Acquisition and Evaluation of Rock Mass Geometric Data from Three-Dimensional Images for Use in Geotechnical Analysis

Adquisición y evaluación de datos geométricos de macizos rocosos a partir de imágenes tridimensionales para su uso en análisis geotécnicos

En este artículo, se evalúa la aplicación de una herramienta de adquisición remota para el muestreo y la medición de propiedades de las discontinuidades en macizos rocosos, basado en la toma e interpretación de imágenes tridimensionales. Metodológicamente, se integra un amplio plan experimental tanto en campo como en laboratorio computacional, para recopilar datos estructurales tales como la orientación, la persistencia y espaciamiento de discontinuidades presentes en un macizo rocoso tomado como caso de estudio. Paralelamente, se llevó a cabo un intenso trabajo de toma de datos en campo por metodologías convencionales de brújula y cinta, con fines comparativos y de validación estadística. Los resultados obtenidos permiten establecer las ventajas del uso de técnicas no convencionales, en términos de calidad y cantidad de información, así como de eficiencia en términos del tiempo requerido para el levantamiento de información en campo. Mediante el análisis semiautomático de imágenes tridimensionales se logró el mapeo geológico y la caracterización de discontinuidades para fines geotécnicos, constituyéndose en una herramienta poderosa con gran potencial de uso en proyectos viales y mineros en el medio colombiano.

1 INTRODUCCIÓN

El comportamiento de un macizo rocoso está determinado principalmente por las propiedades mecánicas de la roca intacta y por las características geométricas y geológicas del sistema de discontinuidades presentes, lo cual a su vez es reflejo de la diversidad de procesos geológicos asociados a su formación. La descripción adecuada de las discontinuidades en un macizo rocoso es un paso fundamental en el proceso de comprensión y predicción de su comportamiento para fines geotécnicos.

Las propiedades del sistema de discontinuidades que tienen influencia en el comportamiento mecánico del macizo rocoso son de tipo geométrico, como es el caso de la orientación, la persistencia y el espaciamiento, y de tipo geológico, como por ejemplo la litología, el material de relleno y la presencia de agua [1]. La medición convencional de estas características mediante brújula y cinta suele ser riesgosa, subjetiva y dispendiosa en campo, para obtener una base de datos representativa.

A pesar del desarrollo de nuevas tecnologías para la adquisición de información estructural en macizos rocosos que permitan superar estas limitaciones, la caracterización de sistemas de discontinuidades por metodologías no convencionales es aún inusual en Colombia.

En este trabajo, se emplea una herramienta de detección remota terrestre para el muestreo y la medición de propiedades geométricas de las discontinuidades en macizos rocosos, basado en la toma e interpretación de imágenes tridimensionales.