I I I » SUPERFICIES Je CIZALLAMIENTO
U I K PIZARRAS S U M A S
por
JOSÉ M
aSANZ SARACHO
INGENIERO DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS
* * *
O.- INTRODUCCIÓN
Mi primer trabajo profesional, al comenzar el
año 1.964, fuó la colaboración en el estudio
geotócni-co de la cimentación de la presa-bóveda de Santa Eula
lia en el río Jares (Orense). El macizo que forma esta
cerrada está compuesto por una alternancia de pizarras
y cuarcitas. En la serie pizarrosa aparecen unas super
ficios de cizaílamiento milonitizadas que fueron estu
diadas meticulosamente. El aspecto peculiar'del mate-s
rial milonitico, que por primera vez veía, me sorpren
dió por su apariencia esencialmente distinta al restos
del macizo.
Como si este 'primer trabajo marcase una direc_
ción en mi desarrollo profesional, los macizos de piza.
rras han sido objetivo de mis quehaceres laborales en=
numerosas ocasiones. He "tratado" con ellos, bajo
dis-tintos aspectos, además de en la precitada cerrada des
Santa Eulalia, en las de Las Portas en el rio Camba,Aj^
cántara en el Tajo, Atazar en el Lozoya, Matallana en»
el Jarama, Santiago y Puntares en el Sil, Concepción en
el Verde, Tiótar en el río del mismo nombre y Renegado
en el arroyo de Ceuta así denominado; en la central y=
car-
2.-ga do Atazar. Superficies de cizaJ lamiento con mate-»
rial milonitico similar al quo tentó rno impresionó en
Santa Eulalia las he visto en caui todos ellos, hasta
el punto de que hoy, instintivamente casi asocio piza
rras silurianas y suporficies de cizallamionto miloñi
tizadas.
Cuando en octubre de 1,968 el profesor Jimé
nez Salas me animó y en cierto sentido me espoleó a s
insistir en el procedimiento que he seguido para op-=
tar al doctorado, dudó bastante 011 la elección del t<*
ma. Al fin me decidí por el de este trabajo fundamen
talmente por una razón a la que se añadía un matiz.Me
explicaré:
La razón es la indicada en los anteriores pá
rraíos. En mi trabajó profesional me he encontrado fro
cuentemente con las pizarras silurianas y en estos ma
cizos, siempre desde un punto de vista ingonieril, me
han preocupado, a yecos insistentemente, sus superfi
cies de cizallamionto. Esta preocupación me ha
lleva-do, mucho antos de empezar a dar forma a esto estudio,
a buscar ávidamente información sobro el tema. Esta s
información, y aquí radica el matiz señalado, ha sido,
en el mejor do los caaos, parcial por abordar solanion
te alguno do los aspectos del problema global que es
3.
La Taita de bibliografía ospocífica para el =
estudio de las superficies do cissailamionto on las p¿
zarras silurianas, en realidad es un caso particular*
de una coyuntura más eneráis La Mocánica do Rocas, =
ciencia, como es sabido recientísima, adolece do sis
tematización y de ahí que no se disponga mas que de ■ .
estudios particulares, a menudo inconexos.
La Mecánica do Rocas ha de tonder a conjugar
esencialmente dos disciplinas, la Goología y la Mecá
nica, en su más amplia concepción. Esta afirmación ==t
frecuentemente ropetida, no ha sido tan asiduamente ■
utilizada, y entiendo que a esta paciento labor de «■
soldadura hemos de dedicar nuestros esfuerzos los in
genieros que laboramos en estos tomas.
Esquemáticamente expuesto, el estudio do los
macizos concebidos como yuxtaposición do bloques roco
sos, debe partir de una definición geométrica apoyada
en el análisis exhaustivo de su. rod de fracturación,»
que se puede resumir on los sistemas ya tradicionales
de representación de litoclasas (diagramas de Schmitz,
etc.). Sin embargo, como bien conocen los geólogos es
tructurales, la fracturación local nunca os indopen-a
diente de la tectónica regional, y por olio el análi
sis anteriormente citado ha de surgir como corolario»
4.-interós mor amento estotico de la cxposicióri, sino quo atiende a un fondo pragmático, permitiendo localizara accidentes difícilmente perceptibles en un roconoci-a miento parcial.
Definida geométricamente la constitución del macizo, el estudio deberá precisar las característica cas mecánicas o hidráulicas de los enlaces o juntas = entre bloques, casi siempre de mucha majg^vr importan-= cia que las propias de la roca matriz. Este objetivos ha desarrollado los procedimientos de ensayo típicos^ de la Mecánica de Rocas. Fundamentalmente los genera lizados ensayos in-situ. Pienso -y esto no es más que una opinión particular- que las monografías y comuni caciones dedicadas a ellos se han preocupado más en = destacar sus realizaciones y posibilidades que en co mentar sus limitaciones. Quizá por ello los ensayos =» de laboratorio han alcanzado una reducidísima difu-== sión relativa, al menos en los países europeos. Esta» escasa difusión es tanto más llamativa habida cuentas de la naturaleza de los enlaces, muchas veces perfec
5.-laba una idea previa nos anima -y aquí ol plural tiene un sentido auténtico- a comenzar la investigación o «* mejor, experimentación de estos procedimientos, refi riéndolos a las rocas y al material de sus Juntas. El
tema elegido me ha permitido aportar dates obtenidos^ al seguir esta línea en cierto sentido novedosa.
Este método de trabajo, oxpuesto en lineas « generales, deberá fructificar en lo que podíamos dono minar la "descripción geomecánica del macizo", que »» consistirá en una representación esquemática de su == geometría, con una valoración de las características» mecánicas estadísticamente previsibles en sus elemen
tos y enlaces.
di-
6.-latada experiencia que intuyo sin númoros, como en la científica o incluso elegante pila do la investiga-*» ción que formula numéricamente ol proceso intuido. Es tas consideraciones tienen particular aplicación al « proyectar los tratamiontos correctivos de los macizos rocosos.
Con estas ideas gonoralo.s como directrices » en la estructuración me decidí u recopilar, sintoti-s zar y dar forma a los datos de quo disponía referen-» tes a la definición y posibilidades de tratamiento do las superficies do cizallamiento en las pizarras silu rianas.
Al repasar la exposición he pensado si en »» olla no faltará ol análisis completo de un caso parti cular que ejemplarizase ol desarrollo do los crito-== rios expuestos. Prescindo de incluirlo, entendiendo a
*
7.-Finalmente quiero destacar quo los ejemplos^ que se citan a lo largo de osta exposición se refio-« ron a trabajos profesionales en los quo intervine co laborando en imprescindible labor ele equipo. Por esos:
a todos los quo, on esta labor conjunta, formasteis »
criterios y sugeristeis ideas, a vosotros con los que
he charlado y discutido puntos quo expongo, a todos =
los que de una forma más o menos directa aportasteis»
vuestro esfuerzo a esta síntesis os tengo que dar pú
blicamente las gracias.
ñ
8.-1 ~ SOB?R SU CONSTITUCIÓN
"No so puetíon e&crifaxr especifica eionos terminantes y rúoidac para la do-cormi-nadión do las estructuras foliadas. El proble_ roa, quisas, cao r.iáo 0:1 le. ca Lcgoría de un ar to que do una ciencia. La experiencia y fami liaridad con una amplia variedad da casos son
de gran valor". V. 0, MBAD.
Antes de iniciar la descripción de las super
ficies de cisallamiento on las pisarrao silurianas y a:
raás particularmente de st característico material milc^
ni tico, repasaremos algunos elementos básicos que os =¡
prociso tener presentes al analisar ol esquema estruc
tural de los macizos pisarrosos.
