Propiedades Ingenieriles De Las Rocas

PROPIEDADES INGENIERILES DE LAS ROCAS

Densidad (D).- Es la relación entre la masa de un cuerpo y la masa de igual volumen de agua. Se mide con un densímetro, con una balanza hidrostática o también con una balanza común. Normalmente la roca se tritura y se seca para eliminar vacíos.

Densidad aparente (d).-En la practica tiene mucha mayor importancia la densidad aparente (d), que incluyelos poros y los vacíos, es decir, la masa de 1 dm cortado en la roca in-situ. La densidad aparente es importante en el calculo de estabilidades, ya sea para la determinación del precio del volumen, si la piedra es comprada por peso, o bien para el análisis de colocación y transporte.

Compactación.- El grado de compactación de una roca se obtiene de la expresión: [pic]

En donde: D=densidad real, y d= densidad aparente. Este valor estará más cerca de la unidad en tanto la roca sea más pobre en vacíos, es decir más compactas.

Porosidad.-Relación existente entre el volumen de vacíos y el volumen total de una roca, etc. La porosidad se determina por métodos petrofísicos y petrográficos, pero también a partir del peso volumétrico y de la densidad real.

[pic]Permeabilidad.- Es la propiedad que tienen las rocas de dejarse atravesar agua cuando ésta está supeditada a una cierta carga hidráulica. Las rocas pueden ser impermeables si en condiciones normales de presión y temperatura no consienten un relevante movimiento de las aguas debido a que no poseen poros comunicados y/o suficientemente amplios; permeables, si las aguas tienen la posibilidad de moverse yde ser captadas. La permeabilidad puede ser relativa (permeabilidad aparente expresada en términos cualitativos) y absoluta expresada en m/s mediante el coeficiente de permeabilidad K. Existen dos tipos de permeabilidad: por porosidad (o permeabilidad en pequeño) generalmente formada contemporáneamente a la roca; por fisuracion (o permeabilidad en grande) típica de rocas fisuradas generalmenteposterior al proceso de diagénesis de las rocas.

Ley de Darcy: En 1856, en la ciudad francesa de Dijon, el ingeniero Henry Darcy fue encargado del estudio de la red de abastecimiento a la ciudad. Parece que también debía diseñar filtros de arena para purificar el agua, así que se interesó por los factores que influían en el flujo del agua a través de los materiales arenosos, y presentó elresultado de sus trabajos como un apéndice a su informe de la red de distribución. Ese pequeño apéndice ha sido la base de todos los estudios físico‐matemáticos posteriores sobre el flujo del agua subterránea.









Q= Caudal
∆h= Diferencia de potencia entre A-B
∆l= Distancia entre A-B

Gradiente Hidráulico:

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En los laboratorios actuales disponemos de aparatos muysimilares al que utilizó Darcy, y que se denominan permeámetros de carga constante . Básicamente un permeámetro es un recipiente de sección constante por el que se hace circular agua conectando a uno de sus extremos un depósito elevado de nivel constante. En el otro extremo se regula el caudal de salida mediante un grifo que en cada experimento mantiene el caudal también constante. Finalmente, semide la altura de la columna de agua en varios puntos .

Darcy encontró que el caudal que atravesaba el permeámetro era linealmente proporcional a la sección y al gradiente hidráulico. Es decir: variando el caudal con un grifo y/o moviendo el depósito elevado, los niveles del agua en los tubos varían. Podemos probar también con permeámetros de distintos diámetros y midiendo la altura de lacolumna de agua en puntos más o menos próximos. Pues bien: cambiando todas la variables, siempre que utilicemos la misma arena, se cumple que:

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Si utilizamos otra arena (más gruesa o fina, o mezcla de gruesa y fina, etc.) y jugando de nuevo con todas las variables, se vuelve a cumplir la ecuación anterior, pero la constante de proporcionalidad lineal es otra distinta. Darcy concluyó,...