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UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA
Escola Tècnica Superior d’Enginyers de Camins, Canals i Ports
Túnels i Mecànica de
Roques
Tema XI:
Inestabilidad estructural
Tema 8: Inestabilidad estructural
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Fuentes de inestabilidad I
SOLUCIONES
● Estructura geológica adversa en rocas duras.
Varias familias de discontinuidad con fuertes
buzamientos
CAMBIO posición
u orientación +
soporte intensivo
(estudio específico INESTABILIDAD asociada
A DISCONTINUIDADES)
Bulones, anclajes,
dovelas
● Altas tensiones asociadas a rocas duras.
Grandes excavaciones o muy profundas.
Condiciones de tensión atípicas (alta
montaña, roca blanda)
CAMBIO en FORMA de excavación y
posición SOPORTE
(análisis TENSIONAL. Tensiones “in situ”.
Medida resistencia ROCA)
Tema 8: Inestabilidad estructural
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Proyección estereográfica I
● Usar SISTEMÁTICAMENTE UN MISMO TIPO de proyección
 Igual área (Schmidt) → Mejor para
representar densidades de polos
 Igual ángulo (Wulff) → Mejor para
construcciones gráficas
¡Poca diferencia!
● Usar:
 PROYECCIÓN POLAR → Para
representar polos
 PROYECCIÓN MERIDIANA → Para
representar PLANOS + análisis
simplificado de estabilidad
● Usar Dirección de buzamiento (0-360º)
Buzamiento (0-90º)
Tema 8: Inestabilidad estructural
Pasar de una a
otra
Sobre todo si se
trabaja con
ordenador
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Proyección estereográfica II
● Trabajar con PLANOS VERDADEROS
¡Ojo a los buzamientos aparentes sobre planos que no contienen
las rectas de máxima pendiente!
● No hacer MAPAS de DENSIDADES si menos de 100 observaciones
Si orientaciones poco claras, incrementar notablemente
● NO MEZCLAR UNIDADES GEOLÓGICAS DISTINTAS
REFERENCIAS:
D.M. Ragan (1980) “Geología estructural. Introducción a las
técnicas geométricas”. Ed. Omega.
F.C. Phillips (1975) “La aplicación de la proyección estereográfica
en geología estructural”. Ed. Blume.
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Orientación óptima (si 2 familias de juntas)
Pésima
Si > 2 familias
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(perpendicular a dirección intersección
2 planos)
(Mínimo volúmen de cuñas inestables)
Buscar dirección de MÍNIMO
VOLUMEN DE CUÑAS
CINEMÁTICAMENTE ADMISIBLES
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Tamaño de túnel
Volumen cuña
inestable crece
aproximadamente
con d2
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CUÑAS
ADMISIBLES E
INADMISIBLES
CINEMÁTICAMENTE
ADMISIBLE
CINEMÁTICAMENTE
INADMISIBLE
TETRAEDRO
PENTAEDRO
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CINEMÁTICAMENTE
ADMISIBLE
CINEMÁTICAMENTE
INADMISIBLE
PRISMOIDE
TRIANGULAR
PRISMOIDE
CUADRANGULAR
Tema 8: Inestabilidad estructural
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CINEMÁTICAMENTE
ADMISIBLE
PRISMA
TRIANGULAR
(caras paralelas)
CONSULTAR:
PRISMA
CUADRANGULAR
(caras paralelas)
Tema 8: Inestabilidad estructural
R.E. Goodman &
G.H.
Shi
(1985)
“Block theory and its
application to rock
engineering”.
Ed.
Prentice Hall
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Pentaedros cinemáticamente admisibles
4 vértices sobre la superficie del túnel
(trabajar con los 3 inferiores como en el caso anterior…)
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Hoek and
Brown (1980)
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Roturas controladas estructuralmente
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Roturas controladas estructuralmente
Proyección
sobre hemisferio
inferior
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Pero también puede caerse con deslizamiento a lo largo de un plano
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Ubicuidad
 y  en
proyección
estereográfica
Corte por plano XX’
h: por geometría
V: 1/3 area base x h
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Planta
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

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