La clasificación do las rocas eruptivas y se
dimentarias atiende a su constitución mineralógica, su
textura y ostructtira. Estos aspectos permiten caracte
rizar cierto número do facies petrográficas en las ro
cas motamórficas, pero además en osvaa, hay que consi
derar dos nuevos factores*
Uno de ellos es la naturales» do la roca tran¿
formada.En ost.o convido Jung- y Roques (l) denominan s_e
cuencia al conjunto de facies producidas por ol r,iüta-=
9.-morfisrno de una misma roca.
El segundo factor es la situación de la roca
dentro de la secuencia,o dicho de otra forma xa inten
sidad con que se ha ejercido el metamorfismo. Rn fíenos
ral las rocas metamórficas, situadas entre las erupti_
vas y las sedimentarias presentan asociaciones minera
les que participan de unas y otras. Cuanto más inten
so es el proceso do metamorfismo, mayor es la abundari
cia de elementos esenciales de las rocas eruptivas.
Las rocas metamórficas de origen sodimenta-=
rio se ordenan en las siguientes secuencias!
- Arcillosa
- Silícea
- Carbonatada
- Carbonosa
Analicemos la primera de las enunciadas, den
tro de la cual aparecen las pizarras típicas, sin per_
juicio de ciertas facios silíceas, de la segunda se-=
cuencia y que dentro de siluriano se presentan con ==
cierta profusión en el ordoviciense.
Los sedimentos arcillosos de origen batial =
podemos considerarlos siguiendo a Pomerol (l) forma-=
J.O.-Cios por caolinita (silicato hidratado de a l ú m i n a ) . Lat=
primera facios obtenida es la argiiita debida a ia for_
macaón de i l u t a , a vocea confundida con la sericita.=
La argilita se distingue de la arcilla ordinaria por =
una consolidación, leve en sentido geológico pero dec_x
siva desde el punto do vista ^eotécnico, \xna cierta fo
liación y la ausencia de plasticidad.
Por deshidratación y cristalización p r o g r e s i
va se paí>a a las pizarras y filitas y posteriormente a
los esquistos sericíticos, A partir de aquí en la se-=
cuencia arcillosa van apareciendo las micacitas y p o s
teriormente los g n e i s e s .
Las pizarras por tanto se encuentran en uno ¡=
de los primeros estadios dentro de la secuencia arci-=
llosa. Aspecto que posteriormente habremos de recordar
al tratar del milonito de las superficies de cizalla-=
m i e n t o .
Dentro de las variedades pizarrosas interesa=
señalar las ampelitas muy abundantes on el
gotlandien-s e . Lagotlandien-s ampelitagotlandien-s gotlandien-son unogotlandien-s egotlandien-squigotlandien-stogotlandien-s que contienen = =
alumbre proveniente de la descomposición de las piri-=
t a s ( l ) . La presencia do piri-ca facilita la desagrega-=
cióia de la pizarra.Esta presencia de aliimbre explica la
existencia de aguas sumamente acidas en determinados =
11.-macizos de pizarras. Soñúionios q uj en un manantial dc=.
la ladera laquierda de Atazar se ha oo-cenido agua con¿
un pH inferior a h.
No es anormal que las ampolitas o pizarras =¡=s
aluníferas contengan ma-corla carbonosa debida probable,
mente, en muchos casos, a restos de organismos como,por
ejemplo, graptolites abundantes en algunas facies
got-landienses. Esta materia carbonosa las hace untuosas y
confiere al miloniio do sus superficies de cizallamieri
to amén de un característico aspecto, una gran facili
dad para el deslizamiento.
La característica, quizá más típic'a, de las =
pizarras es su aptitud para la división en láminas o =
lajas delgadas. Esta propiedad so denomina precisamen
te pizarrosidad. Otro término, también utilizado es el
de el ivaje de origen inglés y no demasiado extendido =
en nuestro país. En ocasiones "cleavage" so ha traduc¿_
do por crucero(l)sin embargo entendernos que conceptual
mente esta denominación no es correcta."Otro tanto ca
be decir de los términos esquistosidad y foliación. La
esquistosidad corresponde a un caso particular do la =
pizarrosidad que incluye una honda recristalización(2).
Otro caso particular es el de la foliación quo so refie
re según Fourmarier(3)a una hojot>idad paralela a la e ¿
tratificación.
Antes de seguir adelante introduciéndonos
on-(l) Voase bibliografíajreforonda 13 pag-97 y siguientes
(a)
" " " 5 "
364
12.-ol delicado campo X,QC cónico, recordemos las frases de=
Gúguel tratando de los orígenoe vio la fractnracion(l) •
"El origen de las diaclasas os mal conocxdo. Deben estar
relacionadas con esfuerzos oric¡,:tado3( similares a los
que producen, loa plegamientos. Pero ¿Se trata dol os-s
fuerzo máximo sufrido por la roca? o bien ¿Dol prinor=
esfuerzo de cierta consideración? ¿0 de un esfuerzo s;=s
que se produce cuando ya está corea de la superficie =
la masa rocosa?. Incluso no se sabe tii las fracturas =
son paralelas a las direcciones principales de tensión
o si por el contrario las bi&ecan".
Señalados estos interrogantes que enmarcan la
dificultad del tema y hacen comprender que los concep
tos que se expongan no pueden entenderse sino como hi
pótesis que permiten explicar facetas de su aparición^
pasemos a tratar en primer lugar los posibles orígenes
de la piza,rrosidad.
El clivaje pizarreño o piaarrosidad respondo=
a una disposición paralela de los minerales laminares=
(micas y cloritas) y formas elipsoidales aplanadas en=s
los cuarzos y feldespatos. Según Billing el clivaje pi_
zarreño está1 provocado en gran parto por un elivajo de
flujo o fluencia (floi-/ cleavage) (2) .Es docir por un pro
coso de deformación plástica que comprime en la direc
ción del esfuerzo y alarga en las perpendiculares, lo=
(1) Véase bibliografía; referencia 21-pag.2?'l
13.-que explica la nuí?va forma alargada de elementos redon
deados (nodulos pétreos y fósiles).
El clivaje de fractura (fracture cleavage) se
produce por un fenómeno de cissallamionto y por tanto m
obedece a sus leyes, en el sentido de que su dirección
de fracturación es oblicua respecto a las de las tcn-s
siones principales. La pizarrosidnd irrogada por un ata
pliegue de arrastre corresponde precisamente a un cli
vaje de fractura.
Se considera también el clivaje de transposi
ción (slip cleavage) que en el fondo corresponde a un
caso particular del clivaje de fractura en el que se «
aprecian desplazamientos lo que realmente corresponde
a una sucesión de fallas de pequeño salto con gran fre
cuencia.
Tratemos ahora de analizar el proceso desde *
el punto de vista tensional.
Comencemos recordando el comportamiento de las
4 probetas de roca en la célula triaxial que puede consi
derarse como un modelo escala do la realidad. Las cólu
las triaxiales nórmalos trabajan con (p g =0*3» o s de-a
cir el elipsoide de tensiones resulta ser de revolución
1 ¿ > .
-siinplificación atendiendo a los objetivos quo aquí búa
catnos.
Cono os sabido en ol ensayo triaxial se fijaa
al principio la tensión fíV, y se aplica posteriorrnonto=
el desviador ( T±- (p2 que va aumentando progresivamente
al crecer ^ tensión principal mayor, Si se sifjuo aumen
tando (J^, manteniendo constantemente (Tf?» se alcanzarán
la rotura por deslizamiento sep;ún un plano, que en ol =
caso de un material isótropo forma un ángulo de ^ - £
k 2
con la tensión principal mayor. Kn los materiales
ani-sótropos el plano de deslizamiento ostá condicionado a
a la propia estructura del material.
