Laboratorio Rocas
Páginas: 12 (2882 palabras)
Publicado: 27 de septiembre de 2012
ENSAYO DE CARGA PUNTUAL
OBJETIVOS:
El ensayo de carga puntual tiene como objetivo principal aportar un índice para la clasificación y caracterización de los materiales rocosos en términos de resistencia. En el ensayo se busca cuantificar el índice de resistencia a la carga puntual (IS (50)) del espécimen.
EQUIPO:
La maquina utilizada para en ensayo consta de un sistema de carga, un sistemapara medir la carga P que se requiere para romper la muestra y un sistema para medir la distancia, D, entre los dos puntos de contacto de las puntas cónicas de los cilindros.
Ilustración 1, Equipo Carga Puntual
PROCEDIMIENTO:
* Selección del espécimen a utilizar, en este caso en particular se realizara un ensayo diametral, donde es recomendable tener un espécimen en forma de núcleos conuna relación diámetro/longitud mayor que la unidad
* Insertar el espécimen en la maquina de ensayo y acercar las puntas de tal forma que entren en contacto a lo largo de un diámetro del núcleo
* Registrar la distancia, D, entre los puntos de contacto de los conos y el espécimen
* Incrementar la carga a una tasa estable y registrar la carga de falla P. El ensayo debe rechazarse si lasuperficie de falla pasa solamente a través de un punto de carga.
Ilustración 2, Esquema de Ensayo Valido (ASTM)
CÁLCULOS:
La resistencia a la carga puntual no corregida (IS), se calcula como:
IS=PDe2
Donde, De es el diámetro equivalente del núcleo, para un ensayo diametral De2=D2
La corrección por tamaño puede llevarse a cabo utilizando la siguiente fórmula:
IS50=F*ISF=De500.45
RESULTADOS:
La Tabla 1 presenta los datos tomados en el laboratorio
TABLA 1
| Diámetro [mm] | Longitud [mm] |
| | |
| 47,43 | 79,36 |
| 47,41 | 78,73 |
| 47,4 | 79,49 |
Promedio | 47,41 | 79,19 |
Relación | 1,7 | >0,5 |
La Tabla 2 presenta los resultados obtenidos para el ensayo de carga puntual, utilizando el promedio del diámetro y la longitud.TABLA 2
E [Bares] | E [Pa] | Área [pulgadas2] | Área [m2] | P (Fuerza de Falla) [N] | Índice de Prueba Puntual Is | Factor de corrección F | Is (50) | σc [MPa] |
| | | | | | | | |
150 | 15000000 | 2,24 | 0,0014 | 21677,4 | 9,64 | 0,98 | 9,42 | 225,96 |
A partir del valor obtenido de resistencia, la roca puede ser clasificada teniendo en cuenta la Tabla 3.
TABLA 3
TERMINO |RESISTENCIA A LA COMPRESION SIMPLE [MPa] | EJEMPLOS |
| | |
Extremadamente Dura | >250 | Basalto (fresco), Neis, Granito, Cuarcita |
Muy Dura | 100-250 | Anfibolita, arenisca, basalto, Gabro, granodiorita, caliza, mármol, riolita. |
| | |
Dura | 50-100 | Piedra caliza, mármol, filita, arenisca, pizarra, esquisto |
Moderadamente Dura | 25-50 | Esquisto, pizarra, carbón |
Blanda |5-25 | Tiza |
Muy Blanda | 1-5 | Roca altamente alterada |
Extremadamente Blanda | 0,25-1 | ----- |
En el ensayo de carga puntual para la muestra fallada se obtuvo una resistencia de 225,96 MPa, por lo tanto la roca se puede clasificar como muy dura.
CONCLUSIONES:
* El ensayo de carga puntual es más preciso cuando se realiza en especímenes de tamaños cercanos a los 50 mm (tamañoestándar)
* Como para todos los ensayos de resistencia en rocas, la resistencia a la carga puntual varia con el contenido de humedad de los especímenes. Las variaciones son particularmente pronunciadas, para saturaciones de agua por debajo de 25%. A saturaciones de agua superiores al 50%, la resistencia es menos influenciada por pequeños cambios en el contenido de humedad, de tal forma que losensayos en este rango de contenido de humedad son recomendados. En éste ensayo en particular no se tuvo en cuenta el grado de humedad que presentaba la roca.
* Cuando se introdujo el ensayo de carga puntual se usó principalmente para predecir el esfuerzo de compresión uniaxial que en ese entonces era el ensayo establecido para la clasificación de la roca. Ahora el esfuerzo de carga puntual...
