Caracterización geomecánica de taludes de roca basáltica en la costa sur de Ecuador: implicaciones en su estabilidad

• Kervin Chunga Universidad Técnica de Manabí, Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas, Departamento de Construcciones Civiles, Av. José María Urbina, Portoviejo 130111, Ecuador.
• David Stay Universidad de Guayaquil, Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas, Cdla. Universitaria "Salvador Allende", Guayaquil 090514, Ecuador
• María Quiñónez Macias Servicio Nacional de Gestión de Riesgos y Emergencias, Dirección de Análisis de Riesgos, km 0,5 vía La Puntilla, Samborondón 092301, Ecuador
• Isela Salinas Universidad Estatal Península de Santa Elena, Facultad de Ciencias de la Ingeniería, km 1 vía La Libertad 240350, Ecuador.
• Néstor Cahuana GEAS Geophysical Services, Guayaquil 090514, Ecuador.
• Carlos Villacreses Universidad Técnica de Manabí, Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas, Departamento de Construcciones Civiles, Av. José María Urbina, Portoviejo 130111, Ecuador.

Palabras clave: estabilidad de talud, proyección estereográfica, talud de roca, basalto

Resumen

Los cortes de taludes en rocas basálticas afectan algunos tramos de carreteras en el cantón Daule. Este estudio comprende un corte de talud de 32 m de altura en el cerro San José (norte de Guayaquil), resistencia a la comprensión uniaxial, medición de discontinuidades y técnicas de proyección estereográficas han sido consideradas para la evaluación geomecánica de la estabilidad del talud. La aceleración sísmica de 0,21-0,33 g fueron determinadas desde análisis de fallas activas cercanas al sitio. Los parámetros geotécnicos fueron obtenidos desde los criterios de Mohr-Coulomb y Hoek-Brown, con ángulo de fricción de 37°, cohesión entre 4,5-7,8 Mpa, resistencia a la roca intacta de 110-240 Mpa, y velocidades de ondas P de 4,0 a 6,8 km/s. En el macizo rocoso, el ángulo del talud tiende a ser desfavorable con las discontinuidades, estableciendo pendientes inestables y parcialmente estable de Clase III/IV, sugiriendo así modificar el talud hasta 55°, incrementando el factor de seguridad y reduciendo la probabilidad de falla. Todos estos análisis proporcionaron información valiosa para la evaluación de estabilidad de taludes en basalto, sugiriendo el empleo de medidas preventivas para evitar mayores riesgos de daños en la infraestructura vial y en la vida de los transeúntes.

Citas

Torres-Hoyer R., Torres-Hoyer J., Bongiorno F., Peña J., Peña O., Gonzalez L., Picón R. Barreto W.Evaluation of vehicular risk of rockfalls in Rafael Caldera Road, Mérida, Venezuela. Rev. Téc. Ing.Univ. Zulia. Volumen Especial, No. 1, (2019) 203-208.

Bieniawski, Z. T.Determining rock mass deformability.Int. J. Rock Mech. Min.Sci. pp. Vol. 15, (1978) 335-343.

Bieniawski, Z. T. Engineering rock mass classifications: a complete manual for engineers and geologists in mining, civil, and petroleum engineering. Wiley-Interscience, (1989) 40-47pp. ISBN 0-471-60172-1.

Romana M. New adjustment ratings for application of Bieniawski classification to slopes. Proc. Int. Symp. on the Role of Rock Mechanics,(1985) 49-53.

Riquelme, A., Tomás, R., Abellán A. SMRTool beta. A calculator for determining Slope Mass Rating (SMR).Universidad de Alicante.(2014). http://personal.ua.es/es/ariquelme/smrtool.html

Hoek E, Brown ET. Empirical strength criterion for rock masses.Journal of Geotechnical Engineering Division Vol. 106(1980)9-1013e25.

Hoek, E., Brown, E.T. Practical estimates of rock mass strength. Int. J. Rock Mech. Min. No. 34 (8), (1997) 1165–1186.

RocScience. ed. «Rocscience understands» (2017) (en inglés).

Bristow, C.R., Hoffstetter. R. Lexique Stratigraphique International 5, Fax. 5a. I (2nd ed.). Centre National de la Recherche Scientifique (1977)Paris.

Feininger. T. and Bristow.C.R. Cretaceous and Paleogene geologic history of coastal Ecuador.Geol. Rundach No. 69 (3), (1980)49-874.