Es fundamental no perder de vista quo el des
lizamiento se produce al alcanzar un estado tensional=
la superficie o línea do resistencia intrínseca.Es de
cir quo no basta con aplicar una elevada (T para provo_
car el deslizamiento, es preciso que la relación <p y
(S" 2 s e a tal Q«© el círculo de Morh correspondiente a *
tal estado' sea tangente a la línea do rosistoncia.
Dicho en términos elementales una tensión =¡ =
principal muy fuerte puedo no provocar un deslizamien
to en tanto que otra débil, con tensión menor nula (so
«>-^^**j_ ,s-A -^.sa^jn r^^>i&J&^te&rt^*£&*2iíi*j&mí9&#&Si^^
15.-tos aspoc15.-tos generales a todo material añadimos las «a particularidades que implican la heterogeneidad y ani-sotropía de las masas rocosas so comprendo toda la en jundia de las preguntas formuladas por Goguel. Efecti vamente el primer osfuerso importante a que se ¡somete» el material puede originar una red de fracturación que condicionará su futuro comportamiento. Pero también »<s puede ocurrir que posteriormente otra solicitación más importante borre las huellas de la primitiva. Por otra
parte y con importancia transcendental hay que consido.
rar la proximidad a la superficie libre que es la ques=
deberá provocar probablemente, la tensión principal me
ñor Q"2 que condicionará el si o el no al deslizamiento.
Consideremos ahora un material sometido a las siguiente solicitación en el aparato triaxial: ElevadjE
sirnos valores do (pg con una diferencia íf^-fo fuerte pe^
ro incapaz de provocar el deslizamiento. Este estado =
corresponde a un gran círculo de Morh muy alejado deis
o r i ^ n de tensiones. Se comprende que este estado man tenido durante un tiempo dilatado dejará una deforma-» ción remanente en el material ensayado, comprimiéndolo en la dirección (Ti y extendiéndolo por afecto Poissons en el plano ortogonal. Es decir la forma típica de de formación de los granos sometidos a un clivaje de flu
jo.
i6.~
dificil. Unas ísportaciones importante» posteriores a a
la deposición del material, producto de fuertes
ííana-gresiones irán aumentando la cobartura Í>UO puedo lio-*
gar a ser, sin duda, ele decenas de kilómetros. Induda
blemente <Tx será muy fuerte poro ¿ y(J">0t« Si so admire
la hipótesis hidrostatiea tía Heim 6"3 re ría igual a G ^
pero no parece absolutamente ilícito rechazarla y sup_o
neríf^-íCTl aunque por- supuesto elevada. Un nivel de ««
loa que forman la cobertura con suficiente potencia y
mayor rigides que el inferior pediría explicar la con-=
trahipósesis.
Sin embargo el procoso comentado no justifica
la aparición do discontinuidades ortogonales a {£¿ y tí^
picas dol c ü v a j o . Griggs las explica (l) como origina
das por la tracción que irroga la expansión de la mue^j
tra al retirar (J*^ y las denominadas fracturas do rela
jación.
Si además suponemos que la tensión principal
g*2 forma un pequeño ángulo non la recta porpendicxtlar
al nivel rígido de buso (aníos las suponíamos paralo-a
las) al efecto do deformación plástica irreversible, =
ya considerado, provocado por ia fuerte tensión normal
al plano de baso (cüvajo de fluencia) habría que aña
dir la deformación causada por las tensiones
tangen-»-cialos (cüvajo de fractura) originada;» por la inclina
1?.-eión de la oai-ga. Es fca os preci *aT¡unto la postara adop tada por Sillines (i) cuo consido^a el olivaje pizarre ño desdo un puntó do visia genú'.lco como conjunto de ~a los indicados aunque siendo más decisiva la acción dolo do fluencia.
Imaginar esta solicitación en la naturaleza os sencillo suponiendo una lovo inclinación o basculamion-to del substrabasculamion-to rígido do base.
Jfo puedo perderse de vista que todo esto proc¿ so exclusivamente mecánico está condicionado a una ole vadaSj^» o lo que os igual a una fuerte cobertura y por tanto el factor temperatura, aquí no considerado, ten-s drá su decisiva importancia cu el metamorfismo. Ahora a bien aunque no la tuviora y ol metamorfismo fuera suma mente débil desdo el punto de vista químico, la oxclusjL va solicitación mecánica podría conducir al cambio do « estructura y quizá sea osto el caso de la argilita cuya aparición muchas vooos queda alejada do los batolitos a ígneos. Hemos encontrado argilita a poca profundidad en las proximidades del aeropuerto do Barajas en Madrid»
MarginaImento so puedo señalar que con esta s£ licitación Orig^s tambión admito la posibilidad de for mación do fracturas de extensión paralólas a la direc-s ción do la tensión mayor (2), Incluso ao ha señalado la
i
(1) Véase b i b l i o g r a f í a j r e f e r e n c i a 5-pa£T,367
Y
s i g u i e n t e s »
18.-posibilidad do aparición de estas» fracturas paralólas
a la dirección citada como irrogadas por eventuales »»
asientos diferenciales en el nivel pizarroso a lo que
se añade el precitado efecto de ostensión. Sin embargo
este tipo de rotura on probetas (veasé fig. 1.1)no es
admitido por Goguel que mantiene qtio son debidas a un
incorrecto apoyo de las bases que provoca anormales =a
concentraciones de tensiones ( l ) .
A pesar de esta ooinión de (logue! si conside
ramos, por ejemplo, la fijara 1.3 llama la atención la
aparición de vetas cuarzosas intrusivas en dirección =
ortogonal a la pizarrosidad, lo que avala la hipótesis
de un sistema de fracturas do tal orientación que per
mite la posterior intrusión.
En la cerrada do Las Portas en el rio Camba =¡
aparece la pizarrosidad prácticamente vertical y orto
gonal al caxice en tanto que un histoma de litoclasas =
queda paralelo al rio y subvortioal. Podrían correspon
d'er a las fracturas de extensión preconizadas por Gri(3gs
y ciertamente, como después veremos» no es anormal la
aparición de una familia de litoclasas con la citada ¡=
orientación.
Es preciso sxibra'yar que tanto el sistema de »
fracturas de relajación (clivaje pizarreño) como las =
L^#«*«F
19.-do extensión ortogonales a cquollas es láa ovi finadas =
por tracciones y por tanto proporcionarán una superfi
cie rugosa reaccionando anto solicitaciones tangencia
les como un snatcrial coherente en ol suntido do presen
tar una cierta resistencia al corto con tensión normal
nula (cohesión ficticia) producida por acodalamiento t=
de los bloques on las rugosidades, (l)*
Pasemos ahora a considerar los casos on que =
la probeta sometida a ensayo triaxial soporta un
régi-món de tensiones on ol que la relación ontro (fi 7 6*2 e s
"tal quo provoca ol deslizamiento de la probóla. El pía,
no de deslizamiento forrna un doiorminado ángulo con la
dirección de (J^, » ángulo que en ol caso de material = &
homogéneo o isótropo es, como dijimos, de — - ~ pero =
k 2
que si se han pordido tales características puedo oscjl
lar y vendida dado por la d-irocción dondp, el conjunt.o
-tensiones normales y tanfi-onciales alcanza la línea des
resistencia quo es variable on cada plano. Es decir =c
que en cada dirocción de plano son variables las con-=
vencionaleo características resistentes (yy c) y tam-
-bien las tensiones que vendrán dada por;
{T=CTi s o n ^ f $* o eos ©¿
* v ,
La rotura se producirá en la dirección domien
20.-e,l conjunto tensiones-caraoterísticaa resistentes sea=
más desfavorable.
