Caracterización geotécnica de macizos rocosos, a nivel de prefactibilidad, en el área de implantación de presas de laminación de crecidas extraordinarias actuales y proyectadas sitas en la Hoja Tandil 3760-IV

Abstract

El conocimiento de las propiedades geomecánicas de los macizos rocosos resulta fundamental para asegurar la estabilidad de una obra y mitigar los posibles riesgos geológicos. Para ello, existen diferentes metodologías que cuantifican la calidad de los mismos y permiten predecir su comportamiento geomecánico e hidráulico. Este Trabajo Final de Licenciatura se realizó con el fin de caracterizar geomecánicamente, a nivel de prefactibilidad, los macizos rocosos presentes en las áreas de implantación de las presas existentes en la Hoja Tandil 3760-IV, ubicadas en la ciudad de Tandil denominadas Dique del Fuerte y Presa del Ramal H y de una tercera presa proyectada hacia el SO de dicha ciudad cuya identificación es Presa del Arroyo Blanco. Basada en información de estudios precedentes, se llevó a cabo una caracterización de los materiales de fundación en campo. Para ello, se analizaron las propiedades de las rocas superficiales y las discontinuidades en cada sector. Este análisis se realizó según metodologías indicadas y homologadas por la International Society of Rocks Mechanics. Posteriormente se aplicó la clasificación RMR de Bieniawski (1989) para determinar la parametrización geotécnica del macizo rocoso en cada sitio. Cabe destacar que, desde el análisis geomecánico, los aspectos de mayor importancia se centran en el análisis de las discontinuidades de los macizos rocosos por tener las mismas directa implicancia en la estabilidad mecánica de las fundaciones en roca. En las rocas de estudio, que forman parte del Basamento ígneo-metamórfico de Tandilia, se reconocieron cuatro familias de discontinuidades presentes en todos los sectores analizados, cuyos rumbos e inclinaciones respondían a las orientaciones de los tres dominios tectónicos definidos para el sistema de Tandilia bajo estudio. Asimismo, se diferenciaron cinco zonas, de acuerdo a variaciones en las características litoestructurales de los materiales. Se determinó que dichas zonas constituyen, a grandes rasgos, dos macizos rocosos con propiedades contrastantes: por un lado el macizo rocoso de la zona geotécnica 1, y por el otro el macizo conformado por las zonas restantes. El primero de ellos comprende las rocas con descomposición textural, cizalladas y altamente meteorizadas, y presentó valores RMR que lo ubican en la clase VI cuya calidad de roca es mala a muy mala. A partir de esta clasificación se estimaron los parámetros de resistencia y deformabilidad de dicho macizo, definiendo para el mismo una baja resistencia y alta deformación, por lo que debería ser excavado en el caso de ser objeto de fundación. Las zonas restantes, que abarcan rocas frescas diaclasadas a levemente meteorizadas, presentaron valores RMR tales que todas fueron ubicadas en la clase II, constituyendo un macizo rocoso de buenas características geotécnicas con alta a media capacidad portante. El trabajo demuestra concluyentemente en la práctica, la viabilidad de la metodología desarrollada y aquí explicitada, para el nivel de prefactibilidad establecido.

An understanding of the geomechanical properties of rock masses is critical to ensure the stability of engineering building works and to mitigate its geological risk. There exist differents methodologies to quantify rock masses quality and to predict their hydraulic and geomechanical behaviour. The aim of this final bachelor work was is to geotechnically parametrize, to a level of pre-feasibility, the rock masses present in the area of two existing dams in Tandil Sheet 3760-IV, located in Tandil city, named Dique del Fuerte and Presa del Ramal H, and a third dam projected towards Tandil SW, whose identification is Presa del Arrollo Blanco. Based on preceding studies, a characterization of the foundation materials was done in field. For that purpose, the properties of surface rocks and joints were analyzed in each area. This analysis was done according to the methodologies indicated and homologated by the International Society of Rocks Mechanics. Afterwards, the RMR classification of Bieniawski (1989) was applied to determine the geotechnic parametrization of the rock masses in each sector. It is worth noting that, from the geomechanical analysis, the most important issues are focused on the analysis of the rock masses joints, since they are directly involved in the mechanical stability of rock foundations. In all the studied rocks, which are part of Tandilia’s igneous-metamorphic basement, the presence of four joint sets were recognized in all analyzed sectors. Dips and directions of joints correspond to the orientations of the three tectonic domains determined for the Tandilia system under study. Furthermore, five areas were differentiated, according to the variations in the rocks’ litho-structural characteristics. From these five areas, two types of rock masses with contrasting geomechanical properties were determined: the rock mass of geotechnical zone 1 on one side, and the remaining litho-structural areas on the other side. The former generally includes rocks with textural decomposition, jointed, partly sheared and highly weathered that have values that place them, according to the RMR classification, in class VI whose rock quality goes from poor to very poor. From this class, the resistance and deformability parameters of the rock mass were determined, defining a low resistance and high deformation for that mass, so it should be excavated in case of being the foundation of an engineering work. The remaining areas determined litho-structural zones, which includes fresh, slightly altered, jointed rocks, presented such RMR values that they were all classified as class II, establishing a rock mass with good geotechnical characteristics, low deformability and with medium to high bearing capacity. This work presents empirical evidence on the feasibility of the developed and explained methodology, to a level of agreed prefeasibility.