instructivo para geomecanica de rocas

INSTRUCTIVO DE APOYO PARA EL
LABORATORIO DE GEOMECÁNICA DE
LA UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE
CHILE

Preparado por: Cristóbal Alvarez A.

El siguiente instructivo es solamente un apoyo a las distintas experiencias prácticas del laboratorio
de geomecánica, por lo tanto no representa la totalidad de información que se encuentran en las
normas ASTM.

Teoría [1] [2]
Ensayos no destructivos
DensidadDensidad geométrica
Aplicable a probetas o muestras geométricamente regulares, las que son preparadas para ser
sometidos a ensayos destructivos posteriores. A los especímenes de roca se les determina el
volumen por medio de sus dimensiones diametrales y longitudinales, obtenidas mediante un pie
de metro digital.

Densidad, método de inmersión
Este procedimiento presenta una mayor exactitud para ladeterminación de la densidad, en
muestras que no se disgreguen al ser sumergidas en agua. este método se basa en el principio de
empuje de Arquímedes, para el cual se pueden utilizar muestras de roca de dimensiones tanto
regulares como irregulares. Para muestras que se afectan por el agua, se utiliza el método de la
parafina, previo a la inmersión en el agua. El procedimiento consiste en registrar elpeso seco de la
muestra junto con el peso de la muestra recubierta con parafina si fuese el caso, para luego
pesarla suspendida sobre un canastillo que se encuentra inmerso en el agua y que pende de un
gancho inferior, que las balanzas poseen. El valor de la densidad se utiliza para el cálculo de
módulos estáticos dinámicos y estáticos.
ó

=

ó

=

=

−

′−

−

−
−
−

−

+

Porosidad:
Laporosidad se define como la razón entre el volumen de huecos y el volumen total de la
muestra, obteniendo el valor porcentual. La función de este ensayo, es conocer el grado de
porosidad que poseen las muestras y extrapolar ese valor, para determinar la permeabilidad de las
rocas.

Velocidad de ondas P y S
Se utiliza para la determinación de ondas primarias longitudinales o de compresión y lasondas
secundarias transversales o de corte, a lo largo de la probeta. Basándose en el tiempo de llegada
de la onda, y el largo de la probeta, se determina la velocidad de propagación.
gráfico típico entregado en computador:

Cálculo de onda S a partir de onda P
=

2

3

Dureza de schmidt
Se utiliza para determinar en parte la competencia de la roca, teniendo en cuanta el número de
rebotes y el pesoespecífico de la muestra, este método es idealmente aplicable a rocas muy
blandas o muy duras, y que posean un espesor mínimo de 6 cm. Además a los resultados se le
debe aplicar una corrección según el cuarzo, para ello se tiene que:





− − − −→ 39
− − − −→

.

.

Una vez obtenido el rebote, se busca en la grafica el modulo de compresión simple UCS, con el
rebote corregido. Para análisis enlaboratorio en esta ocasión entrego el rebote en cuarzo un
valor promedio de 74.85

Módulos elásticos dinámicos

Dinámico de young
Caracteriza el comportamiento de un material elástico, Entre más alto sea este valor, mayor será
tambien el grado de elasticidad. Se relaciona directamente con la resistencia a la compresión.

Dinámico de poisson
Corresponde a la división entre los valores dedeformación en una dirección ortogonal a la
aplicación de la carga y la deformación axial ( paralela a σ).

De corte
Caracteriza al cambio de forma que experimenta un cuerpo que es sometido a un esfuerzo
cortante.

Constante de lammé
Es un valor adimensional, que simplifica la matriz de rigidez en la ley de hooke.

Módulo de carga o de bulk
Mide la resistencia a la compresión uniformemente en toda lasuperficie de un cuerpo. Así, este
indica el aumento de presión requerida, para causar una disminución unitaria de volumen.

Ensayos destructivos:
Resistencia a la compresión uniaxial sin deformación UCS
Por medio de este ensayo , se determina la resistencia uniaxial a la compresión no confinada de
una roca, utilizándose como muestra, una probeta de roca. Este procedimiento consiste en aplicar
una...