GEOTECNIA I
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GEOTECNIA I Cuadernos Didácticos de Geotecnia (1) Laboratorio Area Geotecnia - www.geocities.com/geotecnia_lab Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales UNIVERSIDAD NACIONAL DE CORDOBA Abril, E.G., 2010. Rocas. Cátedra de Geotecnia I, Cuadernos Didácticos de Geotecnia. Laboratorio Area Geotecnia (GeoLab), Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Universidad Nacional de Córdoba. Córdoba, Argentina – Serie III - No2 LAS ROCAS Las rocas son agregados minerales que constituyen el soporte físico de las obras y construcciones de ingeniería civil. También son los materiales ordinariamente utilizados en la construcción y son empleados como agregados, áridos o revestimiento, sea en su carácter de material estructural u ornamental. Basándonos en su origen, tres son los tipos básicos de rocas,: ígneas, sedimentarias y metamórficas. Cada una tiene rasgos característicos que permiten detectar su tipo genético y, a su vez, sobre la base de su composición (cualitativa y cuantitativa) su tipología y variedad específica. Si bien hay cualidades geotécnicas como la resistencia, que se encuentran ligadas estrictamente a los tipos genéticos, muchas particularidades hacen que las mismas se incrementen o disminuyan relativamente, fuera de lo que su génesis permitiría suponer. A nivel de la roca como muestra de un cuerpo mayor (macizo rocoso) hay un término fundamental que complementa y define drásticamente la calificación geotécnica: su estado. El estado de una roca puede advertirse perfectamente a partir de su examen visual y sencillas evaluaciones mecánicas. El estado de conservación de la roca queda definido geotécnicamente a partir de la estimación de su grado de alteración. Rocas que podrían ser muy resistentes en su estado original clásico pasan a rangos muy inferiores en la escala de resistencia debido a la modificación que han sufrido sus propiedades iniciales por la alteración de alguno o varios de sus componentes. La alteración en las rocas se detecta en primera instancia a partir de una más o menos notable debilidad mecánica, por una pérdida de resistencia. Otros rasgos distintivos son la pérdida de brillo en algunos minerales que poseen clivaje (el feldespato, por ejemplo), la disminución de intensidad en los colores y la pérdida de compacidad (sonido “hueco” en lugar de “metálico”, al golpear con un martillo). 1 Los Cuadernos Didácticos de la Cátedra tienen por finalidad ampliar algunos temas o conceptos que progresos recientes de la Ingeniería Geotécnica remarcan o que no se encuentran incluidos en la bibliografía actual de la Cátedra, o versan sobre asuntos que los resultados de nuestra evaluación señalan la conveniencia de acentuar o aclarar (versión revisada 2010). La alteración de uno de sus componentes mayoritarios se puede traducir en la pérdida sustancial de resistencia de todo el conjunto (los feldespatos en un granito pegmatítico, por ejemplo). Debe quedar claro que la alteración de una roca es un fenómeno que no se produce rápidamente sino gradualmente en el tiempo, como resultado de la meteorización. A continuación, veremos esquemáticamente la clasificación de cada tipo genético de rocas, las propiedades que pueden analizarse en cada tipo