Geotecnia Semana 3

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Geología - Geotecnia Geología, Geología en Ingeniería, Geotecnia, Ramas de la Geología que se utilizan en Geotecnia. Otras ramas de la ciencia y la Ingeniería que se utilizan en geotecnia. Importancia de la Geotecnia en los Proyectos de Ingeniería. UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL Ing. NELSON RAMOS P. GEOTECNIA (SEMANA 03) Ciudad Universitaria Huancayo, Septiembre del 2015

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Geología - GeotecniaGeología, Geología en Ingeniería, Geotecnia, Ramas de la

Geología que se utilizan en Geotecnia. Otras ramas de la

ciencia y la Ingeniería que se utilizan en geotecnia.

Importancia de la Geotecnia en los Proyectos de Ingeniería.

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍAESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Ing. NELSON RAMOS P.

GEOTECNIA(SEMANA 03)

Ciudad Universitaria Huancayo, Septiembre del 2015

ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

METODOS DE INVESTIGACION

Sísmicos

Permite

obtener datos

de todo el

interior de la

Tierra, ya que

las ondas

sísmicas, de

las que obtiene

su información,

la atraviesan en

su totalidad.

Magnéticos

Estudia el valor del magnetismo en distintas zonas. Éste indica cuáles son las rocas que hay, ya que unas rocas tienen un elevado magnetismo (alto contenido en hierro), mientras que otras lo presentan muy bajo o nulo

• Gravimétricos

Mediciones

del valor de la

gravedad en

distintas

zonas de la

Tierra

permiten

deducir las

densidades

de las rocas

CAPAS Y DISCONTINUIDADES

ESTRUCTURAS DE LA TIERRA

La Tierra está estructurada de la siguiente forma:•Estructura química o estática: estructura interna de la Tierra atendiendo a los cambios de composición química que experimentan sus componentes.•Estructura mecánica o dinámica: muestran la estructura interna de acuerdo con los cambios de estado físico que experimentan sus constituyentes.

Estructura química Estructura dinámica

•Corteza

•Manto

•Núcleo

•Litosfera

•Astenosfera

•Mesosfera

•Endosfera

ESTRUCTURA QUIMICA

Comparación entre las distintas capas definidas a

partir de la composición química y comportamiento

mecánico de las rocas

ORIGEN DEL MAGMA

HIPÓTESIS DEL MAGMA PRIMARIO

Magma primario y fusión de rocas del manto superior y la corteza

• Aumento de temperatura

• Disminución de la presión

• Importancia de los volátiles

DESPLAZAMIENTO DEL MAGMA

P, T, V

COMPOSICIÓN DEL MAGMA

Principales elementos: O, Si, Al, Ca, Na, K, Fe. Mg.

Volátiles 15 % en peso del total

H2O y CO2, 90 % de volátiles

TIPOS DE MAGMA

Basáltico

(Si = 50 % , 900 – 1200°C, Prx, Anf)

< Densidad que las peridotitas=>Diapiros

- Toelíticos (+ Si, Zona de rifts, 30 Km.)

- Alcalinos (<Si, + Na – K, Zona interplacas, 80 Km)

Silíceo

(Si = 70 %, < 800°C, Zonas de subducción)

Andesítico: Borde de convergencias CO-CO, CC-CO (Anf, Bio, Plg)

- Riolítico: en CC, forman batolitos gr, (Qz, Feld Na-K)

EVOLUCIÓN DEL MAGMA

LA DIFERENCIACIÓN MAGMÁTICA

Serie de Bowen - Sedimentación Cristalina - Convección composicional

-

La tectónica de placas una teoría geológica que explica

la forma en que está estructurada la litosfera (la

porción externa más fría y rígida de la Tierra). La teoría

da una explicación a las placas tectónicas que forman

la superficie de la Tierra y a los desplazamientos que se

observan entre ellas en su deslizamiento sobre

el manto terrestre fluido, sus direcciones e

interacciones. También explica la formación de las

cadenas montañosas (orogénesis). Así mismo, da una

explicación satisfactoria de por qué los terremotos y

los volcanes se concentran en regiones concretas del

planeta (como el cinturón de fuego del Pacífico) o de

por qué las grandes fosas submarinas están junto a islas

y continentes y no en el centro del océano.

