geotécnica, de forma a buscar un enfoque interdisciplinario fundamental para el éxito de las obras de ingeniería.

La importancia de este enfoque integrador consiste en exigir amplitud y profundidad de conceptos de ingenieríageotécnica, hecho hasta ahora no muy bien aplicado en el medio nacional y aún internacional, como lo reflejan dificultadesde diversa índole en las obras. Aquí se exponen consideraciones de ingeniería de rocas relacionadas por sus mecanismosde fondo lógico, y que el ingeniero debe estar atento a observar. Esta traducción buscan auxiliar en ese proceso aldiseñador, al consultor y a los constructores.

MECANISMOS DE INGENIERÍA DE ROCAS PARA TALUDES Y

EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS

ROCK ENGINEERING MECHANISMS FOR SLOPES AND UNDERGROUND

EXCAVATIONS


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BOLETÍN DE CIENCIAS DE LA TIERRA - Número 28, Junio - Noviembre de 2010 , Medellín, ISSN 0120 - 3630.

2 INTRODUCCIÓN

Aún después de miles de años de práctica de ingeniería de rocas y varias décadas académicas de mecánicas de rocas,todavía carecemos de algunos fundamentos de nuestra materia. Unos de estos es una lista comprensiva de las

propiedades de las rocas, otra es una descripción de los mecanismos de Ingeniería de Rocas y de Mecánica de Rocas.

El autor ha liderado el desarrollo del «Atlas de Mecanismos de Ingeniería de Rocas» del cual es presentada aquí la

parte relacionada con las excavaciones en superficie y subterráneas.

3 MATRIZ DE INTERACCIÓN DE LOS MECANISMOS DE INGENIERIA DE ROCAS

La presentación de los mecanismos es mediante matrices de interacción, presentadas en las figuras 1 a 8. En estasmatrices, los principales factores son ubicados en las posiciones de la diagonal principal. La manera en la cual losfactores primarios están «acoplados» se indica en las casillas de fuera de la diagonal. Como por ejemplo, la casilla 1,4indica la manera en la cual la geometría de la excavación (casilla 1,1) podría influenciar el método de excavación(casilla 4,4). Las matrices tienen una dirección en el sentido de las manecillas del reloj y no son simétricas. i.e la casillaij no es igual a la casilla ji.

3 1 INTERACCIONES PARA EXCAVACIONES EN SUPERFICIE

Hay 12 factores primarios asociados con excavaciones en superficie situadas en la diagonal principal. La matriz principal de 12x12 está dividida en 4 submatrices en las figuras 1 a 4. Los términos de interacción en las submatricesson claros por referencia directa a las casillas de la diagonal principal.

3 2 INTERACCI ÓNES PARA OBRAS SUBTE RRÁNEAS

Hay 12 factores primarios asociados con excavaciones subterráneas listadas en la diagonal principal de la matriz de12x12, la cual está dividida en 4 submatrices en las figuras 5 a 8. Los términos de interacción en las submatrices son

por referencia directa a las casillas de la diagonal principal.Se enfatiza que las matrices 12x12 no están completas, puesto que otros términos de la diagonal principal pudieran seradicionados, y que los términos fuera de la diagonal principal son solamente un ejemplo ilustrativo de las potenciales interacciones.

Sin embargo, la presentación indica claramente el valor de la identificación de estos mecanismos y de técnicas de presentación «paralelas».

Como mínimo la matriz proporciona una lista de chequeo útil de estos mecanismos; con desarrollo posterior, esta puedeser usada para el diseño básico de ingeniería, construcción y procesos de monitoreo. Hay otras posibilidades pordesarrollar, incluyendo parámetros de interacción intensivos y evaluación de parámetros dominantes para los sistemasde ingeniería de rocas.

REFERENCIAS

[1] Hudson, J., 1992. Rock Engineering Systems: Theory and Practice, Ellis Horwood Editorial, Chichester, UK.