rocoso, términos descriptivos y, finalmente, un modelo de estudio de rocas en gabinete. GEOTECNIA I PROPIEDADES DE LAS ROCAS PROPIEDAD ESTRUCTURA ARREGLO DE SUS PARTES ESTRATIFICADA Sedimentarias clásticas, metamorfitas de bajo grado Sedimentarias químicas, algunas metamorfitas Rocas ígneas BANDEADA MASIVA DIAGENESIS EJEMPLOS GRADO DE LITIFICACION LITIFICADA MUY COMPACTO COMPACTO NO LITIFICADA CRISTALINIDAD Igneas y metamórficas de alto grado, sedimentarias muy diagenizadas Igneas y metamórficas alteradas, sedimentarias en general Suelos poco compactos ESTADO DE AGREGACION GRANOS ENTRELAZADOS Igneas y metamórficas GRANOS EN UNA PASTA Sedimentarias clásticas GRANOS SUELTOS Suelos poco compactos LUMINOSIDAD ABSORCION DE LA LUZ CLARAS Rocas ácidas y evaporíticas en general OSCURAS Rocas básicas, muchas metamorfitas, sedimentos orgánicos COLOR LONGITUD DE ONDA REFLEJADA VARIEDAD [Pocas poseen un color que las tipifique] TONO GAMA [Dependiente del color] Cuadernos Didácticos de Geotecnia – (Abril, 2007) GEOTECNIA I CARACTERISTICAS DE LAS ROCAS TEXTURA FORMA DE LOS GRANOS RELACION ENTRE SUS PARTES ANGULARIDAD Angular Clásticas sin transporte y rocas cataclásticas y brechosas Subangular Subredondeado Redondeado Rocas clásticas transportadas y vulcanitas aglomerádicas Rocas clásticas muy transportadas Equidimensional Metamorfitas granoblásticas REGULARIDAD Aplanada Rocas metamórficas de alto grado Elongada Metamorfitas migmatíticas Irregular Rocas graníticas Lisa Sedimentarias clásticas muy transportadas Sedimentarias clásticas con muy poco o sin transporte Rocas ígneas pegmatíticas, metamorfitas de grano grueso, sedimentarias clásticas psefíticas Rocas ígneas, metamorfitas esquistosas, filíticas y anfibolíticas; sedimentitas clásticas psamíticas Rocas ígneas aplíticas, metamorfitas miloníticas y sedimentitas pelíticas SUPERFICIE Rugosa TAMAÑO DE LOS GRANOS Muy grueso Intermedio Finos – Muy finos RESISTENCIA COMPORTAMIENTO AL ESFUERZO EXTERNO MUY DURAS INTERMEDIAS BLANDAS Rocas ígneas, metamorfitas y rocas sedimentarias muy diagenizadas Rocas ígneas y metamorfitas alteradas, esquistos y pizarras, rocas sedimentarias en general Rocas ígneas y metamórficas muy alteradas, rocas sedimentarias poco o escasamente consolidadas Cuadernos Didácticos de Geotecnia – (Abril, 2007) GEOTECNIA I ALTERACION DE LAS ROCAS CALIDAD ESTADO DE CONSERVACION ESTADO FRESCA DESCRIPCION Rocas compactas macizas, sin decoloraciones, con granos enteros firmemente integrados al cuerpo rocoso. Sonido “metálico” al impacto ESCASAMENTE ALTERADA Tinciones y alguna debilidad en los minerales hojosos y superficiales MODERADAMENTE ALTERADA Minerales decolorados y debilidad notable en las micas; feldespatos opacados y debilidad en sus contactos. Sonido “apagado” al impacto ALTERADA Granos débilmente integrados a la masa rocosa, faltan las micas y los feldespatos se desagregan fácilmente La roca está totalmente decolorada MUY ALTERADA La roca se desagrega con una presión manual o un golpe débil, los granos se sueltan fácilmente y los feldespatos ya están parcial o totalmente transformados en arcillas. La roca presenta en su conjunto una tonalidad blanquecina Cuadernos Didácticos de Geotecnia – (Abril, 2007) GEOTECNIA I GEOTECNIA I TERMINOS DESCRIPTIVOS DE LOS TIPOS GENETICOS DE ROCAS ROCAS