Fundamentalmente lo que aqití tratamos de subra
yar es que independientemente de las condiciones de h e ^
terogeneidad y anisotropía una combinación de esfuerzos
de compresión puede provocar deslizamientos por insufis
ciento resistencia al corte. Es aspecto bien conocido =
por los ingenieros.
En la figura 1.3 se pueden ver dos claros ejcm
píos. En estas fotografías se aprecia un detalle que ==
queremos destacar. Se observa que además del claro pla
no do deslizamiento aparecen una serie de fracturas pa
ralelas e incluso otras en dirección sensiblemente orto
gonal.
En este hecho queremos destacar dos aspectos.=
En primer lugar que una misma solicitación puede irro-=
gar además de una superficie de cizallamionto (el plano
según el cual ha deslizado la probeta) una familia de =
litoclasas. En realidad más exactamente, y este es el =
segundo aspecto, dos familias de litoclasas que con el=
mismo rumbo se inclinan en sentidos opuestos. Este hecho
queda perfectamente ejemplarizado en la cerrada de
Ata-*axvdondQ los sistemas do litoclasas D.l y D.2 con di- =
pa-«*«&£
21.-ralelos a sendas laderas e incluyen superficies de
ci-zallamiento. Todos estos fenómenos pueden estar irroga
dos por la misma solicitación.
Estos casos que provocan deslizamientos tienen
un condicionante que los distingue claramente de los =
anteriormente citados, y éste es que para que se pro-=
duzcan es preciso que el valor de 6\ s o a relativamente
reducido, lo oue debe corresponder a una posición = ==
próxima a la superficie del macizo que soporta la soljL
citación. En la práctica un caso claro de este proceso
lo dan los deslizamientos de lisos en una ladera. Des
lizamientos en sentido estricto, no la deformación de=
cabeceo (fauchage) tan frecuente en las laderas de pi
zarras subverticales paralelas al cauce.
Los argumentos expuestos dificultan la posibi
lidad de que una misma solicitación provoque el
cliva-je pizarreño y las superficies de cizallamiento, pues=
el primero implica un elevado valor de (^2 >* l a s segun
das por el contrario exigen una débil 6*2* Además paras
admitir que una misma solicitación provoca el clivaje=
y la superficie de clzallamiento sería preciso que am
bos planos tuvieran una dimensión común y otra clara-=
#
mente diferente. Simplif¿cadamente digamos el mismo s=
rumbo en tanto que su buzamiento es bien diferente co
sw
fll
m^t^m-.
sSív
i ? ^
WÜMWsfflWiíliv
PL ANOS DE Pl Z AflRÓSiDAO
;gyzAM!£NÍQ-íí;v¡;K
MíBtíMiS¡£S6M!íN"
rece más lógico y adornas os taaíc ^ica.v.cnte admisible «=
concebir un primor procoso cronológico que provoca ola
clivaje y otro posterior con el inaeiso ya corea de laa
superficie que engendra Xas superficies do cizallamleii
to y las familias de litoclasas a eJlao subordinadas.
Por o-era parte es fácilmente imaginable que = el plegamiento y el clivaje ssan «lanifos-eaciones do -= una misma solicitación, sin perjuicio de que no exista coincidencia en la pizarrónidad y estratificación. Sia exceptuamos el pliegue de arrastro que en nuestra opi
nión es un caso particular do 1 a superficie do cizalla
miento, la mecánica del plegamiento os difícilmente =~ imaginable corno no soa irrogada por un fenómeno similar la pandeo y la experimentación do V/iliis(l) así lo po ne do manifiesto. En tal hipótesis la dirección do la**
tensión mayor habría do sor ortogonal al plano axial =s
del pliegue y consecuentemente al clivaje. Si la ovolix ción del plegamiento fuera suficientemente fuerto se = alcanzaría el paralelismo ontre clivaje y estratifica ción en los flancos, pero en cualquier caso existirá = la coincidencia en rumbos.
Estas características tienen clara confirma-s=
ción en la estribación B do la mancha siluriana dol nía
cisso central ya soñalada por H. Sampolayo (2)y que tuvi
mos ocasión de estudiar en la cabecera del Sorbe. Bfejs
(1) Véase b i b l i o g r a f í a ? r e f e r e n c i a 5 pag.
2<Í5( 2 ) •' « » tíh n hll
m
23.-tivamente las pizarras de Mata.ll;u¡;i en o.l Jarama o in
cluso más al li hacia el pico Ocojón presentan su
piaa-rrosidad en dirección N-S con buzamiento vertical. In
cluso en Atazar mucho más al V se ¿¡i^ue manteniendo os
ta oriontación del clivajc. La estratificación bien vi
sible en las cuarcitas de la cabecera del Sorbe on las
proximidades de Cantalojas proscrita sus plioguos con=
planos axiales quo también se dirigen N-3. Es perfecta
mente admisible que ambos procosos so hayan originado»
por una solicitación cuya tensión principal mayor ac-=
tuaria en lo que hoy os dirección E-W.
Si ahora imaginamos las suporficios do ciza-s
llamiento en Atazar con dirección E-W y buzamientos al
N y S del orden de unos h5- cabría considerarlas cornos
irrogadas por una solicitación cuya tensión principáis
mayor se ^orientaría o bien en dirección vertical o bien
N-S. Si las admit irnos originadas por la tensión mayor»
N-S este mismo esfuerzo nos serviría para explicar las-,
dirección de las calizas cretáceas dol Pontón de la «=
Oliva que se prolongan al W on ol vaso dol Vellón y* ==
Guadalix y al E por Tamajón y las proximidades de
Pál-maces y quo deben formar el flanco sur del anticlinal»
cuyo flanco, norte aparece en Galvo do Sorbe y al norte
do Cantalojas.
Esta hipóteísis de doblo etapa en la formación
2íf
.-del macizo con su estructura ac tu«3 tiene en nuestra =s opinión bastantes aspectos que avalan su verosimilutud. Efectivamente les macizos pizarreños suelen presentara dos o tres sistemas do litoclasas a loa que se añade » el clivajo. La primera fase tectónica, desarrollada en profundidad(con elevado valor do &z) originará amén »«.
de un posible pl egatttionto general una dirección de cljL
*
vajo que salvo en el caso de existencia de niveles-guía
(en el siluriano lo son frecuentemente las cuarcitas)s borrará las huellas de estratificación. Este clivaje « puede ir acompañado de una familia de litoclasas sensl blornente ortogonal quo corresponderían a las fracturass de extensión de Griggs. Las discontinuidades de estoss sistemas originadas por tracción serán generalmente rti gosas no presentando los característicos "slicken sido" de los deslizamientos.
Es difícil que el proceso descrito origine su perficies de cissallamionto pues no hay que olvidar que lo concebimos como triple compresión aunque con distin
tos valores de las tensiones principales. El macizo »= asi formado por un lento proceso que so desarrolla en»
profundidad ya es claramente anisótropo, punto trans«= cendental al enjuiciar la segunda parte del proceso, w Esta segunda parto debo corresponder a una solicita-=ss¡ ción que so desarrolla en las proximidades de la super ficio con una £Tg dóbil y por tanto son perfectamente « posibles los deslizamientos.