DGGM, Direction General de Geología y Minas. Mapa geológico de la República del Ecuador. 1: 1.000.000. Ministerio de Recursos Naturales y Energéticos (1982) Quito.

Reyes P., Michaud F. Mapa Geológico de la Margen Costera Ecuatoriana (1:500000). EP PetroEcuador - IRD (Eds.) (2012) Quito, Ecuador.

Sauer. W. Geology of Ecuador (Contributions to the Regional Geology of the Earth). Borntraeger (1971) Berlin.

Goossens.P.J. and Rose. W-J.. Jr. Chemical composition and age determination of tholeiitic rocks in the Basic Igneous Complex. Ecuador. Geol. Sot. Am. Bull. Vol. 84 (1973): 1943-1052.

Wallrabe-Adams, H.-J. Petrology and geotectonic development of the Western Ecuadorian Andes: the basic igneous complex. Tectonophysics Vol. 185, (1990)163–182.

Luzieux, L.D.A., Heller, F., Spikings, R., Vallejo, C.F., Winkler, W. Origin and Cretaceous tectonic history of the coastal Ecuadorian forearc between 1°N and 3°S: Paleomagnetic, radiometric and fossil evidence. Earth and Planetary Science Letters Vol. 249, (2006) 400–414.

Moreira, A. Caracterización petrográfica y caligrafía del afloramiento ígneo asignado al Jurásico, ubicado en la perimetral del cantón Nobol – Ecuador. Tesis de Grado, Universidad de Guayaquil, (2017), Guayaquil, Ecuador.

Burgos R. Caracterización y clasificación geomecánica del cuerpo intrusivo ubicado en la vía Perimetral de los cantones Nobol y Daule de la provincia de Guayas. Tesis de grado, Universidad de Guayaquil, (2018) 127 páginas.

ASTM F2122-13, Standard Practice for Treestand Safety Devices (Withdrawn 2017), ASTM International, West Conshohocken, PA, 2013, www.astm.org. DOI: 10.1520/F2122-13

Chunga K., Ochoa-Cornejo F., Mulas M., Toulkeridis T., Menéndez E. Characterization of seismogenic crustal faults in the gulf of Guayaquil, Ecuador. Andean Geology, (2019) 46 (1): 66-81. DOI: http://dx.doi.org/10.5027/andgeoV46n1-2991

NEC-11. Norma Ecuatoriana de la Construcción, Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, MIDUVI, (2015) Quito.

Leonard, M. Earthquake fault scaling: Self consistent relating of rupture length width, average displacement, and moment release. Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 100 (5A),(2010) 1971-1988.

Stirling, M.; Goded, T.; Berryman, K.; Litchfield, N. Selection of earthquake scaling relationships for seismic-hazard analysis. Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 103 (6),(2013) 2993-3011. doi:10.1785/0120130052.

Wells, D.L.; Coppersmith, K.J. New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement. Bulletin of the Seismological Society of America Vol. 84,(1994) 974-1002.

Wesnousky, S. Displacement and geometrical characteristics of earthquake surface ruptures: issues and implications for seismic-hazard analysis and the process of earthquake rupture. Bulletin of the Seismological Society of America Vol. 98, (4) (2008) 1609-1632. doi: 10.1785/0120070111

Fukushima, Y.; Tanaka, T.A New Attenuation Relation for Peak Horizontal Acceleration of Strong Earthquake Ground Motion in Japan. Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 80 (4): (1990) 757-783.

Eguez, A.; Alvarado, A.; Yepes, H.; Machette, M.N.; Costa, C.H.; Dart, R.L.; Bradley, L.-A.Database and map of Quaternary faults and folds of Ecuador and its offshore regions. U.S. Geological Survey Open-File Report: (2003) 03-289.

Chunga K.Shallow crustal earthquakes and seismic zonation for Ecuador through the integration of geological, seismological and morphostructural data.University of Insubria. Ph.D. Thesis, (2010), 165. (Italian version).

Kainthola A. Singh P.K., Singh T.N. Stability investigation of road cut slope in basaltic rockmass, Mahabaleshwar, India. Geoscience Frontiers. Vol. 6, (2015), https://doi.org/10.1016/j.gsf.2014.03.002

Kilic, A. y Teymen, A. Determination of mechanical properties of rocks using simple Methods. Bull Eng Geol Environ Vol. 67, (2008)237–244.