Estructura

Explica:

Placas tectónicas(desplazamientos y deslizamiento )

Direcciones e interacciones

Orogénesis

Los terremotos y los volcanes

VECTORES DE VELOCIDAD DE LAS PLACAS

Placa Africana

Placa Antártica

Placa Arábiga

Placa Australiana

Placa de Cocos

Placa del Caribe

Placa Escocesa

Placa Euroasiática

Placa Filipina

Existen en total 15 placas :• Placa Indo-Australiana

• Placa Juan de Fuca

• Placa de Nazca

• Placa del Pacífico

• Placa Norteamericana

• Placa Sudamericana

PLACAS

En términos geológicos, una placa es una plancha rígida de rocasólida que conforma la superficie de la Tierra (litósfera), flotandosobre la roca fundida que conforma el centro del planeta .

¿Qué es una placa tectonica?

Placas

oceánicas

• Son placas cubiertasíntegramente porcorteza oceánica,delgada y decomposición básica.Apareceránsumergidas en todasu extensión,. Losejemplos másnotables seencuentran en elPacífico: la placaPacífica, la placa deNazca, la placa deCocos y la placaFilipina.

Placas mixtas

Son placas cubiertasen parte por cortezacontinental y en partepor corteza oceánica.La mayoría de lasplacas tienen estecarácter. Para queuna placa fueraíntegramentecontinental tendríaque carecer de bordesde tipo divergente(dorsales. Valen comoejemplos de placasmixtas la placaSudamericana o laplaca Euroasiática.

TEORIA DE LA

DERIVA

CONTINENTAL

Alfred Wegener nació en

Berlín en 1880. Tras sus

estudios universitarios inició

una serie de viajes de

investigación centrados en

temas meteorológicos

Supone que los continentes están

constituidos por fragmentos de

bloques de sial que se hallan flotando

sobre una masa viscosa(sima) y se

hallan fluctuando en equilibrio

isostático.

Pruebas geográficas.

Pruebas paleo climáticas.

Pruebas petrológicas y estructurales.

Pruebas paleontológicas.

Pruebas biogeografícas.

Pruebas estratigráficas

Evidencias y pruebas de la hipótesis de la Deriva

Continental

Pruebas geográficas

• Existe una coincidencia entre los límites continentales de algunos continentes, especialmente claro entre Sudamérica y Africa.

• La coincidencia es aún mayor si se consideran las plataformas continentales

Plataforma continental = Superficie que se extiende desde la línea de costa hasta el inicio del talud continental (150 m. de profundidad).

Pruebas paleoclimáticas

• La distribución de arrecifes, morrenas, glaciares depósitos de carbón del Carbonífero no se pueden explicar desde la posición actual de los continentes.

Pruebas Biogeográficas

¿Cómo emigraron especies animales terrestres desde América a Europa? Y ¿desde Africa a América?

Existen fósiles del paleozoico y del mesozoico comunes a varios continentes.

Especies animales y vegetales.

Pruebas paleontológicas

Mesosaurus era reptil

acuático

Si hubiera podido nadar la

distancia que separa

ambos continentes se

habrían encontrado

fósiles en otras zonas del

planeta.

Restos en América del Sur y en África meridional

Glossopteris era un helecho arborescente cuyas semillas no podian ser arrastradas por el viento. Vivía en habitats subpolares. Hoy en día se encuentran fósiles en Brasil, Africa, Asia y Australia

El estudio de los fondos oceánicos

Expansión del fondo oceánico

Hess propuso una teoría sobre la expansión del fondo oceánico basada en la disposición y espesor de los sedimentos en los fondos marinos.

•Las dorsales se encontraban sobre zonas de ascenso de materiales del manto.

