estructuras de la lirica

1.5.3 EFECTO DEL TAMAÑO DE LA PROBETA

Entre más grueso sea el tamaño del grano de la roca a ser ensayada, mayor debería ser el diámetro de la probeta, si la muestra va a ser verdaderamente representativa del material de la roca. Alguno investigadores sugieren que el tamaño de las “grietas internas de Griffith”” desde donde la falla se genera, es aproximadamente del mismo tamaño del grano delmaterial. Llevando esto, a la sugerencia que la relación de tamaño entre la probeta de ensayo/diámetro de grano, debería ser tanto como 20/1. Sin embargo, por razones prácticas el tamaño del testigo de perforación obtenido para el ensayo rara vez excede a 57mm. de diámetro.


Waversik y Brace realizaron un estudio detallado de la iniciación y programación de la fractura en probetas degranito y de diabasa. Las probetas de estos materiales fueron ensayadas en una maquina de ensayo rígida y curvas completas de carga –deformación fueron obtenidas. Una curva típica esfuerzo –deformación para el granito de Westerley ensayado bajo condiciones de esfuerzo a compresión uniaxial está representada en la figura 1.3.
Esta curva esfuerzo – deformación está dividida en ocho regiones y susautores dan la siguiente descripción de la iniciación y programación de las fracturas en estas regiones:
-regiones de I a III están marcadas por el cierre de las grietas pre – existentes, aproximadamente un comportamiento lineal elástico, y una combinación de formación de grietas al azar, crecimiento de grietas y deslizamiento sobre el interface de grietas existentes (agrietamiento a escalamicroscópica).
-región IV, la cual incluye el máximo esfuerzo, un gran número de pequeñas fracturas son formadas predominantemente paralelas a la dirección de carga. Este agrietamiento local continúa a través de la historia completa de la falla con muy pocos cambios en la distribución angular de las grietas. Además, grietas relativamente grandes aparecen hacia el final de la región IVy aproximadamente paralelas hacia los lados libres de la probeta. Estas grietas se desarrollan a la altura media de las probetas y llevan a que se presente el lajamiento al principio de la región V.
Debido a que el lajamiento causa una reducción de área, la parte alta de la región V está asociada con un incremento en el esfuerzo promedio verdadero en la muestra. El lajamiento prosiguedurante las regiones V y VI debido a la inestabilidad por volcamiento de las capas delgadas cerca de la superficie de la roca. En la región VI se forman fracturas de cizalladura fuertemente inclinadas y pequeñas; estas cresen dentro de la falla abierta de la región VII. En la región VII la deformación surge de la pérdida de masa del material quebrado mantenido junto por fricción.Esta descripción enfatiza la complejidad de los procesos de iniciación y propagación de la fractura en la roca y las dificultades asociadas con los intentos de derivar un criterio de falla, basado en modelos simples de grietas.
La formación de grietas paralelas a la dirección del mayor esfuerzo principal, este tipo de fractura ocurre más frecuentemente bajo condiciones de bajos esfuerzosde confinamiento; por ejemplo, cerca a las superficies libres de las excavaciones bajo tierra. Faiyhurst y Cook sugieren que el astillamiento o lajamiento es un importante proceso de fractura en la roca rodeando las excavaciones bajo tierra y estas sugerencias pueden ser confirmadas por muchos mineros prácticos con experiencia en minas de roca dura.

´1.5.9. TRANSICION DE FRAGIL A DUCTILComo se indico, el comportamiento de la roca cambia de frágil a dúctil para altas presiones de confinamiento. Mogi investigo esta transición y encontró que, la mayoría de las rocas, está definida por:
a3 = 3.4a1 (1.2)
en ensayos triaxiales sobre probetas con planos de debilidad o probetas que han sido previamente quebradas, la transición de frágil a dúctil no es tan claramente...