TERMINOS DESCRIPTIVOS SEDIMENTARIAS GLACIARIAS, FLUVIALES, EOLICAS, RESIDUALES, QUIMICAS, DETRITICAS CLASTICAS, NO CLASTICAS (QUIMICAS, ORGANICAS) ESCASA, MEDIANA, ALTAMENTE LITIFICADAS GENETICOS DIAGENETICOS ESTRATIFICADAS, BANDEADAS (FLUVIALES, CONCENTRICAS), FOLIADAS, MASIVAS ESTRUCTURALES TEXTURALES TAMAÑO DEL GRANO PSEFITAS, PSAMITAS, PELITAS, VITREAS FORMA DEL GRANO SUPERFICIE DEL GRANO EQUIDIMENSIONAL, APLASTADO, ELONGADO, IRREGULAR, ANGULAR, SUBANGULAR, SUBREDONDEADO, REDONDEADO RUGOSA, LISA COSTITUCION DEL GRANO MINERALES, ROCAS IGNEAS GENETICOS INTRUSIVAS (PLUTONICAS, HIOABISALES), EXTRUSIVAS COMPOSICIONALES ACIDAS, INTERMEDIAS, BASICAS, ULTRABASICAS TEXTURALES TAMAÑO DEL GRANO PEGMATITICAS, APLITICAS, VITREAS, GRANULARES, (AFANITICAS, FANERITICAS, MICROCRISTALINAS, CRIPTOCRISTALINAS), PORFIDICAS FORMA DE LOS GRANOS EUHEDRALES, SUBHEDRALES, ANHEDRALES CRISTALINIDAD HOLOCRISTALINA, HEMICRISTALINA, VITREA METAMORFICAS GENETICOS ALTO, MEDIANO, BAJO GRADO METAMORFISMO REGIONAL, DINÁMICO Y DE CONTACTO QUIMICOS CARBONATICAS, NO CARBONATICAS ESTRUCTURALES MASIVA, ORIENTADA, FLUVIAL. ESQUISTOSA, FOLIADA TEXTURALES TAMAÑO DEL GRANO MUY GRUESO, GRUESO, MEDIO, FINO, MUY FINO, VITREO RELACION INTERGRANULAR BANDEADA, GRANOBLASTICA, CATACLASTICA, GRANULAR, MASIVA Cuadernos Didácticos de Geotecnia - (Abril, 2007) GEOTECNIA I ROCAS MODELO DE ESTUDIO EN GABINETE TEMA ASPECTO GENERAL MUESTRA BLOQUE, CLASTO, TESTIGO, MUESTRA TRABAJADA LUMINOSIDAD FORMA CLARA (Félsicos) OSCURA (Máficos) VARIEDAD (Especificar) INTENSIDAD (Leves, firmes, intensos) BORDES, CARAS, SUPERFICIE, ANGULOSIDAD TAMAÑO VOLUMEN (Si es muestra natural no tranajada) DENSIDAD ELEVADA, INTERMEDIA, BAJA DUREZA ALTA, INTERMEDIA, BAJA SONIDO METALICO, INTERMEDIO, HUECO COLOR PROPIEDADES ANALISIS GENERAL TERMINOS DESCRIPTIVOS Cuadernos Didácticos de Geotecnia - (Abril, 2007) GEOTECNIA I ROCAS MODELO DE ESTUDIO EN GABINETE TEMA MINERALOGIA ANALISIS TEXTURAL ANALISIS DETALLADO TERMINOS DESCRIPTIVOS MINERALES Especificar qué minerales se encuentran presentes en la muestra PROPORCION Estimar el porcentaje relativo de cada uno de los minerales presentes en la muestra MACROSCOPICA, MICROSCOPICA, AUSENTE TIPO DE PARTICULA MASIVIDAD TAMAÑO DE LAS PARTICULAS FORMA DE LAS PARTICULAS ESTRATIFICADA, FOLIADA, ESQUISTOSA, ORIENTADA, BANDEADA, FLUIDAL, MASIVA Si son Clásticas PSEFITICAS, PSAMITICAS, PELITICAS granos No clásticas Cristalinas (FANERITICA, AFANITICA, PORFIRITICA), Amorfas Metamórficas Granulares (GRANOBLASTICA, PORFIROBLASTICA), Cataclásticas Volcánicas VESICULAR, AMIGDALOIDE Sin QUIMICAS, ORGANOGENAS, VITREAS Partículas Si son EUHEDRALES, SUBHEDRALES, ANHEDRALES cristales Si son granos Dimensionalidad Esfericidad CONSTITUCION DE LAS PARTICULAS VINCULACION ENTRE LAS PARTICULAS EQUIDIMENSIONALES, APLASTADAS, ELONGADAS, IRREGULARES ANGULARES, SUBANGULARES, REDONDEADAS, ESFERICAS RUGOSAS, LISAS Minerales Rugosidad de la superficie Especificar de qué minerales se trata Rocas Especificar de qué rocas se trata Tipo ENGARZADOS, AGLOMERADOS, CEMENTADOS Grado MUY FUERTE, FUERTE, MODERADA, DEBIL ESTRUCTURA ESTRATIFICADA, FOLIADA, MASIVA ALTERACION Grado FRESCA, ESCASA, MODERADA, ALTA, EXTREMA Efectos DECOLORACION, DESCOMPOSICION, DESINTEGRACION Cuadernos Didácticos de Geotecnia – (Abril, 2007)