#
25.-Estos deáli zaraientos y lo-= familias de lito-» .clasas relacionadas con olios se producirán en las dos direcciones de precaria rosis-soaicia al corte ante la a
nueva solicitación. Es decir que los planos do desliza. miento o de litoclasaa presentarían un án££Ulo diedro » «£T - y> si el material fuera isótrono. Al no sorlo no so
2
producirá el valor do este ánfculo per*o se mantendrá el concepto de dos direcciones que so cortan, según una =s línea ortogonal a la tensión principal mayor y precisé* mente según estas direcciones y rjrac ticamente sólo ©na ellas, aparecerán las superficies de ciZPllamiento.Por esta razón es frecuente encontrar en el estudio de los
macizos pizarrosos cuñas o diedros cuyos lados son par^ ticularmente débiles. Naturalmente para estudiar el se equilibrio estático en ellos es preciso complotar sólji dos, muy frecuentemente tetraedros, en los que dos dea sus caras son precisamente los lados de la curia, de de, bilidad notoriamente más acusada que en las otras ca-= ras.. Por el contrario nunca hemos encontrado un triedro o prisma cuyas caras sean de similar debilidad.
En resumen el primer proceso da fracturas dea tracción, las cortantes solo aparecen en el segundo ya por tanto las superficies de ciaallamionto so suelen = ori,entar exclusivamente sog^n dos direcciones.
26.-los numerosos que podrían presentarse»
La fíg. 1.5 representa ©ííquotná.t:icamonte la ejs tructura de la ladera isquierda en ol emplazamiento do la presa de la Concepción en el río Verde. La piaarro-sidad aparece paralela a la propia ladera, en tanto sa que las^ litoclasas de "visera" forman, planos cuyo ángu lo diedro con la pizarrosidad e& sensiblemente ortogo nal. Corresponderán a las fracturas de ostensión pro-a pias del clivaje de flujo. Existen además dos sistemas de litoclasas que con el mismo rumbo (N.22.E) buzan en sentidos opuestos. Son las Ib y je do la figura. En la = fotografía de la fifí. 1.6 se aprecia la existencia de»
una falla paralela al sistema c.
r
o
ai
Ü
30
m o
c
m
r
o
m
>
c *
m —
» 2
í» as o r
>
Ñ
O
r?:-\ \
\
\
o o o c w
o
c
2
r o
t
•.■•.•.•.';•:■:•.'•:.'.••.••;;.•£■..--'-•■.' • •>í,V' i r i F V
►
N Fallo de la tubería
FALLA BUZAMIENTO
LIMITES ESTATIGRAFICOS
Figura 1.7
«"fckttrj
27.-en ella se aprecian bion las fallas F.¿fF.2. y y 3,
fin estos casos, como en el antes citado do At<a
zar, la dirección de la tensión prancipal mayor en el=
segundo proceso forma un ángulo tal con los planos de=
pizarrosidad que imposibilita^ un deslizamiento según =
estos planos. Es el caso que esquemáticamente represen^
tan los croquis a y b do la figura 1«9» S m embargo ei
caso c es distinto; el ángulo de (p, con respecto a la=
piaarrosidad permite o facilita el deslizamiento según
uno de estos planos.
Un ejemplo práctico lo constituye la cerradas
de Santa Eulalia de Jares cuyo esquema estructural se¡=
presenta en la figura l.lo. La pizarrosidad coincide =
con la estratificación claramente manifestada en los =
niveles cuarcíticos. Aparece una familia de lii>ocla»sas
que en la ladera izquierda buza hacia el río. Son las=
fracturas de tracción, allí llamadas "tercera familia".
Con esta estructura previa aparece una nueva solicita
ción que irroga el sistema de litoclnsas de dirección:*
N30E y a él pertenece la superficie de cizallamiento=
F.l. El otro sistema involucrado on esta segunda soli
citación es coincidente con la foliación como clarameri
te manifiesta la existencia de la superficie do ciza-=
llamiento F.4.
Sü
ffli
1Ü
m
23.-es la solución más violenta ante una. solicitación que
adornas prodxice unos sistemas do frac turne ion en la =;=
misma dirección que el plano do deslizamiento. Esta a.a
hipótesis do aparición simultanea de las superficies ¡=¡
cizallamiento y familias de d i a c u j a s paralelas enten
demos que es inapelable. Efectivamente si se repite =¡=
una solicitación que ya formó unas superficies de deb^L
lidad (podrían ser las litoclasas) la existencia de és^
tas facilitaría ol movimiento relativo de forma que ==2
apenas so causaría destrozo del material. Ka ol mismo
problema de las juntas que permiten el movimiento reía
tivo sin roturas del material situado a sus lados. Por
el contrario si no existen planos do debilidad, forma
dos por un movimiento tangencial, se producirán rotu-=
ras previas al deslizamiento y estas roturas, según =«
planos paralelos próximos se unirán entre sí para per
mitir o facilitar el movimiento dando así tercera di-=:
mensión a la superficie de cizallamiento. Realmente e?
una rotura en escalera, solución final del procoso que
implíci-camente cita Goguel (l) al hablar do "zone de =
broyage" que más propiamente ha de entenderse como zo
na de frecuente fracturación. Cuando la superficie de
cizallamiento se produce sefiún la dirección de la pi'¿.£t
rrosidad las discontinuidades en planos paralólos » =
próximos están formadas y la rotura en escalora se pr-jo
29.-duco al vencer la solicitación la resistoncla que croa
la "cohesión ficticia" quo antes citarlos.
El violento proceso descrito da como
rosulta-do una zona profundamente replegada y fracturada (figvx
ra l.ll) que da pie n la postorior alteración de la ro
ca así como a la deposición de sodimontos dol agua que
circula por la fisuras del macizo y queda más o menos=
retenida por el material milonítico que se va formando.
Esta retención y por consiguiente la deposición o de-=
cantación de sedimentos, se comprueba on la apertura =
de excavaciones subterráneas que atraviesan superfi-==
cies de cizallamiento en pizarras. Asi una galería re
lativamente .seca gotea y llega a dar importantes cauda
les al atravesar estos accidentes.
Este proceso de alteración y deposición que =
va dando forma al milonito origina un material vincula
do con la constitución de la roca que forma el macizo.
En definitiva se trata de un proceso de retromorfismo=
y esto explica que el milonito en las cuarcitas, por =
ejemplo, sea esencialmente arenoso. Así lo hemos com-s
probado en los ensayos de identificación de los detri
tus en la falla del túnel do Barrios do Luna quo defi
nían éstos como "arona limosa" pasando el 38 'jó por ol =
tamiz 200 y dando "No Plásticos" los límites de
•
30.-En las pitarras silurianas y con más propie-s=
dad en las gotlandicnses ol milonito suelo tener la aa
apariencia de una pasta o barro den¿.o oscuro (fig.1.12)
a veces impropiamente llamado awpoJita y formado a ex
pensas de los productos de alteración de la pizarra &s
que compone el macizo (recuérdese el proceso de meta-a
morfismo comentado al principio de este capitulo). Dori
tro del milonito quedan englobadas láminas o lajas pi
zarrosas (véase do nuevo la fáfr. 1.11) replegadas y en
ocasiones filones de cuarzo intrusivo fracturado o pl<»
gado que han soportado la alteración. En la figura = a
1.13 representamos esquemáticamente la constitución de
una superficie de cizallamiento.