•Los materiales del manto al ascender se expandían lateralmente y a los materiales transportándolos como se mueve una cinta transportadora alejándolos de la dorsal.

•Este movimiento provocaba fisuras por las que salían lavas que formaban nueva corteza oceánica.

•En las fosas oceánicas profundas la corteza oceánica se hundía de nuevo en el manto desapareciendo gradualmente con la profundidad.

Corrientes de Convección

A finales de la década de los '40, se

sugiere la posibilidad de que exista

una zona en el Manto, la Astenósfera,

con plasticidad suficiente como para

propagar el calor interno de la Tierra

mediante corrientes de convección.

Corrientes de convección

Corrientes de Conveccion

Tectónica de placas

Es la gran teoría geológica moderna.

Surge de la unión de los conceptos de deriva continental y de expansión del fondo oceánico.

Explica el movimiento de la litosfera terrestre por medio de los mecanismos de expansión y destrucción del fondo oceánico.

Es la base para comprender muchos de los procesos geológicos globales (tectónicos, y petrogenéticos).

¿Qué dice la teoría de la tectónica de placas?

El calor interno de la Tierra propagado en forma de corrientes de convección es el responsable de la fragmentación de la litosfera

en placas o regiones estables que se desplazan sobre la astenósfera.

¿cómo se llega esta conclusión?

Observando las zonas de actividad sísmica y volcánica y relacionándolas con

las dorsales y las fosas tectónicas

TECTÓNICA DE PLACAS

La parte sólida más externa de

la Tierra, llamada litosfera, no

es continua, sino que está

dividida en grandes bloques o

placas que encajan entre sí

como las piezas de un

gigantesco rompecabezas y

flotan sobre una capa del

manto, más densa y

parcialmente fundida, llamada

astenósfera.

Localización de las placas litosféricas

¿Por qué se mueven las placas?

Debido a las altas temperaturas, los materiales de la parte más profunda del manto terrestre ascienden hasta que se enfrían lo suficiente como para descender de nuevo. Se establecen así unos ciclos de movimiento de los materiales del manto que se llaman corrientes de convección.

Estas corrientes de convección

provocan el desplazamiento de las

placas y, con ello, el movimiento

de los continentes.

RELIEVE SUBMARINO EN QUE SE VE LA

FORMACIÓN DE UNA DORSAL.

CINTURÓN DE FUEGO DEL

PACÍFICO

ES LA ZONA

CON MAYOR

INDICE DE

VOLCANISMO

Y DE

SISMICIDAD EN

LA TIERRA.

Movimiento divergente: Rift

oceánico

Prof. Isaac Buzo Sánchez

Movimiento divergente en borde de placa

oceánica. En este caso se produce la

separación de las placas en las

denominadas dorsales medioceánicas, por

donde asciende magma y va creándose

nueva corteza, que por otra parte se va

destruyendo en las zonas de subducción.

Cordillera del Himalaya vista desde el espacio

Cordillera del Himalaya

Bordes convergentes

Tipos de bordes

Existen tres tipos de bordes o límites entre

placas convergentes...

oceánica continental

La litosfera oceánica, más densa que la continental, se sumerge bajo la corteza

continental, plegándose y fracturándose ésta en su borde de contacto y

apareciendo una intensa actividad sísmica y volcánica.

Éste es el origen de la cordillera de los Andes en Sudamérica

Cordillera de los Andes

Placa de Nazca bajo placa Sudamericana

A

N

D

E

S

A

N

D

E

S

formación de los Andes

Cordillera de los Andes vista desde el espacio

Cordillera de los Andes

Bordes convergentes

Tipos de bordes

Existen tres tipos de bordes o límites entre

placas convergentes...

oceánica oceánica

En este caso, colisionan dos fragmentos de litosfera oceánica de placas distintas.

La placa que lleva mayor velocidad y/o tenga más densidad se introduce por

debajo de la otra, deformando sedimentos situados en la fosa y produciendo

magmas generalmente basálticos que producen islas volcánicas en forma de arco.