OBJETIVOS:
El ensayo de carga puntual tiene como objetivo principal aportar un índice para la clasificación y caracterización de los materiales rocosos en términos de resistencia. En el ensayo se busca cuantificar el índice de resistencia a la carga puntual (IS (50)) del espécimen.
EQUIPO:
La maquina utilizada para en ensayo consta de un sistema de carga, un sistemapara medir la carga P que se requiere para romper la muestra y un sistema para medir la distancia, D, entre los dos puntos de contacto de las puntas cónicas de los cilindros.
Ilustración 1, Equipo Carga Puntual
PROCEDIMIENTO:
* Selección del espécimen a utilizar, en este caso en particular se realizara un ensayo diametral, donde es recomendable tener un espécimen en forma de núcleos conuna relación diámetro/longitud mayor que la unidad
* Insertar el espécimen en la maquina de ensayo y acercar las puntas de tal forma que entren en contacto a lo largo de un diámetro del núcleo
* Registrar la distancia, D, entre los puntos de contacto de los conos y el espécimen
* Incrementar la carga a una tasa estable y registrar la carga de falla P. El ensayo debe rechazarse si lasuperficie de falla pasa solamente a través de un punto de carga.
Ilustración 2, Esquema de Ensayo Valido (ASTM)
CÁLCULOS:
La resistencia a la carga puntual no corregida (IS), se calcula como:
IS=PDe2
Donde, De es el diámetro equivalente del núcleo, para un ensayo diametral De2=D2
La corrección por tamaño puede llevarse a cabo utilizando la siguiente fórmula:
IS50=F*ISF=De500.45
RESULTADOS:
La Tabla 1 presenta los datos tomados en el laboratorio
TABLA 1
| Diámetro [mm] | Longitud [mm] |
| | |
| 47,43 | 79,36 |
| 47,41 | 78,73 |
| 47,4 | 79,49 |
Promedio | 47,41 | 79,19 |
Relación | 1,7 | >0,5 |
La Tabla 2 presenta los resultados obtenidos para el ensayo de carga puntual, utilizando el promedio del diámetro y la longitud.TABLA 2
E [Bares] | E [Pa] | Área [pulgadas2] | Área [m2] | P (Fuerza de Falla) [N] | Índice de Prueba Puntual Is | Factor de corrección F | Is (50) | σc [MPa] |
| | | | | | | | |
150 | 15000000 | 2,24 | 0,0014 | 21677,4 | 9,64 | 0,98 | 9,42 | 225,96 |
A partir del valor obtenido de resistencia, la roca puede ser clasificada teniendo en cuenta la Tabla 3.
TABLA 3
TERMINO |RESISTENCIA A LA COMPRESION SIMPLE [MPa] | EJEMPLOS |
| | |
Extremadamente Dura | >250 | Basalto (fresco), Neis, Granito, Cuarcita |
Muy Dura | 100-250 | Anfibolita, arenisca, basalto, Gabro, granodiorita, caliza, mármol, riolita. |
| | |
Dura | 50-100 | Piedra caliza, mármol, filita, arenisca, pizarra, esquisto |
Moderadamente Dura | 25-50 | Esquisto, pizarra, carbón |
Blanda |5-25 | Tiza |
Muy Blanda | 1-5 | Roca altamente alterada |
Extremadamente Blanda | 0,25-1 | ----- |
En el ensayo de carga puntual para la muestra fallada se obtuvo una resistencia de 225,96 MPa, por lo tanto la roca se puede clasificar como muy dura.
CONCLUSIONES:
* El ensayo de carga puntual es más preciso cuando se realiza en especímenes de tamaños cercanos a los 50 mm (tamañoestándar)
* Como para todos los ensayos de resistencia en rocas, la resistencia a la carga puntual varia con el contenido de humedad de los especímenes. Las variaciones son particularmente pronunciadas, para saturaciones de agua por debajo de 25%. A saturaciones de agua superiores al 50%, la resistencia es menos influenciada por pequeños cambios en el contenido de humedad, de tal forma que losensayos en este rango de contenido de humedad son recomendados. En éste ensayo en particular no se tuvo en cuenta el grado de humedad que presentaba la roca.
* Cuando se introdujo el ensayo de carga puntual se usó principalmente para predecir el esfuerzo de compresión uniaxial que en ese entonces era el ensayo establecido para la clasificación de la roca. Ahora el esfuerzo de carga puntual...
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