Fundamento Mecnica Rocas

Fundamento Mecnica RocasSemestre Otoo 2015Daniela Gonzlez Guerradaniela.gonzalez91@inacapmail.cl

Para conocer el comportamiento mecnico de un macizo rocoso se utilizan las propiedades mecnicas:DeformabilidadResistenciaRoca IntactaResistencia y deformabilidad de la roca intacta.Resistencia a la Comprensin Unixial Simple.Resistencia a la Compresin Triaxial.Resistencia a la traccin Unixial.Resistencia a la traccin indirecta (Met. Brasileo).ndice de carga puntual (PLT).Mdulos elsticos estticos (Young & Poisson).Corte Directo con celda Mirve (Roca).Correlaciones.

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Ensayos de RocasIdentificacinEstadoResistencia y DeformabilidadIdentificacinSe basa en determinar:Grupo genticoEstructurasTamao de granoComposicinRocas con oquedades Ensayos de RocasEstadoDensidadPorosidadAbsorcinHumedadEnsayos de Rocas

Velocidad de Propagacin OndasDepende de la densidad y de las propiedades elsticas del materialLa velocidad de las ondas longitudinales o de compresin, Vp, se utiliza como ndice de clasificacin

Propiedades de ndice.Velocidades de Onda P y S.Este ensayo se utiliza para determinar el comportamiento de los materiales frente a carga dinmicas, comprobar la continuidad del material y determinar los mdulos de elasticidad y poisson dinmicos del material.

AlcanceEste mtodo se puede aplicar a bloques rectangulares, ncleos cilndricos o incluso esferas (para la determinacin de simetra elstica de rocas anisotrpicas).Se pueden aplicar 3 tipos de onda: Pulsos ultrasnicos de alta frecuencia, pulsos ultrasnicos de baja frecuencia y pulsos resonantes.

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Ondas "p" u ondas longitudinales u ondas de compresin

Las partculas de una onda p, longitudinal o de compresin oscilan en la direccin de propagacin de la onda. Las ondas p son parecidas a las ondas sonoras ordinarias. Las ondas p son ms rpidas que las ondas s o es decir despus un temblor en un observatorio primeramente llegan las ondas p, secundariamente las ondas s.

Ondas"s"u ondas transversales u ondas de cizalla

Las partculas de una onda s, transversal o de cizalla oscilan perpendicularmente a la direccin de propagacin. Se distingue las ondas sh, cuyas partculas oscilan en el plano horizontal y perpendicular a la direccin de propagacin, y las ondas sv, cuyas partculas oscilan en el plano vertical y perpendicular a la direccin de propagacin. En las ondas s polarizadas sus partculas oscilan en un nico plano perpendicular a su direccin de propagacin.

Comportamiento de las ondas ssmicas en las rocas

Los parmetros caractersticos de las rocas, que se determina con los mtodos ssmicos son la velocidad de las ondas p y s, el coeficiente de reflexin, la densidad. Propiedades de las rocas, que influyen estos parmetros son:a) Petrografa, contenido en minerales.b) Estado de compacidad.c) Porosidad = porcentaje o proporcin de espacio vaco (poros) en una roca.d) Relleno del espaci vaco o es decir de los poros.e) Textura y estructura de la roca.f) Temperatura.g) Presin.Una variacin en una de estas propiedades de la roca puede ser relacionada por ejemplo con un lmite entre dos estratos litolgicos, con una falla o una zona de fallas, con un cambio en el relleno del espacio poroso de la roca.

Tabla: Las velocidades de las ondas en diferentes mediosMedioVelocidad de la onda primaria (vp) en m/ seg.Velocidad de la onda secundaria (vs) en m/seg.Granito52003000Basalto64003200Calizas24001350Areniscas35002150:

Resistencia a la compresin simpleResistencia uniaxial es el mximo esfuerzo que soporta la roca sometida a compresin uniaxial, Calculo en una probeta cilndrica sin confinar en el laboratorio Carga puntual (PLT)Martillo Schmidt

Ensayo de carga puntual: una muestra de roca se carga mediante dosconos de acero que provocan la rotura aldesarrollarse fisuras paralelas al eje de carga probetas cilndricas de 50 mm, con unalongitud al menos de 1.4 veces el dimetro

ndice de Dureza de Schmidt.El objetivo del ensayo consiste en determinar la resistencia del Material.Preparacin de muestraNo se requiere muestra en especial.Equipos necesariosMartillo suizo (Martillo de Schmidt )

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Propiedades de ndice.ndice de Dureza de Schmidt.Procedimiento.Cuando el martillo es presionado contra la superficie el vstago comprime el resorte interno hasta el punto en que el mecanismo es gatillado, causando que el pistn sea liberado hacia el vstago impactando la superficieMide el rebote del pistn (Schmidt hardness number, R) en la superficie de la roca y es considerado como un ndice de dureza de la superficie ISRM (1981): Promediar el 50% superior de al menos 20 medicionesASTM (2001): Realizar al menos 10 medidas, eliminando aquellas que difieren del promedio por mas de 7 unidades y promediar las resultantesEn ambos estndares, las mediciones deben ser separadas al menos un dimetro de vstagoClculosPara el clculo de resultados slo se debe utilizar los bacos del fabricante.

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Propiedades de ndice.ndice de Dureza de Schmidt.Resultados.Descripcin litolgica de la roca.Composicin aproximada del material y tamao de granos.Fecha del ensayo, condicione de almacenaiento y preparacin de la probeta.Orientacin de la cara de prueba con respecto a la anisotropa de la roca.Modo de agarre de la muestra a la superficie de ensayo.Numero de ensayos y rebote promedio.

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la resistencia a la compresin aumenta a medida que aumenta el tamao de grano de los materiales, a igualdad de otras variables como composicin mineral, estructura, porosidad, cementacin, etc.

RESISTENCIA ALA TENSION

es el esfuerzotensionalpor unidad de rea a la que el material falla (se rompe) porfracturacinextensional.es una indicacin del grado de coherencia del material para resistir fuerzas tirantes Va a depende de la resistencia de los minerales, del rea interfacial entre granos en contacto y del cementointergranulareintragranular.Resistencia a la Traccin Es el mximo esfuerzo que soporta el material ante la rotura por traccin. Se obtiene aplicando fuerzas traccionales o distensivas auna probeta cilindrica de roca en laboratorioResistencia y Deformabilidad Traccin IndirectaMuestra diametral sometida a compresin por prensa de aceroSe correlaciona matemticamente a traccin directaEnsayos de Rocas

RESISTENCIA ALA FLEXION

Es la resistencia de un material a ser doblado (plegado) oflexurado.

RESISTENCIA ALA FLEXION

Resistencia y Deformabilidad TriaxialA partir de cilindros igual que compresin simpleSe diferencia por compresin uniaxial pero sometindola a una presin de confinamiento lateral, dentro de una clulaSe someten 3 muestras a 3 tensiones verticales y con 3 tensiones de confinamiento diferenteSe puede calcular cohesin y grado de rozamiento interno de la rocaEnsayos de Rocas