Éste es el origen de los arcos insulares del llamado “cinturón de fuego” del Pacífico

Arcos insulares del Pacífico: Japón, Filipinas, Kuriles, etc.

A

N

D

E

S

subducción en la fosa de Tonga

Arcos

insulares

del

Pacífico:

Japón

Japón

Bordes de transformación

Tipos de bordes

Borde convergente

Una placa se desliza sobre otra...

Placa del

Pacífico

Placa

americana

Placa

americana

Placa del

Pacífico

Falla de San Andrés

Fractura terrestre con gran actividad sísmica

lo único que se aprecia en superficie

será una gran falla en la zona de

contacto de ambas placas. Cuando la

Placa del Pacifico se desliza

sobre la Placa Americana se producen

terremotos a lo largo de la zona de

contacto entre ambas placas .La falla de San Andrés

Falla de San Andrés

Mapa de las placas rígidas que

constituyen la Tierra

Limites Convergentes

Limites Divergentes

Limites Transformantes

Hot Spots

Zonas de vulcanismo

El volcán Mauna Loa es uno de los más activos en las Islas Hawaianas y

uno de los cinco volcanes que forman la isla de Hawai junto con los

volcanes Mauna Kea, Hualalai, Kohala y Kilauea.

El Misti es un volcán al sur del Perú, ubicado cerca a la ciudad de

Arequipa, la segunda más grande del país. La última vez que el Misti

demostró algún tipo de actividad resaltante, como por ejemplo grandes

fumarolas, fue en 1870.

Es el mayor volcán activo de Europa y la montaña más alta de Italia al sur

de los Alpes.

Sismicidad: distribución mundial de los

terremotos

En los últimos 100 años, Chile ha sido el país de mayor actividad sísmica del mundo: ha

tenido una frecuencia de terremotos 3 veces más alta que Japón, el segundo país mas

"agitado". El terremoto de 1960, con epicentro en Valdivia, es el mayor sismo ocurrido en el

mundo en los tiempos modernos. Libero una energía que corresponde a cerca del 35% de la

totalidad de la energía liberada por todos los terremotos que se han producido en el planeta

desde 1900 hasta 1996.

ROCAS IGNEAS

PLUTONICAS O

INTRUSIVAS

TEXTURA GRANULAR,

GRUESA.

CRISTALIZACIÓN

LENTA, A PROFUNDIDAD

TEXTURA FINA

CRISTALIZACIÓN

EN SUPERFICIE

LAVAS O DERRAMES

PIROCLASTOS O CENIZAS

GRANITO

DIORITA

VÍTREA (OBSIDIANA)

FELSÍTICAS (RIOLITA)

PORFIRÍTICAS

(ANDESITAS)

FRAGMENTALES

(BRECHAS

VOLCANICAS)

VOLCANICAS O

EFUSIVAS

HIPOHABISALES O

FILONEANAS

TEXTURA MEDIA.

CRISTALIZACIÓN

CERCA DE SUPERFICIE.

PEGMATITAS

DIQUES

VARIOS

ASPECTO FISICO

ROCAS IGNEAS PLUTONICAS O INTRUSIVAS

Las rocas plutónicas (en referencia a Plutón, dios de las profundidades

subterráneas en la mitología griega), son aquellas que se forman en las

zonas más internas de la corteza terrestre, allí donde se originan las

materias magmáticas.

Las rocas plutónicas se presentan en yacimientos diversos, irregulares.

Se distinguen: el batolito o plutón, consistente en una masa rocosa de

grandes proporciones (la de pequeña extensión se denominan cúpulas,

apófisis o stock) localizada en las zonas más profundas de la litosfera, y

que aflora a la superficie por erosión de las capas superiores o por fallas;

los lacolitos, o masas muy viscosas, que no llegan a salir a la superficie,

de forma lenticular y que se encuentran interestratificadas en rocas

sedimentarias, los estratos situados por encima suelen quedar

abombados en forma de domo por efecto de la presión que ejercen sobre

ellos; y los lopolitos, o intrusiones de forma aplanada situados entre los

estratos sedimentarios.

