Clasificación de masa de pendiente

SMR utiliza las mismas cinco primeras categorías de puntuación que RMR :

1. Resistencia a la compresión uniaxial de la roca intacta,
2. Designación de calidad de la roca (o RQD),
3. Espacio entre juntas,
4. Condición de la articulación (la suma de cinco subpuntuaciones) y
5. Condiciones del agua subterránea.

La sexta y última categoría es un ajuste de calificación o penalización por orientaciones de juntas adversas, lo cual es particularmente importante para evaluar la competencia de un talud rocoso. SMR proporciona directrices cuantitativas para evaluar esta penalización de calificación en forma de cuatro subcategorías, tres que describen la geometría relativa del talud rocoso y del conjunto de juntas y una cuarta que considera el método de excavación del talud. SMR aborda tanto los modos de falla por deslizamiento planar como por vuelco; originalmente no se hizo ninguna consideración adicional para el deslizamiento en múltiples planos de juntas. Sin embargo, Anbalagan et al. ^{[ 7 ]} adaptaron la clasificación original para el modo de falla en cuña.

La calificación SMR final se obtiene mediante la siguiente expresión: ^{[ 8 ] [ 9 ]}

${\displaystyle SMR=RMR_{b}+F_{1}\times F_{2}\times F_{3}+F_{4}}$

dónde:

• RMR _b es el índice RMR resultante de la clasificación de macizos rocosos de Bieniawski sin ninguna corrección.
• F ₁ depende del paralelismo entre la discontinuidad, α _j (o la línea de intersección, α _i , en el caso de falla en cuña) y la dirección de buzamiento de la pendiente.
• F ₂ depende de la inclinación de la discontinuidad (β _j ) en el caso de falla planar y de la profundidad, β _i de la línea de intersección en la falla en cuña. En cuanto a la falla por vuelco, este parámetro toma el valor 1.0. Este parámetro está relacionado con la probabilidad de resistencia al corte de la discontinuidad.
• F ₃ depende de la relación entre la pendiente (β _s ) y la inclinación de la discontinuidad (β _j ) (casos de vuelco o falla planar) o la inclinación de la línea de inmersión (β _i ) (caso de falla en cuña). Este parámetro conserva los factores de ajuste de Bieniawski que varían de 0 a -60 puntos y expresan la probabilidad de que la discontinuidad aflore en la cara de la pendiente para fallas planares y en cuña.
• F ₄ es un factor de corrección que depende del método de excavación utilizado.

Aunque el SMR se utiliza en todo el mundo, a veces se producen interpretaciones erróneas e imprecisiones al aplicarlo. La mayoría de las imprecisiones observadas están relacionadas con el cálculo de las relaciones angulares auxiliares entre los buzamientos y las direcciones de buzamiento de las discontinuidades y la pendiente necesaria para determinar los factores F1 _, F2 _y F3 _{. Una definición completa de estas relaciones angulares se puede encontrar en} ^{[ 12 ]} .

SMR continuo (C-SMR)

Tomás et al. ^{[ 13 ]} propusieron funciones continuas alternativas para el cálculo de los parámetros de corrección _F1 , F2 _y F3 _. Estas funciones muestran diferencias absolutas máximas con las funciones discretas inferiores a 7 puntos y reducen significativamente las interpretaciones subjetivas. Además, las funciones propuestas para el cálculo de los factores de corrección SMR disminuyen las dudas sobre qué puntuación asignar a los valores cercanos al límite de la clasificación discreta.

_{La función continua F 1} propuesta que mejor se ajusta a los valores discretos es:

${\displaystyle F_{1}={\frac {16}{25}}-{\frac {3}{500}}\arctan \left({\frac {1}{10}}\left(|A|-17\right)\right)}$

donde el parámetro A es el ángulo formado entre la discontinuidad y la dirección de la pendiente para los modos de falla planar y de vuelco, y el ángulo formado entre la intersección de las dos discontinuidades (la dirección de inmersión) y la dirección de buzamiento de la pendiente para la falla en cuña. La función arcotangente se expresa en grados.

${\displaystyle F_{2}={\begin{cases}{\frac {9}{16}}+{\frac {1}{195}}\arctan \left({\frac {17}{100}}B-5\right),&{\text{para falla planar y en cuña}}\\1,&{\text{para falla por vuelco}}\end{cases}}}$

donde el parámetro B representa la inclinación de la discontinuidad en grados para fallas planares y la profundidad de la intersección para fallas en cuña. Cabe destacar que la función arcotangente también se expresa en grados.