Cuando debido a una profunda alteración desapa,
recen los restos de pizarrosidad (figs. 1.12 y 1.14) =
el aspecto del miloni"Co parece corresponder a una sed_i_
mentación distinta, ^a superficie de cizallamiento al
canzada en la cimentación de los bloques15 y 7 de la =
presa de Atazar es un claro ejemplo. Si comparamos las
rocas de las figuras 1.2 y 1,12 que pertenecen al mis
mo emplazamiento cuesta imaginaríais» con el mismo orl-=
gen. Sin embargo osta hipótesis de sedimentación dis-¡s
tinta, a pesar do la apariencia comentada debe ser atso
lutamente rechazada, pues efectivamente milonitos de w
este Tipo* se cortan en numerosas ocasiones lo que impi,
¿m^
^Tki\íA&S^l'\,%í"¿
r. V
:7;V
31.-tinto. Dentro do los o j'empJ os que ya hornos citado pod^
mos volver a recordar la posición g-eornótrica en diedro
de las superficies do cizailamietito F.l y F»k do Santa
Eulalia de Jares y D.l y D.2 en Atazar,
A pesar de este argumento, en nuestra opinión
irrefutable, on n.o pocas ocasiones se ha atribuido la =
aparición de un milonito de superficie de
cizallamien-to a uña bolsada plástica del goílandiense. Este error
desde un punto de vista pragmático es sumamente peli-=
groso pues atribuye un accidente toe tónico que general^
mente mantiene una secuencia dentro de la formación, a
una circunstancia fortuita, la bolsada o lentejón erra
tico.
Lo que si es cierto es que las pizarras del =
piso superior siluriano admiten una fácil alteración =
pues dQntro de la secuencia arcillosa a que correspon
den se encuentran, como dijimos, en uno de sus prime-=
ros estadios y por tanto el rotromorfísmo necesario pa
ra devolverlas a su origen arcilloso os débil. Si a e ¿
te*aspecto añadimos la abundancia de ampelitas en el =
gotlandiense, cuya pirita facilita la alteración, y la
existencia de materia carbonosa que dá tacto untuoso =
(veaso de nuevo la figura 1.12) se comprende que on es_
■ca facies la alteración es sencilla y por tanto do eran
desarrollo y además con un aspecto que impresiona. Por
32.-procenta menor facilidad a la alteración y"en ellas el
milonito de las superficies de cizallamiento ouola sor
más arenoso, Otras voces se dispone en capas sin lle- =
gar a adquirir todo él un aspecto homogéneo. Compárese
en este sentido las figuras 1.11 y 1.12. La primera co
rrespondo al ordoviciense en la facios ya citada por =
K. Sampoiayo (l) do cuarcitas de crucianas y pizarras*.
con mineral de hierro. La segunda está tomada on una ¡=
ampelita gotlandiense.
Profundizando en la descripción del milonito=
de las superficies do cizallamiento en las pizarras sji
lurianas hay que destacar que, con gran frecuencia, deri
tro d© él y más concretamente en el límite con la roca
sana, bordeando el propio milonito aparece una fina ca
pa de aspecto notablemente más plástico (fig. i.15). =
En la figura 1.16 so esquematiza la situación de esta»
capa que denominamos "lámina A" en tanto que al conjuii
to que completa el milonito lo llamamos "capa B".
Es curioso que a pesar de la generalidad quo =
presenta la lámina A no la hemos encontrado citada en =¡
la bibliografía y mucho menos hipótesis sobre su origen
que, sin duda, ha de responder a una causa común.
, (l) Véase bibliografía; referencia Zh pag.177 Y siguiori
« M » s » S » B
: i l l i
r / ^ í ' J ^ V ^ j g :
Iíft§§l§
lililí
MSMBBÍI!
11IS
, SOPÉRKICIE IDEK •AítílZAUÍíÁ^iÉNÍtÓK WÜMÍtiZADAtiK
üSffíb^te?^
IPilillIlS
33.3En nuestra opinión el origen do esta lámina
-Obedece a que el agua que circula por el macizo ve
di-• ficultado su paso a través del i.iilonito que cuando me
nos actúa pomo filtro y va sedimentando la lámina A.. =
Según esta hipótesis asi como una buena parte de la c¿
pa B 33 origina por la alteración in-sicu do la piza-=
rra, aunque otra parte se deba a la sedimentación, en=
la lámina A casi bodo el material procodo de la depos_i
ción. Por oso os superior su porcentaje de finos, como
posteriormente veremos en los ensayos de identificacio'n.
Hemos considerado la posibilidad de que el sa
origen de la lámina A so deba a una mayor trituración^
del borde on el proceso de cizallamiento. Sin embargos
en un material pétreo, anisótropo que es el que sopor
ta el deslizamiento no llegamos a concebir este proce— •
so como causa única, aunque, probablemente, también ==
aporto su influencia en la aparición de la lámina A. =
Por otra parte y en pro de la hipótesis de que su ori
gen tenga relación con el agua que circula por el maci
zo señalemos quo la lámina A suelo aparecer en el bor
de superior del accidento, aunque esto no es absoluta
mente general. En la citada superficie de
cizállamion-to de los bloques 5 ,y 7 do Atazar efectivamente Ja lá
mina A queda on la parte supcrioi" del accidente. Otro=
tanto cabe decir de la» falla do loa Romanos en Las Por
Lamina A
Capa B
34.-aparición dol accidento cono s(¡ pro&etita en ol hastial
derecho de la galoria 8„ En esie scoidonto hornos toma
do muestras de la lámina A y tío la capa B que han sido
analizadas on ol laboratorio. lio aquí los resultados;
Muestra 2838 Muestra 2843
Granu3 orneira a
1/2» 100
3/8" 100 „ 98
N2 4 98 92
Ne 10 94 84
NS 4o 78 68
N2 200 64 57
Límites de Attorberg
Límite líquido .... 28 32 » plástico ... 17 21 índice de plastici
dad 11 11 Densidad seca .... 1,82 1,94 Humedad natural ... 14,8 11,5
La muestra 2838 corresponde a la lámina A y = v
la 2843 se refiero a la capa B.
Soa cual fuere el origen de la lámina A lo »»
que es indudable es t>u aparición sistemática, represen
35.-su conjuntó UJI "plano paiíticularnwato precario ante so
licitaciones tan¿ioncialos.
Los resultados.antes indicados, roforontos as
la falla de los Romanos no son on absoluto excepciona
les, respondiendo a unas características gcnorales. En
este sentido presentamos ol cuadro siguiente que resu
me los resultados obtenidos on varias superficies *de ci
zallamiento milonitiisadas que hemos encontrado en dis
tintos ©aplazamientos, lín esta cuadro separamos los ro_
sultados alcanzados en la lámina A y en la capa B.'
Lámina A Capa B
Max, Mír.» "Medio._ Max. Min. Modio
Porcentaje que.
pasa por T.4o 81 ... 75 ... 77 ... 77 ... 67 ... 70 Porcentaje quo
pa3a por T.200 76 ... 53 ... 66 ... 60 ... 51 ... $k .
Límite líquido 33 ... 28 ... 30 ... 32 ... 23 ... 25
índice plasti
cidad 15 ... 6 ... 12 ... 14 ... 8 ... 10
Densidad seca 2,20. 1,82. 2,12. 2,30. 1,94. 2,21
Humedad natu-=
ral 16,3..* 6,8.. 8,6.. 11,5.. 4,9.. 6,2
En síntesis podemos concluir que ol milonitoa
de las superficies do clzallamiento en las piaarras si
lurianas está compuesto por un limo arcilloso producto
do la alteración do la pínarra, que puedo englobar la
micro-
36.-pliegues y en ocasiones roiioa de ouarso xntru&ivo ■= » fracturado o plegado, al menos, en su apariencia. Nor-a malntente loa bordes del milonito quedan delimitados =a
por una lámina do un material metí arcilloso con aspec
to más homogéneo ante,la ausencia de los elementos
pó-treos que antes citábamos.