Las rocas plutónicas se clasifican de acuerdo con la proporción en

minerales ferromagnésicos que contienen (leucocratos y melanocratos).

Se distinguen los granitos, sienitas, dioritas, monzonitas, gabros y

peridotitas

ROCAS

IGNEAS

INTRUSIVAS

BASALTO

GABRO

GRANITO

ROSA

LEUCOGRANITO

PEGMATITA

OXIDACION-REDUCCION

SEGMENTACION

COMPACTACION

AUTIGENESIS Y DIFUSION

CONVERSION SEDIMENTO A ROCAS SEDIM.

PROCESO/ CAMBIOS FISICO QUIMICOS

T° Y PRESION ORDINARIA S/MOVIMIENTO

PROCESO CONSTRUCTIVO

DIAGENESIS

CAMBIOS FISICOS Y QUIMICOS

DESINTEGRAN Y DESCOMPONEN

FORMA MAT. SUELTO "REGOLITO"

METEORIZACION

DESTINO DE MATERIAL EROSIONADO

DEPOSITO CONTINENTAL O MARINO

PUEDE SER MECANICA O QUIMICA

DEPOSITO POR PESO ESPECIFICO O FORMA

DEPOSITACION

AGENTES GEOLOGICOS EXTERNOS

DESTRUYEN LA ROCA ARRANCANDOLA

AGUA, GLACIARES, VIENTO.ETC.

LLEVA MATERIAL A CUENCAS SEIDMENTARIAS

EROSION Y TRANSPORTE

PROCESOS DE FORMACION

ROCAS SEDIMENTARIAS

ROCAS SEDIMENTARIAS

SEDIMENTOS EOLICOS

GRANO FINO Y UNIFORME

NO ESTRATOS HORIZONTALES

ESTRATIFICACION CRUZADA

SEDIMENTOS GLACIARES

TAMAÑO MUY GRANDE Y ANGULOSO

POCO TRANSPORTE, HIELOS

DEPOS. EN MORRENAS

SEDIMENTOS FLUVIALES

ESTRATIFICACION CRUZADA

DE GRAN ANGULO, MATERIAL

VARIADO, COMPOSIC Y TAMAÑO

CONTINENTALES

DE ACUERDO AL AGENTE

GEOLOGICO Q' TRANSPORTA

MARINOS

VARIAN SEGUN PROFUNDIDAD

ZONAS LITORALES SON

GRANDES Y F. VARIADA

TIPOS DE SEDIMENTOS

R

O

C

A

S

S

E

D

I

M

E

N

T

A

R

I

A

S

CALIZA

BRIOZOARIOSCALIZA CORALINA

CONGLOMERADODOLOMITA

ROCAS METAMORFICAS

METAMORFISMO METASOMATISMO

REEMPLAZAMIENTO INTERCAMBIO

ELEMENTOS, ADICION O SUSTRACCION

VARIA COMPOSICION QUIMICA

ORIGENES DE ROCAS METAMORFICAS

EN ROCAS

IGNEAS

SEDIMENTARIAS

PROCESO

TRANSFORMATIVO

NO CAMBIA COMPOSICION

QUIMICA GLOBAL DE ROCAS

PROCESO GEOLOGICO

CAMBIOS MINERALOGICOS

TEXTURALES

ESTRUCTURALES

ALTAS T°

PRESIONES

ACCION DE FLUIDOS

QUIMICAMENTE ACTIVOS

BUSQUEDA DE EQUILIBRIO

FISICO Y QUIMICO DE LAS

ROCAS

METAMORFISMO

FILITAPIZARRA

GNEIS

ANFIBOLITA MARMOL CUARCITA

GEOTECNIA

EN OBRAS

CIVILES

Alcances de la GeotecniaEn este primer tema se dará a conocer todo lo relacionado con conceptos

básicos en la geotecnia, comparación con otras ramas de la Ingeniería,

Importancia en el campo laboral, así como un repaso de las propiedades

de las rocas y suelos que son importantes para luego realizar un buen

diseño de obras civiles y otras aplicaciones en la construcción. A

continuación se presenta el esquema a desarrollar:

o Concepto de geotecnia.