${\displaystyle F_{3}={\begin{cases}-30+{\frac {1}{3}}\arctan C,&{\text{para falla planar y en cuña}}\\-13-{\frac {1}{7}}\arctan \left(C-120\right),&{\text{para falla por vuelco}}\end{cases}}}$

donde C depende de la relación entre la pendiente y la inclinación de la discontinuidad (casos de vuelco o falla planar) o la inclinación de la pendiente y la inclinación de la línea de inmersión para el caso de falla en cuña. Las funciones arcotangente se expresan en grados.

SMR gráfico (GSMR)

Alternativamente, Tomás et al. ^{[ 14 ]} también propusieron un método gráfico basado en la representación estereográfica de las discontinuidades y la pendiente para obtener parámetros de corrección del SMR (F1 _, F2 _y F3 ₎ . Este método permite obtener fácilmente los factores de corrección del SMR para una pendiente simple o para diversas aplicaciones prácticas como pendientes de infraestructuras lineales, minería a cielo abierto o excavaciones de zanjas.

Otras adaptaciones de SMR

Se han propuesto otros enfoques para adaptar SMR a diferentes situaciones, como pendientes pronunciadas, formaciones de flysch o incluso materiales heterogéneos. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

Un análisis visual tetradimensional de la clasificación geomecánica SMR, realizado por Tomás et al. ^{[ 17 ]} mediante la metodología Mundos dentro de Mundos para explorar, analizar y visualizar la relación entre los principales parámetros de control de esta clasificación geomecánica, reveló que existen varios casos en los que la relación geométrica pendiente-discontinuidad apenas afecta la estabilidad de la pendiente (es decir, F ₁ ×F ₂ ×F ₃ ≃0), y como consecuencia, el SMR se puede calcular corrigiendo el RMR básico solo con el factor F ₄ utilizando la siguiente ecuación con un error máximo inferior a nueve puntos:

${\displaystyle SMR=RMR_{b}+F_{4}}$

Estos casos en los que la influencia de la geometría de la pendiente y las discontinuidades es despreciable (es decir, F ₁ ×F ₂ ×F ₃ ≃0) son:

a) Para falla planar

• β _s < β _j ;
• Un valor superior a 30º y β _j < 20º

b) Por fallo de cuña

• β _s < β _i ;
• Un valor superior a 30º y β _i ; < 20  °C) Para fallo por vuelco
• β _j < 30º
• Un valor superior a 30º
• β _j +β _s ≤ 120º

Donde β _s es el ángulo de la pendiente, β _j es la inclinación de la discontinuidad, β _i es la inclinación de la línea de intersección entre dos discontinuidades y A es el paralelismo entre la discontinuidad (o la línea de intersección para cuñas) y las direcciones de inclinación de la pendiente.

Considerando las situaciones anteriores, podemos afirmar que el índice SMR es insensible a las condiciones geométricas de la pendiente para un número significativo de geometrías plausibles de discontinuidad-pendiente. En estas situaciones, podemos ignorar el cálculo de los factores F ₁ , F ₂ y F ₃ , que dependen de la geometría de la pendiente y las discontinuidades, considerando que F ₁ × F ₂ × F ₃ ≃ 0. ^{[ 17 ]} Esta observación puede ser muy útil para ingenieros de campo y geólogos, ya que ayuda a proporcionar valores de campo preliminares aceptables de SMR cuando se identifica alguna de las circunstancias mencionadas en la pendiente estudiada, lo que resulta en un ahorro de tiempo significativo. ^{[ 17 ]}

El índice SMR se puede calcular mediante el software de código abierto SMRTool ^{[ 18 ]} , que permite calcular el SMR a partir de los datos geomecánicos de la masa rocosa y la orientación de la pendiente y las discontinuidades. Este software se utilizó para calcular el índice SMR mediante nubes de puntos 3D ^{[ 19 ] .}

Algunos autores han propuesto diferentes metodologías para mapear la susceptibilidad a fallas en taludes rocosos mediante el cálculo del índice SMR utilizando un Sistema de Información Geográfica (SIG). ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]}