FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE INGENIERÍA DE CIENCIAS DE LA TIERRA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA Y GEOTÉCNIA
Programa de la Asignatura: GEOTÉCNIA DE EXCAVACIÓN
Clave: 1805 Núm. de créditos: 06
Carrera: ING.DE MINAS Y METALURGISTA
ING.GEOLOGO
Duración del curso:
Semanas: 16
Horas: 48
Semestre: 10º
Horas a la semana:
Teoría: 3.0 Obligatoria:
Prácticas: Optativa: SI
OBJETIVO DEL CURSO
El alumno conocerá los fundamentos teóricos y prácticos necesarios
para analizar el campo de fuerzas y deformaciones actuantes en un macizo
rocoso antes, durante y después de efectuar una excavación subterránea y/o
superficial para diseñar la excavación misma y en caso necesario el sistema
de soporte requerido para su estabilidad y finalmente hacer una revisión de
los procedimientos de excavación y los sistemas de soporte y control más
usuales en este campo de la práctica ingenieril.
TEMAS
Núm Nombre Horas
I INTRODUCCION 5.5
II EXCAVACIONES SUBTERRANEAS 24.0
III EXCAVACIONES SUPERFICIALES 19.5
48.0
ASIGNATURAS ANTECEDENTES :
GEOLOGÍA ESTRUCTURAL
MECÁNICA DE ROCAS
ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS
I INTRODUCCION
ANTECEDENTES:
Mecánica de Rocas.
OBJETIVO:
El alumno evaluará los conceptos más importantes del
curso de Mecánica de Rocas señalando la importancia
de conocer las características geomecánicas de la roca
intacta y del macizo rocoso para el diseño de las exca
vaciones y de los sistemas de soporte.
CONTENIDO:
I.1 Revisión histórica y antecedentes.
I.2 Propósito y clasificación de las excavaciones subte
rráneas y superficiales.
I.3 Estudios preliminares y consideraciones generales.
II EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
ANTECEDENTES:
Geología Estructural
Mecánica de Rocas
OBJETIVO:
El alumno analizará la distribución de esfuerzos y defor
maciones alrededor de túneles antes y después de su aper
tura y los métodos para evaluar cargas de roca en túneles
excavados en rocas de diferente calidad, así como, la
influencia de los anteriores análisis en la estabilidad,
de factores internos tales como: tipo de roca, estructura,
densidad de fracturamiento, propiedades mecánicas e hidráu
licas, etc. y externos tales como: forma del túnel, proce-
dimiento de excavación, sistema de soporte utilizado, tra-
tamientos realizados (inyección, drenaje, etc.)
CONTENIDO:
II.1 Requerimientos generales
II.2 Análisis de cargas actuantes en túneles
II.2.1 Principios básicos de teoría de la elastici
dad.
II.2.2 Distribución de esfuerzos y desplazamientos
alrededor de cavidades
II.2.2.1 Roca masiva
II.2.2.2 Roca estratificada
II.2.2.3 Factores que influyen la distribu
ción de esfuerzos
II.2.3 Métodos para evaluar carga de roca y sistemas
de soporte en túneles
II.2.3.1 Métodos de Terzaghi y Protodiakonov
II.2.3.2 Métodos de base al RQD
II.2.3.3 Método de Barton
II.2.3.4 Método de Bieniavski
II.2.3.5 Otros métodos
II.3 Elementos de soporte
II.3.1. Principios de diseño de elementos de soporte
II.3.1.1 Introducción
II.3.1.2 Marcos
II.3.1.3 Columnas y trabes
II.3.1.4 Anclaje
II.4 Tratamiento de la roca
II.4.1 Inyección
II.4.2 Drenaje
II.5 Procedimientos de excavación
II.5.1. Excavación mediante explosivos
II.5.1.1 Túneles verticales
II.5.1.2 Túneles horizontales
II.5.2 Excavación mecánica
II.5.2.1 Túneles verticales
II.5.2.2 Túneles horizontales
II.5.3 Secuencia de excavación y soporte
II.6 Control mediante instrumentación
II.6.1 Colimación y nivelación
II.6.2 Piezómetros
II.6.3 Extensómetros
II.6.4 Inclinómetros
II.6.5 Control de vibraciones inducidas por las voladuras
III. EXCAVACIONES SUPERFICIALES
ANTECEDENTES:
Geología Estructural
Mecánica de Rocas
OBJETIVO:
El alumno evaluará el campo de fuerzas cortantes (fuerzas
motoras y fuerzas resistentes) en los taludes de excavaciones
superficiales considerando todas las variables que intervie -
nen y que en conjunto permitirán deducir el posible mecanismo
de falla y seleccionar los métodos de análisis matemático,los
procedimientos de excavación y los sistemas de soporte más
adecuados para cada caso.
CONTENIDO:
III.1 Procedimientos generales
III.2 Análisis de estabilidad de taludes
III.2.1 Mecanismo de falla
III.2.2 Fuerzas actuantes
III.2.3 Resistencia al esfuerzo cortante
III.2.4 Métodos de análisis
III.2.4.1 Análisis bidimensional
III.2.4.2 Análisis tridimensional
III.2.4.3 Análisis utilizando proyección este
rográfica
III.3 Diseño de excavaciones superficiales
III.4 Procedimientos de excavaciones
III.4.1 Excavación mediante explosivos
III.4.2 Excavación mecánica
III.5 Métodos para mejorar la estabilidad
III.5.1 Drenaje
III.5.2 Anclaje
III.5.3 Muros de retención
III.6 Control mediante instrumentación
III.6.1 Colimación y nivelación
III.6.2 Piezómetro
III.6.3 Extensómetros
III.6.4 Inclinómetros
III.6.5 Control de vibraciones
TECNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACION:
Exposición oral (X) Exámenes parciales (X)
Exposición audiovisual (X) Exámenes finales (X)
Ejercicios dentro de clase ( ) Trabajos y tareas fuera del aula (X)
Ejercicios fuera del aula ( ) Participación en clase (X)
Seminarios ( ) Asistencia a prácticas (X)
Lecturas obligatorias ( ) Otros:
Trabajo de investigación ( )
Prácticas de taller o laboratorio ( )
Prácticas de campo (X)
Otras: Visita a laboratorios de Mecánica
de Rocas y alguna obra civil donde se de-
sarrollen trabajos de Mecánica de Rocas
BIBLIOGRAFIA
Texto Temas de la materia para los que se recomienda:
BARTON, A. II
"Enginneering Clasification of Rock Masses
for the Desing of Tunnel Support".,
3th. Intr. Cong. in Rock Mech.,
Denver Colorado,
E.E.U.U., (última edición)
BRADY, B. H. G., BROWN, E.T.
“Rock Mechanics for Underground Mining”
Ed. George Allen and UNWIN
Australia, 1985
HOEK, E., BRAY, J. II
"Rock Slope Engineering".,
The Institution of Mining and Metallurgy.,
Londres, Inglaterra, (última edición)
INSTITUTO TECNOLOGICO GEOMINERO DE ESPAÑA
“Mecánica de Rocas Aplicada a la Minería
Metálica Subterránea”
Ed. Geominero de España
Madrid, 1991
CONSULTA:
COLEGIO DE INGENIEROS CIVILES. Todos
"Construcciones en roca".,
México, (última edición)
LANGEFORS y KIHLSTROM. III
"Voladura de Rocas"
Ed. Urmo Bilbao,
España, (última edición)
DEPARTMENT OF THE ARMY. II y III
"Engineering and Desing. Systematica Drilling
and Blasting for Surface Excavations".,
E.E.U.U., (última edición)