o Clasificación geológica general de las rocas.

o Clasificación de las rocas con fines geotécnicos.

o Concepto de macizo rocoso.

o Clasificaciones geomecánicas utilizadas para la

clasificación de macizos rocosos.

o Propiedades físicas y mecánicas de las rocas.

o Reconocimiento geotécnico.

o Roca como material de construcción

Alcances de la GeotecniaEs la rama de la ingeniería civil que se encarga del estudio de las

propiedades mecánicas e hidráulicas e ingenieriles de los materiales

provenientes de la tierra. Investiga los suelos y la rocas por debajo de la

superficie para determinar sus propiedades y diseñar:

Taludes, es una pendiente producto del trazado y excavación de una

Carretera

Cimentaciones, de edificios y puentes.

Presas, son estructuras que pueden ser construidas de suelo o roca y

que para su estabilidad y estanqueidad depende de los materiales sobre

el que está asentado o de los que lo rodean.

Túneles, son estructuras construidas a través del suelo o roca y

dependen de las características de los materiales a través de los cuales

son construidos para definir el sistema de construcción, la duración de la

obra y los costos.

Alcances de la GeotecniaEs la rama de la ingeniería civil que se encarga del estudio de las

propiedades mecánicas e hidráulicas e ingenieriles de los materiales

provenientes de la tierra. Investiga los suelos y la rocas por debajo de la

superficie para determinar sus propiedades y diseñar:

Taludes, es una pendiente producto del trazado y excavación de una

Carretera

Cimentaciones, de edificios y puentes.

Presas, son estructuras que pueden ser construidas de suelo o roca y

que para su estabilidad y estanqueidad depende de los materiales sobre

el que está asentado o de los que lo rodean.

Túneles, son estructuras construidas a través del suelo o roca y

dependen de las características de los materiales a través de los cuales

son construidos para definir el sistema de construcción, la duración de la

obra y los costos.

Geotecnia

Geotecnia

Las rocas: son agregados naturales compuesto

de partículas de uno o más minerales, con fuertes

uniones cohesivas permanentes, que constituyen

masas geológicamente independientes y

cartografiables.

Los suelos: según su acepción geotécnica, son

agregados naturales de partículas minerales

granulares y cohesivas separables por medios

mecánicos de poca energía.

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS CON

FINES GEOTECNICOS

La clasificación de las rocas con fines ingenieriles es compleja, debido a

que deben cuantificarse las propiedades para emplearlas en el cálculo del

diseño.

a) La resistencia a la compresión simple, en base a su valor se

establecen clasificaciones en mecánica de rocas.

b) El módulo relativo, relación entre el módulo de elasticidad (E) y su

resistencia a la compresión simple (σc), relación que varía según la

litología.

c) El grado de meteorización, o alteración de la matriz rocosa permite

clasificar las rocas cualitativamente. Aportando una idea sobre sus

características mecánicas o geotécnicas. Aumenta la porosidad,

permeabilidad y deformabilidad y disminuye su resistencia.

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS CON

FINES GEOTECNICOS

Se tiene que tener un buen análisis

geotécnico?

Se tiene que tener un buen análisis

geotécnico?

Se tiene que tener un buen análisis

geotécnico?

Se tiene que tener un buen análisis

geotécnico?

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS CON

FINES GEOTECNICOS

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS CON

FINES GEOTECNICOS

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS CON

FINES GEOTECNICOS

Clasificación de la Mecánica de rocas

Matriz Rocosa: es el material rocoso exento de discontinuidades, o los

bloques de roca “intacta” que quedan entre ellas, se caracteriza por

su peso especifico, deformabilidad y resistencia.

