Geomecanica Basica

Nociones basicas de Geomecanica
El

comportamiento frágil es característico de
las partes más superficiales de la corteza (hasta
unos 10 ó 15 km) y el dúctil de las más profundas
(más de 15 o 20 km), existiendo una banda de
entre 10 y 25 km con comportamientos de
transición.



Comportamiento elástico, también denominado
Hookeano o de Hooke, es aquel en el cual existe
una relación linear,entre el esfuerzo aplicado y la
deformación obtenida y, además, la respuesta es
instantánea. Un cuerpo perfectamente elástico
que se deformase una cierta cantidad al serle
aplicado un esfuerzo, se deformaría recuperando
de nuevo su forma original, al dejar de aplicar el
esfuerzo.

Por encima de 200 Kg/cm2 (20 MPA) de resistencia son
rocas, sino suelos
Cargas: litostaticas
hidrostaticas
geodinamicas(pliegues, fallas).
P=F/A=Z*d/A+h*dagua/A

Nivel freatico

Z

h

Modelo de fracturación
criterio de Coulomb o de Navier-Coulomb
Propone que las rocas se rompen por planos en los que se
cumple la ecuación:
= Co + donde:
y son las componentes de cizalla y normal sobre el plano.
Co se denomina resistencia cohesiva o cohesión primaria, y
es el esfuerzo de cizalla necesario para romper unaroca por un
plano en el cual el esfuerzo normal es cero. A veces se denota
como o o como S ó So (de “shear”: cizalla).

T=C+Tn*tg@ (Tnt-U)= Tne Tne=esfuerzo normal efectivo
P
T=esfuerzo tangencial
Tn=esfuerzo normal
C=cohesion--U=presion poral del agua

TN
T

@=angulo de friccion interna
Tnt=esfuerzo normal total
T

TN

Macizos Rocosos
Ensayos de caracterización
Se pueden obtener muestras porsondeos rotativos
que pueden utilizarse para ensayos de resistencia.
Se determina el RQD (Rock Quality Designation),
según la cantidad de discontinuidades que intercepta
el testigo en tramos con separación homogénea,
expresada en número de fracturas por metro.
RQD = ( p/n)x 100, siendo p = el largo de las
piezas > 10 cm y n = largo de la maniobra de avance
de perforación-

RQD= rock qualitydesignation
RQD= sumatoria trozo testigos > 10 cm x100
longitud total estudiada
Diametro minimo de sondeo 48 mm (1.9 pulgadas-NQ)

RQD %
<25
25-50
50-75
75-90
90-100

Calidad
Muy mala
Mala
Media
Buena
Muy buena

Macizos Rocosos
Ensayos de Caracterización
Compresión Uniaxial
Mide la resistencia a la compresión uniaxial y
deformabilidad de las rocas.
Se determina mediante un cuerpo de prueba
cilíndrico dedimensiones H/D = 2 a 3.
Los americanos consideran H/D > 2,5

Macizos Rocosos
Ensayos de Caracterización
Compresión Uniaxial. La resistencia a la compresión
uniaxial máxima c=P/A

D

H

Compresion simple: esfuerzo maximo que soporta la roca
sometida a compresion uniaxial sin confinar.
Se hace sobre probeta cilindrica en laboratorio.
Valores aproximados se obtienen con el martillo Schdmit o elensayo de carga puntual en el campo.
RCS= fuerza/area = Kg/cm2 ó MPA
1MPA= 10.20 Kg/cm2
La resistencia a la traccion se estima en un 5-10 % de la
resistencia a la compresion simple.

Macizos Rocosos

Macizos Rocosos
Ensayos de Caracterización
Ensayo Triaxial. Determina los parámetros de
resistencia al cizallamiento (ángulo de
rozamiento interno  y cohesión c)
Se aplica simultáneamente presiónconfinante
y tensión desviadora hasta alcanzar la ruptura
de la roca

Macizos Rocosos
Ensayos de Caracterización
Ensayo de compresión diametral (ensayo Brasilero)
Se realiza con cuerpos de prueba de H/D = 0,5
Se aplica carga compresiva a lo largo de la generatriz
del pequeño cilindro hasta la fractura primaria en el
centro del disco
El cargamento compresivo linear genera tensiones de
tracciónVelocidad de ondas longitudinales o de compresion: se
utliza como indicativo de la calidad de la roca. Se
correlaciona directamente con la resistencia a la compresion
simple.
Depende de la densidad, porosidad y propiedades elasticas.
La velocidad se reduce con la meteorizacion.
Valores tipicos:
Areniscas

1400-4200 m/s

Granito sano

4500-6000 m/s

Ignimbrita CV 2600-4500 m/s

PPVc = (Gt x Vp)/ E...