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RESUMEN DEL DESARROLLO DEL CRITERIO DE HOEK-BROWN

Prólogo Este criterio se desarrolló con el fin de contar con información de entrada para excavaciones subterráneas en macizos rocosos durante la publicación de los libros de excavaciones subterráneas en rocas de Hoek y Brown. El mismo se centró en el desarrollo de una ecuación adimensional que se ampliaría con la información geológica del emplazamiento. El aporte de este criterio fue de relacionar la ecuación con la información geológica, el cuál no sería práctico si esta obtendría de observaciones simples en el campo. Para 1974, el RMR –de Bieniawski- se había convertido en el método principal para brindar la información geológica de entrada. Para 1995 se notó que el RMR no era aplicable para macizos rocosos de baja calidad, razón por la cual se requería un método basado en observaciones geológicas principales y menos en números. De ahí resultó el desarrollo del GSI –Índice de Resistencia Geológica-, el cual sería el principal motor para el desarrollo del criterio de Hoek-Brown.

Desarrollo cronológico Año

Observaciones principales

1980 Criterio concebido para uso bajo las condiciones de confinamiento que rodean excavaciones subterráneas. Se desarrolló con resultados obtenidos de pruebas (ensayos triaxiales) muestras de roca (andesita – resistencia a la compresión de 270MPa -) de la mina de cobre a cielo a vierto de Bougainville. El criterio original considera que el macizo rocoso falla por traslación o rotación de pequeñas rocas separas por juntas; que la roca intacta no juega un papel importante en la falla; y la que la distribución de juntas es desordenada, lo cual implica una falla no predicha e isotrópica.

Publicaciones

Underground Excavation in Rocks. Empirical strength criterion for rock masses.

Año

1992

1983

Se tenía un problema entre los parámetros no lineales m y s, del criterio de Hoek-Brown, con los de Mohr-Coulomb; y los programas de cómputo de mecánica de suelos y rocas estaban construidos a base de este último criterio (C y f). La solución teórica exacta a este problema fue propuesta Dr. Jaw W. Bray.

Strength of ted rock masses.

1988

1990

El método comenzó a utilizarse en el análisis de la estabilidad de taludes aun cuando fue creado para excavaciones subterráneas, ya que los resultados eran bastante optimistas. Para evitar un doble conteo por el efecto del agua y de la orientación de la discontinuidad, se optó por asignar 10 y 0 para una condición totalmente seca y una condición muy favorable, respectivamente, para el uso del RMR.

Se dio un debate entre la relación del método de Hoek-Brown y Mohr-Coulomb.

The Hoek-Brown failure criterion - a 1988 update.

Estimating MohrCoulomb friction an d cohesion values from the Hoek-Brown criterion.

1995

1997

Observaciones principales

El método se utilizó en macizos rocosos muy pobres. Debido a que su creación se basó en la roca intacta y que los resultados eran muy optimistas se modificó el criterio. El criterio contiene un parámetro que induce un cambio en la envolvente de falla, haciendo que la envolvente considera la tensión como cero.

Se notó que el criterio modificado era muy conservativo para rocas de muy alta calidad, por lo que se instó a utilizar ambos métodos según la calidad de la roca.

Se introdujo un nuevo método para estimar la cohesión y el ángulo de fricción. Este nuevo método arroja varios valores de esfuerzo axial relacionados a partir del confinamiento, según valores obtenidos de un ensayo triaxial a gran escala.

Publicaciones

A modified Hoek-Brown for ted rock masses.

of underground excavations in hard rock.

Practical estimates or rock mass strength.

1998 Se llevó el valor del GSI a 5 para incluir macizos rocosos de muy baja calidad. De ahí, se tiene dos gráficos: el primero que considera un macizo de roca de buna calidad y el segundo uno de baja calidad. Applicability of the GSI for very weak and sheared rock masses.

Año

2000

Observaciones principales

Se introduce el uso del criterio de Hoek-Brown para predecir el ‘squeezing’ en túneles, utilizando una deformación crítica propuesta por Sakurai.

Publicaciones

Predicting Tunnel Squeezing

2002 Se introduce un nuevo concepto para lidiar con la roca dañada por el método del ‘blast’. Las últimas relaciones se desarrollaron al comparar cientos de análisis de túneles y taludes utilizando el método de Hoek- Brown y Mohr-Coulomb. Hoek-Brown criterion – 2002 edition.

El criterio de Hoek-Brown, según el artículo de referencia, continuó desarrollándose hasta el 2006 incluyendo en hasta este año, y en los que se omiten en el desarrollo cronológico, mejoras y modificaciones en cuanto al GSI, criterio de Mohr-Coulomb y otros.

Referencia: -

Hoek, E and Marinos P (2007). A brief history of the development of the Hoek-Brown failure criterion.