Es preciso dejar constancia do la existencia^
do superficies de ciuallamionto que podíamos denominar
compuestas con una aparición similar a la que resulta
ría de situar contiguas y paralelas varias zonas
milo-nitizadas del tipo de las descritas formando una suce
sión más o metios rogular dol tipo Roca-Lámina A - Ca-a
pa- B- Lámina A - Capa B - etc. Puede servir como ejem
plo do este tipo de accidento la falla de la Tubería =
en Las Portas.
La aparición do estos accidentes compuestos y
más concretamente de varias láminas A en ellos paréeos
contradocir la hipóteísis, que tímidamente formulamos,=
de su origen de deposición relativamente reciente. Sin
.embargo hay que señalar que estos accidentes eompues-=
tos aparecen generalmente en las faeies ordoviciensesst
más silíceas en las que, como dijimos, el milonito no»
tiene el aspecto homogéneo que presenta en las faciese
ampoiíticas gotlandionaos. El problema entonces so
retro-
37.-moirfismo. Trataremos do explicarlos' Supongamos quo du
rante la Tase tectónica so producen dos o más superfi
cies do ciaallar.iionto muy próximas, Esta situación ea=
una ampelita, por ejemplo, dada ¿>u fácil altorabilidad
da origen a quo el proooao cid rotromorfismo alcance as
todo ol volumen comprondido entre los accidentes y for;
me un conjunto do apariencia homogénea, de forma que =
al encontrarlo simplemente anunciamos que el espesor »
dol accidente (suponemos uno solo) es muy importante.ts
Por el contrario en una' roca de alteración más difícil
(secuencia silícea) a posar de haberse visto afectadas*
por idéntico proceso tectónico, aunque- haya sufrido un
cierto rotromorfismo, Ó3to no ll:ga a transformar toda
la zona afectada en un conjunto homogéneo. Tal es el =¡
caso del ejemplo antes citado. En definitiva lo expre
sado aquí es una manifestación particular del toma ge
neral de la alteración anteriormente comentado y que =>
nos llevó a la comparación de las figuras 1.11 y 1.12,
Las dimensiones do las superficies de eiaallji
miento en las pizarras üilurianas don muy variables, s
incluso dentro de una misma aparecen oscilaciones en »
ol espesor en ocasiones importantes, En cualquier caso
estos accidentes rara voz reducen su anchura a dimon-»
siones inferiores al decímetro en tanto quo, por el -=
contrario, es frecuente que se aproximen al metro o in
38 —
Por otra parte su oxtensj-ón medida en su propio plano»
es importante, al iacnos dentro del campo de aplicación
do la ingeniería civil, como se comprueba al encontrar
las en excavaciones subterráneas do» Tuerto ,obertura.
-Puedo servir do ejemplo la falla do los Poyales que co
rresponde a una superficie d© ciaallaraiento y la alcaii
2a la galería en carga de Atasar con una cobertura de»
más de 250 m.
Finalmente señalemos quo es prácticamente
±m-posiblo dar normas concretas con vxstas a identificara:
la situación de las superficies de ciaallamionto. Sim
plemente subrayaremos algunos puntos que, aunque trivia
los y generalmente conocidos, no deben ser nunca menos
preciados.
Digamos en primor lugar que su aparición como
vimos no es independiente de la tectónica general de =
la zona, lo que una vea más resalta la importancia del
exhaustivo reconocimiento geológico previo. Recordemos
el párrafo de la conferencia de Alejandro del Campo (l)
en el primer Coloquio Nacional do Mecánica de Rocas:
"Para el estudio de un maciao rocoso on lo que respec
ta a su estabilidad y en general, a su comportamientos
mecánico e hidráulico, tiene quisas mayor importancia»
el conocimiento exhaustivo do sus alaterna do fracturas
y su distribución geométrica, quo los. datos mecánicos^
t
39.-doducidos de ensayos do laboratorio o "in-situ",, onaa-=
yos que convendría realisar una ves que se conociera
-a fondo l-a estructur-a del terreno".
Por otra parto dostaquemo3 que en los sondeos
al atravosar una superficie do cizallarnicnto baja con
siderablemente el porcentaje de testigo y más aun ol =
Índice* RQD ( R O C K quality designation). No os anormal =¡
que se produzcan pérdidas del agua de perforación y -■=.
desde luego los ensayos Lugeon proporcionan una admi-a
sión notoriamente superior* Conviene llamar la aten-»»
ción sobre osta afirmación que aparentemente engendra»
una contradicción. Efectivamente todo puede ser debido
a la sensibilidad del ensayo en el sondeo ante una = =
fractura de cierta anchura. Como veremos en el capítu
lo k una de esta fracturas en un material prácticamen
te impermeable da una admisión muy alta en la prueba »
Lugeon. Probablemente este es ol caso de las superfi-»
cies de cizallamiento que presentan fracturas con hue
cos que dan la alta admisión en tanto que el conjuntos
relativamente colmatado por el milonito se comporta co
mo poco permeable.
Como punto final recordemos quo la importan-»
cia práctica de las superficies de cizallamiento justi,
fica la apertura de galerías de reconocimiento quo pe,r
f
4o.-ción visual. Reconocimiento directo al quo nunca puedo
i
,:;;.¡«»W«7.,\
M
2
Sobre su deformabilidad
¿ í l . - t
2 - SOBRE SU DEFORMABILIDAD
La simple inspección de ¿sté txpo de acciden
tes hace comprender que su deforraabilidad es verdadera^
mente importante. Por ello los ingenieros, aún sin co
nocer cuantitativamente su magnitud, nos hemos preocu
pado siempre de disponer elementos estructurales que la
reduzcan. En este capítulo el problema que nos plantea,
D O S es analizar los procedimientos actúalos para su e¿
tudio y evaluación aproximada*
Antes de entrar en el tema es preciso estable,
cer alguna salvedad que permita la correcta comprensión
del problema tratado.
Primero hay que señalar que bajo el tema de-=
formabilidad, nos referimos al estudio de las deforma
ciones y corrimientos que aparecen ante solicitaciones
esencialmente de compresión. Parece, por tanto, que ==
tendría más propiodad el título de compresibilidad,que
no hemos utilizado por seguir la nomenclatura corrien
temente utilizada.
Hay quo subrayar también que en el estudio sui
42.-dente no tiono comunicación con el exterior, do
forma-quo su f 14-±6n y auceaiva expulsión no so puedo produ
cir. En d o f l ^ t i v a se admite bn .1 material una cierta
constricción lateral.
El hecho de establecer estas limitaciones en=
el estudio no debe interpretarse en absoluto, on e l ' «
. sentido do escasa importancia de los aspectos señala-=
dos. Antes al contrario a efectos prácticos arabos as-=
pectos,deformaciones tangenciales y fluxión lateral «:.
tienen una decisiva transcendencia en ol
comportamien-to conjuncomportamien-to del macizo y por ello obligan a disposicio
nes de corrección, fundamentales ( l ) .
Entrando en el tema y siguiendo una línea ge
neralizada en Mecánica do Rocas, la'deformabilidad de=
los accidentes que ahora nos ocupan se ha intentado es
tudiar a partir de los datos suministrados por los en
sayos de carga in-situ.
