Resistencia De Discontinuidades

Resistencia al Cizalle de Discontinuidades en Roca

CI52T Mecánica de Rocas en Obras de Ingeniería Sergio Sepúlveda

• Experimentalmente, se encuentra que la resistencia al corte entresuperficies lisas de mineral o roca, sigue una ley linear del tipo: τ = So + µ σ (Jaeger, 1959)

So: Resistencia inherente a la superficie de contacto, equivalente a la cohesión en mecánica de suelos. σ:esfuerzo normal a la superficie. µ: coeficiente de fricción.

• El coeficiente de fricción no es constante, a bajo esfuerzo normal suele ser mayor. También influye la humedad.

• En el casoestático, τ representa la resistencia para iniciar a deslizar. Sin embargo, cuando hay deslizamiento a velocidad constante, el coeficiente de fricción es distinto al estático, típicamente menor y depende dela velocidad de deslizamiento.

Determinación experimental de la resistencia al corte
a) b) c) d) Ensayos de corte directo (varios tipos) Ensayo de bloques simétricos. Ensayo de torsión. Ensayostriaxiales.

Criterio de Falla
• Típicamente, una curva esfuerzo de corte vs. desplazamiento en una superficie planar tendrá un peak y luego una resistencia residual (Fig. A). Una serie de ensayosresulta en una envolvente de fractura del tipo Mohr-Coulomb:

τ = cp + σ tan φp, τ = σ tan φr

Resistencia peak Resistencia residual

Influencia del agua
• Si la discontinuidad está húmeda, laresistencia puede disminuir por la lubricación producida en la superficie. • Dependiendo del material, la incorporación de agua en la roca puede a su vez producir cambios en los valores de c y φ. Enespecial en rocas con alto contenido de arcillas. • Si hay una presión de agua (ej. hidrostática), entonces el esfuerzo normal se reduce a un esfuerzo efectivo y τ = c + (σ−u) tan φ

Influencia dela rugosidad
• Las discontinuidades naturales no son lisas, sino presentan asperidades. Una discontinuidad rugosa tendrá una resistencia al cizalle mayor que una lisa en la misma roca. Al...