Topografia Minera

FUNDAMENTOS BÁSICOS DE LA GEOMECÁNICA

GEOMECANICA MECANICA DE ROCAS GEOTECNIA
• RECONOCIMIENTO COMO CIENCIA: DECADA DE LOS 50 • DEFINICIÓN: CIENCIA TEORICA Y APLICADA QUE TRATA SOBRE EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE LA ROCA Y SU RESPUESTA A LOS ESFUERZOS APLICADOS EN SU ENTORNO FISICO. (Comité de Mecánica de Rocas de la Académia de Ciencias de los Estados Unidos, 1964)

1er CONCEPTO DE FONDOTODA ESTRUCTURA DE INGENIERÍA DESARROLLADA EN ROCAS, REQUIERE PARA SU ADECUADO DISEÑO Y EJECUCIÓN DE LA UTILIZACIÓN Y APLICACIÓN DIRECTA DE LOS PRINCIPIOS, METODOLOGÍAS Y APLICACIONES DIVERSAS DE LA MECÁNICA DE ROCAS , DESDE LA FASE DE INVESTIGACIÓN PRELIMINAR, ANÁLISIS, DISEÑO, EJECUCIÓN Y OPERACIÓN DE LA OBRA.

2do

CONCEPTO DE FONDO

CUALQUIER EXCAVACIÓN PRACTICADA EN UN MEDIOROCOSO, PRODUCE UN DESEQUILIBRIO EN EL MISMO; AL EXTRAER LOS MATERIALES, SE PRODUCE INEVITABLEMENTE LA ELIMINACIÓN DEL SOPORTE NATURAL DE LA MASA ROCOSA CIRCUNDANTE, DANDO LUGAR A LA ALTERACIÓN DE LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIO, LOS EFECTOS PRODUCIDOS SE DEBEN CONOCER CON EL FIN DE RESTITUIR EL EQUILIBRIO Y ASEGURAR LA ESTABILIDAD.

ROCA : • MATERIAL ROCOSO DE VOLUMEN MENOR • SIN FRACTURAS

MACIZOROCOSO: • MATERIAL ROCOSO DE MAYOR VOLUMEN • CON FRACTURAS, FALLAS, PLIEGUES, AGUA

Rock mass

PROPIEDADES FÍSICO-MECANICAS
•RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN ( Rc )

Rc = P / A

,

A =

pD²/4

P(+)
A

UNIDADES DE MEDIDA

• • • • • • •

( Kg/cm² ) ( Ton/m² ) ( PSI ) ( lb/pulg²) ( bar ) ( Atm ) ( Mpa )

P(+)

PROPIEDADES FÍSICO-MECANICAS
•RESISTENCIA A LA TRACCIÓN ( Rt )Rc = P / A

,

A =

pD²/4

P(-)
A

UNIDADES DE MEDIDA

• • • • • • •

( Kg/cm² ) ( Ton/m² ) ( PSI ) ( lb/pulg²) ( bar ) ( Atm ) ( Mpa)

P(-)

PROPIEDADES FÍSICO-MECANICAS
• MODULO DE YOUNG (E) : Tendencia de deformación en dirección axial del esfuerzo solicitante.
UNIDAD DE MEDIDA : ( Kg/cm² )(Mpa) E

• MODULO DE POISSON (n) : Razón de deformación ; deformación radial entrela deformación axial
UNIDAD DE MEDIDA : adimensional

v

PROPIEDADES FÍSICO-MECANICAS
COHESIÓN ( C ) : Resistencia cohesiva o resistencia a la cizalla
UNIDAD DE MEDIDA ( Kg/cm² ) (Mpa) C

ANGULO DE FRICCIÓN INTERNA ( φ ) : Angulo de rozamiento interno
UNIDAD DE MEDIDA φ

(°)

ENSAYOS DE LABORATORIO
LAS PROBETAS A TENER (NUCLEOS ENSAYOS UNA O TESTIGOS) LARGO A DESTINADAS DEBENBASALES GEOMECÁNICOS

RAZÓN Y

DIÁMETRO IGUAL A 2, CON SUS DOS CARAS PARALELAS PULIDAS, PARA PERMITIR UNA DISTRIBUCIÓN UNIFORME DE LA CARGA APLICADA.

(L / D) ≥ 2

L D

ENSAYOS DE LABORATORIO

TESTIGOS O NUCLEOS DE ROCA

ENSAYOS DE LABORATORIO

PROBETAS DE ROCA LISTAS PARA ENSAYO

ENSAYOS DE LABORATORIO

• ENSAYO DE COMPRESIÓN SIMPLE
EL ENSAYO CONSISTE EN APLICAR UNA CARGACOMPRESIVA CONTINUA Y PAULATINAMENTE EN AUMENTO SOBRE LA PROBETA, HASTA PRODUCIR SU RUPTURA.

Rc = P / A

, A = pD²/4

SI LA RAZON L / D ES INFERIOR A 2 SE APLICA LA SIGUIENTE ECUACIÓN DE AJUSTE :

Rc = Rc / [0.88 + (0.24 * D/L)]

ENSAYOS DE LABORATORIO • ENSAYO DE TRACCION
LA PROBETA ES ADHERIDA EN AMBOS EXTREMOS A BASES METÁLICAS MEDIANTE RESINA EXPOSICA.

P(-)

EL ENSAYO CONSISTE ENAPLICAR UNA CARGA DE TRACCIÓN CONTINUA Y PAULATINAMENTE EN AUMENTO SOBRE LA PROBETA, HASTA PRODUCIR SU RUPTURA.

P(-)

Rt = P / A

, A = pD²/4

ENSAYOS DE LABORATORIO • ENSAYO DE TRACCION INDIRECTA (ENSAYO BRASILERO) CONSISTE EN APLICAR UNA CARGA DE COMPRESIÓN A UNA MUESTRA CON FORMA DE DISCO, DE DIÁMETRO MAYOR O IGUAL A 54 mm. Y ESPESOR IGUAL A UN RADIO, HASTA PRODUCIR SU RUPTURA PORESFUERZOS DE TRACCIÓN PERPENDICULARES A LA DIRECCIÓN DE LA CARGA VERTICAL APLICADA.

Rt = 0.636 P / (D*T)
DONDE: Rt P D T : RESISTENCIA A LA TRACCIÓN INDIRECTA (Kg/cm2) : CARGA DE RUPTURA (Kg) : DIÁMETRO DEL DISCO DE ROCA (cm.) : ESPESOR DEL DISCO DE ROCA (cm.)

ENSAYOS DE LABORATORIO

PROBETA DE ROCA SOMETIDA A ENSAYO TRACCIÓN (BRASILEÑO)

ENSAYOS DE LABORATORIO • ENSAYO DE PROPIEDADES...