No trataremos aquí en detalle sobre la ejecu
ción e interpretación do estos ensayos, toma que abor
damos en un estudio publicado por el Centro de Estudios
Hidrográficos (2) limitándonos a juzgar sus resultados
(1) Vca3e bibliografxajreferencia Ik
•'I3--i n t e n t a n d o p r o f u n d •'I3--i z a r en su reprobenfcaL•'I3--iv•'I3--idad.
Rl ensayo do carga esencialmente consiste en a p l i c a r en el á r e a e s t u d i a d a u n esfuerzo m i d i e n d o los d e s p l a z a m i e n t o s que se p r o d u c e n . G u n o r a l m e n t o estos on sayos se llevan a cabo a p r o v e c h a n d o las p a r e d e s de u n a g a l e r í a do r e c o n o c i m i e n t o . I n t e n t a n d o d i s m i n u i r el === e f e c t o do la d e c o m p r e s i ó n por apertura de la galería y a f e c t a r zonas más r e p r e s e n t a t i v a s la tendencia r e l a t i v a m e n t e g e n e r a l i z a d a , h a ido en o] sentido do aumen-=
tar las d i m e n s i o n e s del á r e a c a r g a d a . D e n t r o de este. = línea h e m o s llegado a e f e c t u a r ensayos con gatos pla-= n o s , e x t e n d i d o s a un área de cuatro m e t r o s c u a d r a d o s (l) E s t a m i s m a línea se h a seguido en el estudio de la d e -f o r m a b i l i d a d en las s u p e r -f i c i e s de c i z a l l a m i e n t o . E l l o r e s p o n d í a a u n a p o s t u r a m á s o m e n o s labente do inten-= tar o b t e n e r v a l o r e s globales del m a c i z o que h o y se v a = s u p e r a n d o .
E l ensayo de carga se r e a l i z a siguiendo u n == p r o g r a m a de ciclos de carga y d e s c a r g a y suele i n c l u i r el llamado ensayo de f l u e n c i a que consiste en m a n t e n e r el á r e a a c a r g a c o n s t a n t e d u r a n t e un tiempo r e l a t i v a - = m e n t e d i l a t a d o , m i d i e n d o las d e f o r m a c i o n e s h a b i d a s con v i s t a s a a n a l i z a r su c o m p o r t a m i e n t o r e o l ó g i c o .
44.-En la figura 2.1 so ruprujcnta eaquoináticamon
te la disposición de 'on onsayo típico en un accidento^
de los quo estudiamos.
Las figuras números 2.2 a 2.4 reproducen los =
resultados de ensayos realizados con placas rígidas de
280 mía. de diámetro y las números 2.5 y 2.6 con otras =
flexibles de un metro cuadrado do superficie.
En el cuadro siguiente vr e £ i Q n^a m o s l °s resul
tados numéricos obtenidos en estos ensayos siguiendo =
la interpretación convencional.
Ensayo 2.2 2.3 2.4 2.5
2.6
Módulo do
ción T/cm2
Máximo
17.7
11.8
20.6
36.5
49.2
deforma-•
Mínimo
6.3
2.8 •
4.7
13.5
23.8
Módulo tilas tioidad di ferida T/cm2.
,
132
91
94
348
Viscosidad
1017 poisos ]
1.1
2.4
7-9
3.9
. Los valores de ios módulos de deformación ob
tenidos pueden conaidprarse típicos para este tipo de=
terreno ensayado niedianto placas de carga, sin embargo
son muy bajos al compararlos con los que se obtienon =
01
!**» PRESIÓN Kg/cm' O w o V ' > — o MTO S w w o ^ » o s 3 - \ ~ — — .. _Js
17
\ o i i1- < —
■ + -4— A _. — " ■ f— -^ i -.~ 1 -7-N -.
- r^
L 1 t- ] r-i r-ií X .
1 1 t 1 s s ... , | ...
-1 i— -H
i — i _
s
s s s x i-J_ L J
i-_ - t _ 1 ^
. \ ^
^S^»^^jí
- ¡\T_
\ .
> ^
""^ —„ ™ ■' ^ ^ > ^=—— ^
1
"""""""«v^^
i
^r^
-" -" * ■
o
1
-_ l -_
- 1 — 1
f
o. — j .
— 1 _
¡ i
—
_ ■ — , 1
i
„ — H —
i ,
— - ■— o
>
o
— -
——*--*-: l
i i -4 i
- 1 - , _ - , _
i 1 I l I — "I — V „ V -!
1 I
—
J i „
1 f 1 1 f J _ _
, i — . _ ~
—j
—'—-l ■ X |
¡ X¡
i > X t
l\l
' 1 x
i i i ^
ASIENTOS m m
<«s
PRESIÓN K g / c m2 ASIENTOS i/IOOmm
O * • --• *-8 <S-Ó) O *• b
M — , — I 1 1 .. 1 . — + i i
i- i' -i - _ 4 h U !
i í i i i _ ^ __ i 1 I 1 ! ! t t ¡ ! i ! } i , :. . .. • ! ; i
J ' 4- i- . i í !
; • i _ -i ^ _ _
V
\ _ J I 1— 4- r
- - — 4 - — j-í 1
j
( j I i i * i i I ! , 1 ! I<*%
■n
<5'
ro en
PRESIÓN Kfl/cm* ASIENTOS EN 10 ii m
— u oí » t* d -4 « * O O O O O O O O O
« I o 8 3 £ o s o % o i * í> * o 92 0 o 9> O o * o O N 76 0 * O s í g I
X
r
i !i\
L ' V
(
, ..y.. ...
tj ">i \
1 1
rt^
1 ' I i I 1 \ ! ' \r l i
i 1 i i \ \ \ | —1 r T
i
— i — ■
1
i
i
]
¡
JL
1' ^
rrosLi !
ÜÍ5
X .
1 > v
¡ 1
~r
f
H
^1 !
i — .
¡i
i
1
!
i i
t~" i : i
i 1
1
. ! !
1 i 1
1 1 i ' 1
]
¡ í :
..., ,
' l 1 ;
! i '
1 1
1 t t t ,
t . , ( I
' '
1
i í ! i !
1
I I I
H"
i • ; i i
1 i i
i l i
I
i i i i
' i
I-^^^ ^_l_
i i
!
' T'
r 1 1 ' 1
i - f i
1
\ i ! ■ t [ \ \ Í\ ' \ >
i ' v
1 1 i ) ! '• ' ' v _ P
' I 1 ^ v
k. i
!i i ' i ! O
-—__
r
1 ! ' • • T ¡ ' i ■... i . . ' 1 ! ! í ' i ' 1 i , ■ i «
1 !
l-i ' 1 1
rfjtt-M I '
1!
1 ,
i-j-r
'■ í ' ' ■ i
í ¡ 1 1 1
l i l i l í
i-< W o o D¡ 5 o *• s — — 1
ti > <J, • Q N
h ^ j ; | — ! — i
a —4— 4- p * S
l i l i
-1 1
I 1
¡ ' )
, 1 '< ' '
; i
1 i i ' '
1 ! í i í t. • i i
■ , , , i ,
■ ¡ I
t ii t
!
¡ i
i : ' '
i \
1 ' 1 !
1
1
i 1 ! ! I i ! 1 i1 1
f
i
t, m a
> — - ! — 1 —
^ h ± d
"^^
N f i to
O N *
>-+-+-1 i i ^ - ■
1 t . , í
! '
t
¡
1 1 1
t
1
i
.
i i [ ,
i i i i i i ! i i 1 t l I í 1 1 1 i i 1 . 1 1 i 1 1 1 1 i I f l . H i
\* Id U 3 N —, t . 1
\ ! V (
1
] [ f
'
— 1 —
— t — — I —