[2] INTERNATIONAL SOCIETY FOR ROCK MECHANICS, 1978. Suggested methods for the quantitative descriptionof discontinuities in rock masses. Int. Journal of Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr. Vol 15 pp. 319-368,Pergamon Press.


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Mecanismos de ingeniería de rocas para taludes y excavaciones subterráneas - Hudson. Traducción de Castro

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a

1

C u a r t o s u p e r i o r i z q u i e r d o d e l a m a t r i z d e m e

c a n i s m o s d e i n t e r a c c i ó n d e m e c á n i c a e

i n g e n i e r í a d e r o c a s e n e x c a v a c i o n e s e n

s u p e r f i c i e .

F

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1

T h e t o p - l e f t q u a r t e r o f t h e c o m p o s i t e 1

2 x 1 2 r o c k m e c h a n i c s a n d r o c k e n g i n e e r i n g i n t e r a c t i o n m a t r i x r e l a t i n g t o s l o

p e s .


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2

M a t r i z d e m e c a n i s m o s d e i n t e r a c c i ó n

d e m e c á n i c a e i n g e n i e r í a d e r o c a s e n e x c a v a c i o n e s e n s u p e r f i c i e , c o n t i n u a

c i ó n .

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e t o p - r

i g h t q u a r t e r o f t h e c o m p o s i t e 1

2 x 1 2 r o c k m e c h a n i c s a n d r o c k e n g i

n e e r i n g i n t e r a c t i o n m a t r i x r e l a t i n g t o

s l o p e s .


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3

M a t r i z d e m e c a n i s m o s d e i n t e r a c c i ó

n d e m e c á n i c a e i n g e n i e r í a d e r o c a s e n

e x c a v a c i o n e s e n s u p e r f i c i e , c o n t i n u a c i

ó n .

T

h b t t

l f t t f t h i t 1 2 1 2 k h i d k i

i i t t i t i l t i t l


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M a t r i z d e m e c a n i s m o s d e i n t e r a c c i ó n

d e m e c á n i c a e i n g e n i e r í a d e r o c a s e n e x c a v a c i o n e s e n s u p e r f i c i e , c o n t i n u a

c i ó n .

F

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4

B o t t o m - r

i g h t q u a r t e r o f t h e c o m p o s i t e 1

2 x 1 2 r o c k m e c h a n i c s a n d r o c k e n g i n e e r i n g i n t e r a c t i o n

m a t r i x r e l a t i n g t o

s l o p e s .


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C u a r t o s u p e r i o r i z q u i e r d o d e l a m a t r i z d e m e

c a n i s m o s d e i n t e r a c c i ó n d e m e c á n i c a e

i n g e n i e r í a d e r o c a s e n e x c a v a c i o n e s s u

b t e r r á n e a s .

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i

g

r

e

5

T h e t o p - l e f t q u a r t e r o f t h e c o m p o s i t e 1 2 x 1 2 r o c

k m e c h a n i c s a n d r o c k e n g i n e e r i n g i n t e r a c t i o n m a t r i x r e l a t i n g t o u n d e r g r o u n d e x c a v a t i o n s .


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M a t r i z d e m e c a n i s m o s d e i n t e r a c c i ó n d e

m e c á n i c a e i n g e n i e r í a d e r o c a s e n e x c a v a c i o n e s s u b t e r r á n e a s , c o n t i n u a c i ó n

.

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T h e t o p - r

i g h t q u a r t e r o f t h e c o m p o s i t e 1 2 x 1 2 r o c k m

e c h a n i c s a n d r o c k e n g i n e e r i n g i n t e r a

c t i o n m a t r i x r e l a t i n g t o u n d e r g r o u n d

e x c a v a t i o n s .


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M a t r i z d e m e c a n i s m o s d e i n t e r a c c i ó n d e m e c á n i c a e i n g e n i e r í a d e r o c a s e n

e x c a v a c i o n e s s u b t e r r á n e a s , c o n t i n u a c i

ó n .


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