Estudios de degradación y alterabilidad de rocas blandas y su aplicación a la estabilidad de taludes en facies TAP dentro de la Comunidad Valenciana

Abstract

[EN] This work stems from conversations with engineers and technicians from various government agencies and observation of pathologies in road cuttings and excavated materials Facies Tap the railroad. These connectors undergo degradation processes much faster. This has an economic impact on the maintenance of the road network and also on the safety of the same. Therefore, the overall objective of this thesis is the characterization of soft, evolutionary and argillaceous rocks, which are the Tap Facies the southern province of Valencia and the northern half of the province of Alicante, taking as a starting point field criteria and standard laboratory tests that allow to predict the behavior of connectors (associated civil works) to be built in this material medium and long term. The soft rock, clay component, variably carbonated, are one of the most common types of sedimentary rocks, and our geography occur frequently, alternating with well cemented limestone banks, constituting the Facies Tap that are Miocene geological epoch. Not currently has a complete classification for such materials, nor is there a standard test or criterion to assess the potential degradation of these materials and their behavior at work. Thus, it has revised the existing classifications and a new classification of these rocks based on petrological-textural criteria is proposed. The new classification of these materials better application in geological and geomechanical characterization of Facies Tap reasonably to help predict what will be the behavior of the slope medium to long term, compared to surface erosion and degradation. In order to characterize these materials have been several campaigns characterization and field sampling on different clearings in Facies Tap. From the data obtained was drawn excavated connectors rated according to the intensity of degradation and alteration of its surface. The connectors are grouped into five categories. The purpose of this inventory is to validate indices degradability of rocks obtained in the laboratory, and moreover validate the textural classification of these materials and their potential to predict their degradability and erodibility in the clearing. Finally, characterized durability of the samples obtained using the Slake Durability Test (SDT), and otherwise, the samples have been characterized mineralogically and chemically by light microscopy thin section electron microscopy and EDS. We have also carried out a large number of other geotechnical testing to determine identification parameters, state, deformability, strength, durability and chemical components.

[ES] Este trabajo surge a raíz de conversaciones con ingenieros y técnicos pertenecientes a distintos organismos oficiales y de la observación de patologías en desmontes de carretera y ferrocarril excavados en materiales de las Facies Tap. Estos desmontes experimentan procesos de degradación de forma más o menos rápida. Este hecho tiene una incidencia económica en el mantenimiento de la red viaria y también sobre la seguridad de la misma. Por ello, el objetivo global de la presente tesis es la caracterización de las rocas blandas, evolutivas y arcillosas, que constituyen las Facies Tap del sur de la provincia de Valencia y de la mitad septentrional de la provincia de Alicante, tomando como punto de partida criterios de campo y ensayos habituales de laboratorio, que permitan predecir cuál será el comportamiento de los desmontes (asociados a obras civiles) que se construyan en este material a medio y largo plazo. Las rocas blandas, de componente arcillosa, variablemente carbonatada, son uno de los tipos más comunes de rocas sedimentarias, y en nuestra geografía se presentan con frecuencia, alternando con bancos de calizas bien cementadas, constituyendo las Facies Tap que son de época geológica Mioceno. Actualmente no se dispone de una clasificación completa para este tipo de materiales, así como tampoco existe un ensayo estándar o criterio que evalúe el potencial de degradación de estos materiales y su comportamiento en obra. Así, se ha revisado las clasificaciones existentes y se propone una nueva clasificación de estas rocas basada en criterios petrológico-texturales. La nueva clasificación de estos materiales presenta una mejor aplicación en la caracterización geológica y geomecánica de las Facies Tap que ayude a predecir razonablemente cuál va a ser el comportamiento del talud a medio-largo plazo, frente a los procesos superficiales de erosión y degradación. Con el objeto de caracterizar estos materiales se han realizado diversas campañas de caracterización de campo y de toma de muestras, sobre distintos desmontes en Facies Tap. A partir de los datos obtenidos se ha elaborado clasificación de desmontes excavados en función de la intensidad de los procesos de alteración y degradación de su superficie. Los desmontes se han agrupado en cinco categorías. El objetivo de este inventario es validar los índices de degradabilidad de las rocas obtenidos en el laboratorio, y por otra parte validar la clasificación textural de estos materiales y su potencialidad para predecir su degradabilidad y la erosionabilidad en los desmontes. Por último, se ha caracterizado la durabilidad de las muestras obtenidas utilizando el Slake Durability Test (SDT), y por otra parte, las muestras han sido caracterizadas mineralógicamente y químicamente mediante microscopia óptica en lámina delgada y microscopia electrónica con EDS. Además se han llevado a cabo un número elevado de otros ensayos geotécnicos para determinar parámetros de identificación, estado, deformabilidad, resistencia, durabilidad y componentes químicos.

[CA] Aquest treball sorgeix arran de converses amb enginyers i tècnics pertanyents a diferents organismes oficials i de l'observació de patologies en desmunts de carretera i ferrocarril excavats en materials de les Fàcies Tap. Aquests desmunts experimenten processos de degradació de forma més o menys ràpida. Aquest fet té una incidència econòmica en el manteniment de la xarxa viària i també sobre la seguretat de la mateixa. Per això, l'objectiu global de la present tesi és la caracterització de les roques toves, evolutives i argiloses, que constitueixen les Fàcies Tap del sud de la província de València i de la meitat septentrional de la província d'Alacant, prenent com a punt de partida criteris de camp i assajos habituals de laboratori, que permetin predir quin serà el comportament dels desmunts (associats a obres civils) que es construeixin en aquest material a mitjà i llarg termini. Les roques toves, de component argilosa, variablement carbonatada, són un dels tipus més comuns de roques sedimentàries, i en la nostra geografia es presenten amb freqüència, alternant amb bancs de calcàries ben cimentades, constituint les Fàcies Tap que són d'època geològica Miocè. Actualment no es disposa d'una classificació completa per a aquest tipus de materials, així com tampoc hi ha un assaig estàndard o criteri que avaluï el potencial de degradació d'aquests materials i el seu comportament en obra. Així, s'ha revisat les classificacions existents i es proposa una nova classificació d'aquestes roques basada en criteris petrològic-texturals. La nova classificació d'aquests materials presenta una millor aplicació en la caracterització geològica i geomecànica de les fàcies Tap que ajudi a predir raonablement quin serà el comportament del talús a mitjà-llarg termini, enfront dels processos superficials d'erosió i degradació. Amb l'objecte de caracteritzar aquests materials s'han realitzat diverses campanyes de caracterització de camp i de presa de mostres, sobre diferents desmunts en Fàcies Tap. A partir de les dades obtingudes s'ha elaborat classificació de desmunts excavats en funció de la intensitat dels processos d'alteració i degradació de la seva superfície. Els desmunts s'han agrupat en cinc categories. L'objectiu d'aquest inventari és validar els índexs de degradabilitat de les roques obtinguts en el laboratori, i per altra banda validar la classificació textural d'aquests materials i la seva potencialitat per predir la seva degradabilitat i l'erosionabilitat en els desmunts. Finalment, s'ha caracteritzat la durabilitat de les mostres obtingudes utilitzant el Slake Durability Test (SDT), i per altra banda, les mostres han estat caracteritzades Mineralògicament i químicament mitjançant microscòpia òptica en làmina prima i microscòpia electrònica amb EDS. A més s'han dut a terme un nombre elevat d'altres assajos geotècnics per determinar paràmetres d'identificació, estat, deformabilitat, resistència, durabilitat i components químics.