El método de pendiente Q para la ingeniería de taludes rocosos y la clasificación de macizos rocosos fue desarrollado por Barton y Bar. [1] [2] [3] Expresa la calidad del macizo rocoso para la estabilidad de taludes utilizando el valor de pendiente Q, a partir del cual se pueden derivar ángulos de talud estables a largo plazo y sin refuerzo.
El valor de la pendiente Q se puede determinar con:
Q-slope utiliza parámetros similares al sistema Q [4] que se ha utilizado durante más de 40 años en el diseño de soporte de terreno para túneles y excavaciones subterráneas. Los primeros cuatro parámetros, RQD ( designación de calidad de roca ), J n (número de conjunto de juntas), J r (número de rugosidad de juntas) y J a (número de alteración de juntas) son los mismos que en el sistema Q. Sin embargo, el par de resistencia por fricción J r y J a se puede aplicar, cuando sea necesario, a lados individuales de cuñas potencialmente inestables. Los factores de orientación simplemente aplicados ( 0 ), como (J r /J a ) 1 x 0,7 para el conjunto J 1 y (J r /J a ) 2 x 0,9 para el conjunto J 2 , proporcionan estimaciones de la reducción general de la resistencia por fricción de toda la cuña, si corresponde. El término del sistema Q J w se reemplaza por J wice y tiene en cuenta una gama más amplia de condiciones ambientales apropiadas para pendientes rocosas, que están expuestas al medio ambiente de forma indefinida. Las condiciones incluyen los extremos de lluvia intensa erosiva y acuñamiento de hielo , como puede ocurrir estacionalmente en extremos opuestos del espectro regional y de tipos de roca. También hay categorías de SRF (factor de reducción de resistencia) relevantes para la pendiente.
La multiplicación de estos términos da como resultado el valor de la pendiente Q, que puede oscilar entre 0,001 (excepcionalmente pobre) y 1000 (excepcionalmente bueno) para diferentes masas rocosas.
Diagrama de estabilidad de pendiente Q
Una fórmula simple para el ángulo de pendiente más pronunciado (β), en grados, que no requiere refuerzo ni soporte viene dada por:
El talud Q está diseñado para su uso en cortes de caminos de acceso a sitios sin refuerzo, cortes de caminos o vías férreas, o bancos individuales en minas a cielo abierto . Se basa en más de 500 estudios de casos en pendientes que van desde 35 a 90 grados en pendientes de roca dura fresca, así como en pendientes de roca débil, meteorizada y saprolítica . [1] [2] [3] [5] El talud Q también se ha aplicado en pendientes con estratos intercalados, [6] en rocas falladas y zonas de falla, [7] y en entornos alpinos y árticos, que son susceptibles al congelamiento-descongelamiento y al acuñamiento del hielo. [8]
Las técnicas de diseño de pendientes rocosas se han derivado utilizando datos de pendientes Q y de estudios geofísicos, basados principalmente en V p (velocidad de onda P). [9]
La pendiente Q se ha aplicado junto con la teledetección (fotogrametría aérea) para evaluar la estabilidad de pendientes naturales y excavadas peligrosas y "fuera de alcance". [10]
Q-slope no pretende sustituir a los análisis de estabilidad de taludes convencionales y más detallados, cuando estos estén justificados.
La pendiente Q se ha correlacionado con otras clasificaciones de masas rocosas, incluidas BQ, [11] RHRS, [12] y SMR . [13]
^ ab Barton, NR; Bar, N. (2015). "Introducción del método de pendiente Q y su uso previsto en proyectos de ingeniería civil y minera". En Schubert W (ed.), Future Development of Rock Mechanics; Proc. ISRM reg. symp. Eurock 2015 y 64.º Coloquio de Geomecánica, Salzburgo, 7-10 de octubre de 2015. OGG, págs. 157-162.
^ ab Bar, N.; Barton, NR (2016). "Diseño empírico de taludes para rocas duras y blandas utilizando pendiente Q". En Proc. 50.° Simposio de mecánica de rocas y geomecánica de EE. UU., Houston, 26-29 de junio de 2016. ARMA, 8 págs.
^ ab Bar, N.; Barton, NR (2017). "El método de pendiente Q para la ingeniería de taludes rocosos". Rock Mechanics & Rock Engineering , Vol 50, Springer, Viena, https://doi.org/10.1007/s00603-017-1305-0.
^ Barton, NR; Lien, R.; Lunde, J. (1974). "Clasificación ingenieril de macizos rocosos para el diseño de soportes de túneles". Mecánica de rocas e ingeniería de rocas. Vol. 6, Springer-Verlag, págs. 189-236.
^ Bar, N.; Barton, NR; Ryan, CA (2016). "Aplicación del método de pendiente Q a rocas saprolíticas y altamente meteorizadas en el extremo norte de Queensland". En Ulusay et al. (eds.), Mecánica de rocas e ingeniería de rocas: del pasado al futuro Desarrollo de la mecánica de rocas; Taylor & Francis Group, Londres, págs. 585-590.
^ Bar, N.; McQuillan, A. (2021). Aplicación de la pendiente Q a la estabilidad de minas de carbón. Serie de conferencias IOP: Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente, 833(1):012043, DOI: 10.1088/1755-1315/833/1/012043
^ Barton, NR, Bar, N. (2019). El método Q-Slope para la ingeniería de taludes rocosos en rocas y zonas de fallas. Proc. 14.° Congreso Internacional de Mecánica de Rocas de la ISRM, Cataratas del Iguazú, Brasil
^ Bar, N.; Barton, NR (2020). "Q-Slope aborda los efectos del acuñamiento del hielo y el congelamiento-descongelamiento en entornos árticos y alpinos". Actas del Simposio Internacional ISRM Eurock 2020, Trondheim, 14-19 de junio de 2020.
^ Bar, N.; Barton, NR (2018) (2018). "Diseño de taludes rocosos utilizando datos de sondeos geofísicos y de pendiente Q". Periodica Polytechnica Civil Engineering . doi : 10.3311/PPci.12287 .{{cite journal}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
^ Bar, N.; Borgatti, L.; Donati, D.; Francioni, M.; Salvini, R.; Ghirotti, M. (2021). Clasificación de pendientes rocosas naturales y artificiales mediante fotogrametría con UAV para evaluar la estabilidad. Serie de conferencias IOP: Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente, 833(1):012046. DOI: 10.1088/1755-1315/833/1/012046
^ Song, Y.; Xue, H.; Meng, X. (2019). Método de evaluación de la estabilidad de taludes basado en el sistema Qslope y el método BQ. Boletín de ingeniería geológica y del medio ambiente , 78(4). DOI: 10.1007/s10064-019-01459-5.
^ Saito de Paula, M.; Maion, AV; Campanha, GAC; Castilho, LMN; Cunha, MA (2019). Q-Slope y RHRS para la evaluación de taludes rocosos de carreteras – Serra do Mar, Brasil. Proc. 14º Congreso Internacional de Mecánica de Rocas e Ingeniería de Rocas , Cataratas del Igaussu, Brasil.
^ Jorda-Bordehore, L.; Bar, N.; Cano, M.; Riquelme, A.; Tomas, R. (2018). Evaluación de la estabilidad de taludes rocosos utilizando enfoques empíricos: comparación entre Slope Mass Rating y Q-Slope. Proc. XIV Congreso Internacional de Energía y Recursos Minerales. Estabilidad de Taludes 2018. Sevilla, España.
