Clasificación geomecánica RMR (Bieniawski), parámetros y tablas

La clasificación geomecánica de Bieniawski o clasificación RMR fue desarrollada en 1973, actualizada en 1979 y 1989, el sistema consiste de una metodología de clasificación de macizos rocosos que permite relacionar índices de calidad con parámetros geotécnicos del macizo rocoso, criterios de excavación y sostenimiento.

Esta metodología es una de las más usadas en el ámbito de la mecánica de rocas.

La clasificación RMR tiene en cuenta los siguientes parámetros geomecánicos:

• La resistencia uniaxial de la matriz rocosa.
• El grado de fracturación en parámetros del RQD.
• El espaciado de las discontinuidades (planos de debilidad).
• Las condiciones de las discontinuidades.
• Parámetros o condiciones hidrogeológicas.
• La orientación de las discontinuidades con respecto a la estructura de excavación.

En conjunto el efecto de los parámetros geomecánicos sobre el comportamiento del macizo rocoso se expresa mediante el índice de calidad RMR (rock mass rating), este índice varía de 0 a 100 y expresa la calidad de la roca para su uso en obras de ingeniería civil.

Clasificación geomecánica RMR (Bieniawski, 1989)

La clasificación gemecánica RMR (Bieniawski, 1989), tiene como objetivo definir la calidad de los macizos rocosos en función al índice RMR, este índice se calcula teniendo en cuenta la resistencia de la matriz rocosa, el índice RQD, condición de las discontinuidades y parámetros hidrogeológicos.

A continuación de detalla una tabla que sirve para calcular o determinar el índice RMR.

Tablas: clasificación geomecánica RMR (Bieniawski, 1989)

• Parámetros de clasificación:
• Resistencia de la matriz rocosa (MPa)
• Parámetro RQD
• Separación entre diaclasas
• Estado de las discontinuidades
• Agua subterránea o freática

Parámetro: Resistencia de la matriz rocosa (MPa)

Ensayos de carga puntual	>10	10-4	4-2	2-1	Compresión simple (MPa)	Compresión simple (MPa)	Compresión simple (MPa)
Compresión simple	>250	250-100	100-50	50-25	25-5	5 – 1	<1
Puntuación	15	12	7	4	2	1	0

Parámetro RQD

RQD	90%-100%	75%-90%	50%-75%	25%-50%	<25%
Puntuación	20	17	13	6	3

Parámetro separación de diaclasas

Separación entre diaclasas	>2m	0.6-2m	0.2-0.6m	0.06-0.2m	< 0,06 m
Puntuación	20	15	10	8	5

Parámetro longitud de la discontinuidad

Longitud de la discontinuidad	<1m	1-3m	3-10m	10-20m	>20m
Puntuación	6	4	2	1	0
Abertura	Nada		0.1-1mm	1-5mm	>5mm
Puntuación	6	5	3	1	0
Rugosidad	Muy rugosa	Rugosa	Ligeramente rugosa	Ondulada	Suave
Puntuación	6	5	3	1	0
Relleno	Ninguno	Relleno duro	Relleno duro >5mm	Relleno blando	Relleno blando >5mm
Puntuación	6	4	2	2	0
Alteración	Inalterada	Ligeramente alterada	Moderadamente alterada	Muy alterada	Descompuesta
Puntuación	6	5	3	1	0

Caudal por 10m del túnel	Nulo	10 litros/minuto	10-25 litros/minuto	25-125 litros/minuto	>125 litros/minuto
Relación: Presión de agua/tensión principal mayor	0	0-0.1	0.1-0.2	0.2-0.5	>0.5
Estado general	Seco	Ligeramente seco	Húmedo	Goteando	Agua fluyendo
Puntuación	15	10	7	4	0

Corrección por la orientación de las discontinuidades

Dirección y buzamiento		Muy favorables	Favorables	Medias	Desfavorables	Muy desfavorables
Puntuación	Túneles	0	-2	-5	-10	-12
	Cimentaciones	0	-2	-7	-15	-25
	Taludes	0	-5	-25	-50	-60

Clasificación

Clase	I	II	III	IV	V
Calidad	Muy Buena	Buena	Media	Mala	Muy Mala
Puntuación	100-81	80-61	60-41	40-21	<20

Características geotécnicas

Clase	I	II	III	IV	V
Tiempo de mantenimiento y longitud	10 años con 15 metros de vano	6 meses con 8 metros de vano	1 semana con 5 metros de vano	10 horas con 2.5 metros de vano	30 minutos con 1 metro de vano
Cohesión	>4 Kp/cm2	3-4 Kp/cm2	2-3 Kp/cm2	1-2 Kp/cm2	< 1 Kp/cm2
Ángulo de rozamiento	>45°	35°-45°	25°-35°	15°-25°	<15°

Orientación de las discontinuidades en el túnel

Dirección perpendicular al eje del túnel						
Excavación con buzamiento						Buzamiento 0°-20°. Cualquier dirección
Buzamiento 45-90	Buzamiento 20-45	Buzamiento 45-90	Buzamiento 20-45	Buzamiento 45-90	Buzamiento 20-45	
Muy favorable	Favorable	Media	Desfavorable	Muy desfavorable	Media	Desfavorable

Calidad de macizos rocosos en relación al índice RMR

Clase	Calidad	Valoración RMR	Cohesión	Ángulo de rozamiento
I	Muy buena	100-81	> 4 kg/cm2	>45°
II	Buena	80-61	3-4 kg/cm2	35°-45°
III	Media	60-41	2-3 kg/cm2	25°-35°
IV	Mala	40-21	1-2 kg/cm2	15°-25°
V	Muy mala	<20	1 kg/cm2	<15°

Procedimiento

Para realizar la clasificación RMR, primeramente, se zonifica al macizo rocoso en tramos que tengan características geológicas similares o uniformes.

Se realiza la recolección de los datos y medidas correspondientes a la tabla de clasificación geomecánica referentes a las propiedades y caracterización del macizo rocoso (matriz rocosa y discontinuidades).

A continuación, se obtienen las puntuaciones que resultan de la aplicación de los cinco parámetros de clasificación, se ejecuta la corrección por orientación de discontinuidades y finalmente se obtiene un valor numérico que sirve para clasificar el macizo rocoso.

Índice RMR

El índice RMR distingue cinco clases que corresponden a la calidad de los macizos rocosos, relacionado características geotécnicas que se toman en cuenta para la aplicación de obras de ingeniería civil y minería, especialmente túneles o taludes.

Clase	Calidad	Valoración RMR	Cohesión	Ángulo de rozamiento
I	Muy buena	100-81	> 4 kg/cm2	>45°
II	Buena	80-61	3-4 kg/cm2	35°-45°
III	Media	60-41	2-3 kg/cm2	25°-35°
IV	Mala	40-21	1-2 kg/cm2	15°-25°
V	Muy mala	<20	1 kg/cm2	<15°

Es así que, un macizo rocoso Clase I será clasificado como Muy Bueno, es decir que es un macizo rocoso duro, poco fracturado, sin filtraciones representativas y leve o poco meteorizado, representa muy pocos problemas frente a su estabilidad y resistencia, por lo tanto, se deduce que tendrá una capacidad portante alta, permitirá la excavación de taludes con pendientes altas y no será necesario implementar medidas de estabilización y refuerzo en túneles.