Discontinuidad: es cualquier plano de origen mecánico o

sedimentario en un macizo rocoso, generalmente con una resistencia

a la tracción muy baja o nula. La presencia de discontinuidades

implica un comportamiento no continuo del macizo rocoso.

Macizo Rocoso: es el conjunto de matriz rocosa y discontinuidades.

La presencia de discontinuidades de diverso tipo le da al macizo

rocoso un carácter heterogéneo y un comportamiento no continuo.

o Clasificación de Bieniawski (RMR)

o Clasificación de Barton (Q)

o Clasificación de Romana (SMR)

o Clasificación de Hoek y Brown (GSI)

Propiedades Mecánicas de las rocas

o Resistencia a la compresión simple

o Resistencia a la tracción

o Resistencia de la roca (cohesión (c) y ángulo de fricción interna

o Velocidad de ondas elásticas (Longitudinales Vp y transversales Vs).

o Deformabilidad (módulo de young (E) y coeficiente de poisson.

1) Resistencia a la compresión simple: (o resistencia uniaxial) es el

máximo esfuerzo que soporta la roca sometida a compresión uniaxial.

determina sobre una probeta cilíndrica sin confinar en el laboratorio:

Propiedades Mecánicas de las rocas

Métodos de determinación:

Ensayo de compresión uniaxial (ensayo de compresión simple)

Ensayo de carga puntual, PLT

Martillo de Schmidt (esclerómetro)

Índices de campo

Propiedades Mecánicas de las rocas

Rangos aproximados de resistencia

de las rocas

Propiedades Mecánicas de las rocas

2) Resistencia a la tracción: es el máximo esfuerzo que soporta el material

ante la rotura por tracción. Se obtiene aplicando fuerzas traccionales o

distensivas a una probeta cilíndrica de roca en el laboratorio.

En el ensayo de tracción indirecta o brasileño la resistencia se obtiene

mediante la ecuación:

Propiedades Mecánicas de las rocas

El valor de resistencia de la matriz rocosa suele variar entre el 5% y 10% del

valor de su resistencia a la compresión simple.

Propiedades Mecánicas de las rocas

3) Resistencia de la roca (cohesión (c) y ángulo de fricción interna: se

utiliza para determinar dichos parámetros el ensayo de compresión triaxial.

Permite determinar la envolvente o línea de resistencia del material rocoso

ensayado, a partir de los cuales se obtienen los valores de sus parámetros

resistentes cohesión (C) y ángulo de fricción interna.

La cohesión varía entre valores de (3 – 100) MPa. y el ángulo de fricción

interna varía entre valores de 15º a 55º .

Grafico esfuerzo Vs deformación en roca para diferentes presiones en

confinamiento

Propiedades Mecánicas de las rocas

4) Deformabilidad (módulo de young (E) y coeficiente de poisson: es la

propiedad que tiene la roca para alterar su forma como respuesta a la

actuación de fuerzas.

La deformabilidad de las rocas se expresas por sus constantes elásticas E y

v y se obtienen con el ensayo de compresión simple.

El modulo de young, E define

la relación lineal elástica

entre los esfuerzos

aplicados y la deformación

producida en la dirección de

aplicación del

esfuerzo.

El módulo de elasticidad E

en una roca varía entre

25.000 a 30.000 MPa o(2,5 - 3,0) x105 kg/cm2.

Propiedades Mecánicas de las rocas

5) Velocidad de propagación de las ondas elásticas (Longitudinales Vp

y transversales Vs), al atravesar la roca depende de la densidad y de las

propiedades elásticas del material.

La velocidad varía entre 1000 a 6000 m/s. Para las rocas alteradas o

meteorizadas < 900 m/s. Por ejemplo; el granito sano presenta velocidades

de 6000 m/s y cuando el granito está descompuesto de 800 m/s.

El aparato utilizado para medir la velocidad es el de velocidad de onda

sónica.

GRACIAS …