Indice de resistencia geologica gsi una herramienta de caracterizacion.

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de carretera, y en las caras de túneles y núcleos de testigos. El GSI, por la combinación de dos parámetros fundamentales del proceso geológico –la blocosidad del macizo y las condiciones de las discontinuidades– representa las constantes geológicas que gobiernan el macizo. Así, es un índice geológico que es simple de aplicar en el campo.

Cabe resaltar que se intenta “cuantificar” la clasificación GSI para satisfacer la percepción que “los ingenieros son más felices con números” [Cari et al. 2004; Sonmez y Ulusay 1999], esto es interesante, pero se debe aplicar con precaución en orden de no perder la lógica geológica del sistema GSI. Los procesos de cuantificación usados están relacionados a la frecuencia y la orientación de las discontinuidades y están limitadas a los macizos rocosos en los que estos números pueden ser fácilmente medidos. Esta cuantificación no trabaja bien en macizos rocosos disturbados tectónicamente en donde la estructura original ha sido destruida. En ese ejemplo de macizos rocosos, los autores recomiendan el uso de la aproximación cualitativa original basada en observaciones visuales cuidadosas. Así, el sistema de “cuantificación” es solo válida en los rangos de 35<GSI<75, donde el comportamiento del macizo roco depende del deslizamiento y la rotación de las piezas de roca intacta, y del espaciamiento y condiciones de las discontinuidad que separan estas piezas y el comportamiento no depende de la resistencia global del macizo. Cuando las piezas de roca intacta pueden caer, entonces la cuantificación no es más válida.

Una vez un “número” de GSI ha sido decidido, este número es introducido en una serie de ecuaciones desarrolladas empíricamente para estimar las propiedades del macizo rocoso que pueden ser usadas como datos de entrada en algunas formas de análisis numéricos. El índice es usado en conjunto con valores apropiados de la Resistencia a la Compresión no Confinada (UCS) de la roca intacta, , y la constante petrográfica, , para calcular las propiedades mecánicas de un macizo rocoso, en particular la resistencia compresiva del macizo rocoso ( ) y su módulo de deformación (E). Valores del pueden ser encontradas en Marinos y Hoek [2000] o en el

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programa RocLab [Rocscience, Inc. 2007]. Procedimientos básicos son explicados por Hoek y Brown [1997], pero un refinamiento de las ecuaciones empíricas y de la relación entre el criterio HoekBrown y Mohr-Coulom han sido abordados por Hoek et al. [2002] para rangos apropiados de tensiones encontrados en túneles y taludes. Hoel y Diaderichs [2006] recientemente presentaron nuevas ecuaciones para estimar el módulo de deformación incorporando módulos intactos medidos o estimados.

SUGERENCIAS PARA EL USO DEL GSI Luego de más de doce años de aplicación del GSI y sus variaciones para la caracterización de las macizos rocoso, este trabajo intenta resolver preguntas que han sido hechas por usuarios acerca de la apropiada selección del índice para varios macizos rocosos bajo varias condiciones.

1 Cuando no usar el GSI El sistema de clasificación GSI basado en la suposición que el macizo rocoso contiene un suficiente número de discontinuidades orientadas “al azar” como si se comportara como un macizo homogéneo e isotrópico. En otras palabras, el comportamiento del macizo rocoso es independiente de la dirección de las cargas que se apliquen. Por lo tanto, es claro que el sistema GSI no debe ser aplicado a estos macizos rocosos en los que claramente hay una dominante orientación estructural o estructuralmente depende de la inestabilidad gravitacional. Sin embargo, el criterio Hoek-Brown y la tabla GSI pueden ser aplicados con precaución en el fallamiento de dichos macizos rocosos que no están controlados por tal anisotropía (como en el caso de un talud cuando la familia de discontinuidades estructuralmente dominantes buzan dentro del talud y el fallamiento ocurre a través del macizo rocoso). Para macizos rocosos con una estructura como la que muestran los cuadros inferiores de la tabla GSI (Figura 1), la anisotropía no es mayor problema, ya que la diferencia en la resistencia de la roca y sus discontinuidades circundantes es usualmente pequeña. Las anisotropías en casos de inestabilidades dependientes de las tenciones son discutidas posteriormente en este trabajo.

Es también inapropiado asignar valores de GSI en caras excavadas de rocas fuertes y duras con unas pocas discontinuidades espaciadas a distancias de similar magnitud que las dimensiones del túnel o taludes bajo consideraciones. En estos casos, la estabilidad del túnel o el talud será controlada por la geometría tridimensional de las discontinuidades intersectantes y de las caras libres creadas por la excavación. Obviamente, la clasificación GSI no se aplica en tales casos.

2 Descripción Geológica en la tabla GSI Cuando se trata de macizos rocos específicos, se sugiere que la selección del caso apropiado dentro de la tabla del GSI no debe estar limitada a la similitud visual con los esquemas de la estructura del macizo rocoso que aparecen en la tabla. Las descripciones asociadas deben también ser leídas cuidadosamente, para así la escoger la estructura más adecuada. El caso más apropiado puede engañar bien en algunos puntos intermedios entre el limitado número de esquemas o descripciones incluidas en la tabla.

3 Proyección de los valores del GSI dentro del subsuelo. Los afloramientos, taludes excavados, caras de túneles, y núcleos de testigos son las fuentes más comunes de información para estimar el valor del GSI para los macizos rocoso. Pero ¿cómo debe ser proyectado o extrapolado el número estimado dentro del macizo rocoso detrás de talud o delante de un túnel?

Los afloramientos son fuentes extremadamente valiosas de datos en las etapas de un proyecto, pero estos sufren de la desventaja que la relajación superficial, intemperismo, y/o alteración hayan influenciado significativamente en la apariencia de los componentes del macizo rocoso. Esta desventaja puede superarse mediante trincheras de prueba pero, a menos que estas sean excavadas mecánicamente para hasta una profundidad considerable, no hay garantía que se hayan eliminado los efectos de un intemperismo profundo. Un juicio es por lo tanto requerido para asignar el valor GSI más probable en la profundidad de la excavación propuesta para evitar estos efectos de intemperismo y alteración.

Los taludes excavados y las caras de los túneles son probablemente la fuente más confiable de información para la estimación del GSI, siempre que estas caras estén razonablemente cerca y en el mismo macizo rocoso investigado.

Los núcleos de testigos son la