capitulo 2: mineralogia - estructura-fases

MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A.

CAPITULO 2 – MINERALOGIA Y ESTRUCTURA

Fuente: www.educa.madrid.org

Fuente:

http://pueblonuevo.nireblog.com/pos

t/2008/01/20/las-rocas-y-el-suelo

5:33 p.m. 1

MINERALOGIA

MINERALES CONSTITUTIVOS DE LOS SUELOS

SUELOS

GRUESOS

SUELOS

FINOS

GRAVAS

ARENAS

LIMOS

ARCILLAS

1. Silicatos de Al, He y Mg hidratados.

2. Se encuentran con forma de lámina que

pueden estar formadas por arreglos

tetraédricos y/o octaédricos (lámina silícica y

lámina alumínica).

1. Silicatos (Feldespatos (rocas igneas),

micas, olivino y serpentina.

2. Oxidos (Cuarzo, limonita, magnetita y

corindón)

3. Carbonatos (Calcita y Dolomita)

4. Sulfatos (Anhidrita y el Yeso)

5:33 p.m. 2


MINERALOGIA DE LAS ARCILLAS

LAMINA SILICICA

OCTAEDRO Y LAMINA ALUMINICA (GIBSITA)

5:33 p.m. 3

S

Al


MINERALOGIA

TIPOS DE ARCILLAS

CAOLINITAS ILLITAS MONTMORILLONITAS

S

G

G

S

G

ARCILLAS 1:1 (Bilaminares)

ACTIVIDAD: 0.38

No admite agua en los planos de

unión.

No es expansiva

Moderadamente plásticas

Más permeables

Mayor fricción interna

S

G

S

S

G

S

ARCILLAS 2:1 (Trilaminares)

ACTIVIDAD: 0.9

Admite agua en los planos de

unión.

Es expansiva, Menos permeable

Medianamente plásticas

Producto de la hidratación Micas

Forma Grumos (Iones de K+)

S

G

S

S

G

S ARCILLAS 2:1 (Trilaminares)

ACTIVIDAD: 7.2

Admite mucha agua en los planos

de unión.

Es Muy expansiva, Impermeable

Muy plásticas, Se contrae al

secarse.

Estructura cristalina a modo de

acordeón

5:33 p.m. 4


MINERALOGIA

MINERALOGIA Y COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS

LAS FUERZAS QUE PREDOMINAN

SON LAS GRAVITACIONALES

Su comportamiento esta definido por su

compacidad (compactación) y por la

orientación de sus partículas.

POSEEN GRAN SUPERFICIE

ESPECIFICA, CON LO CUAL LAS

FUERZAS QUE PREDOMINAN SON

LAS FUERZAS ELECTRICAS.

Su comportamiento esta definido por su

estructura (General) y su constitución

mineralógica (particular)

5:33 p.m. 5


SUELOS

GRUESOS

SUELOS

ARCILLOSOS

ESTRUCTURA DE LOS SUELOS

¿Qué es más importante: El Tamaño de las

partículas o la forma de estas?

La FORMA determina la magnitud de las deformaciones que sufre el suelo.

FORMA DE LAS

PARTÍCULAS SÓLIDAS

SUELOS GRANULARES SUELOS FINOS

EQUIDIMENSIONAL ACICULAR LAMINAR

El TAMAÑO determina la rapidez con que ocurre la deformación del suelo.

En la rapidez de la deformación influye también el factor tiempo cuando

existe agua.

5:33 p.m. 6



EQUIDIMENSIONAL

ANGULAR SUBANGULAR REDONDEADA SUBREDONDEADA

SUELOS GRANULARES

5:33 p.m. 7


Fuente:

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Beach_Stones_2.jpg

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Beach_Stones_2.jpg



ANGULAR

SUBANGULAR

REDONDEADA

SUBREDONDEADA

Típicas en Arenas Residuales y las más

angulosas son producto del triturado de

rocas. TIENE EL MEJOR

COMPORTAMIENTO MECANICO

Típicas en Arenas Residuales. TIENE

BUEN COMPORTAMIENTO

MECANICO

Típicas en Arenas de Río.

Se encuentran en las arenas depositadas

en los valles aluviales de ríos, qdas, etc..

5:33 p.m. 8



ACICULAR

LIMOS

LAMINAR

ARCILLAS

SUELOS FINOS

5:33 p.m. 9

R.G.A. 2013


Forma de Aguja. Una dimensión es

mayor que las otras dos. Se presenta en

un tipo de Arcilla: HALOISITA. Con

S.E menor y por tanto muy estable. Poca

adsorción

Dos dimensiones mayores a la tercera,

por tanto su S.E es muy alta, mayor

actividad superficial que permite mayor

adsorción y menor estabilidad. Illita,

Caolinita, Montmorillonita.

ACICULAR

LAMINAR

5:33 p.m. 10

R.G.A. 2007

R.G.A. 2007



ESTRUCTURACION DE LOS SUELOS

Que es la Estructura de un Suelo?

TIPOS DE

ESTRUCTURA

SIMPLE

PANALOIDE

FLOCULENTA

COMPUESTA

CASTILLO DE

NAIPES

DISPERSA

5:33 p.m. 11



Típicas suelos granulares. El

comportamiento de un suelo de

estructura simple depende de la

compacidad y la orientación.

min.

max(%)ee

eeCr

máx

nat

Típicas suelos finos que se sedimenta o

se depositan por acción del aire. Las

partículas que conforman estos suelos

son de un tamaño cercano a 0.002 mm.

SIMPLE

SUELTO COMPACTO

PANALOIDE

max

11

11

(%)

ddmín

dnatdmínCr

5:33 p.m. 12

R.G.A. 2007

R.G.A. 2007



Típicas suelos finos con partículas de

0.0002 mm (coloides). Mientras se

sedimentan se unen a otras partículas y

forman grumos que se unen a otros.

5:33 p.m. 13

R.G.A. 2007


Arcillas Marinas: Altamente Floculadas

(más compresibles).

Sedimentos Agua dulce


De acuerdo a Goldschmidt y Lambe es

característica de los suelos con forma

laminar.

CASTILLO DE NAIPES

Típicas de suelos finos en los que las fzas

de repulsión son las que dominan.

Caso: Sedimentos de Agua Dulce.

DISPERSA

5:33 p.m. 14

R.G.A. 2007

R.G.A. 2007




COMPUESTA

Grano de

Limo

Grano de

Limo

Grano de

Limo

Partícula de Arcilla

Partículas coloidales

Floculadas de bajo grado

De consolidación

Partículas coloidales

Floculadas de alto grado

De consolidación debido

A concentraciones locales

De presión.

Propuesta por A. Casagrande para

explicar porque unas arcillas en estado

inalterado soportan más carga que

cuando están remoldeadas..

5:33 p.m. 15

R.G.A. 2007


SENSITIVIDAD Y TIXOTROPIA DE LOS SUELOS

ARCILLOSOS

Sensitividad Descripción

<2 Insensitiva

2 – 4 Medianamente

Sensitiva

4 – 8 Sensitiva

8 – 16 Muy Sensitiva

>16 Rápida

TIXOTROPIA: Fenómeno por el cual un

amasado enérgico de la arcilla produce

una perdida de resistencia, pero al

dejarlas en reposo y sin perdida de

humedad vuelven más o menos a sus

propiedades originales.

SENSITIVIDAD: Permite medir la

tixotropía de las arcillas (perdida de

resistencia debida al remoldeo):

moldeadasistencia

InalteradasistenciaadSensitivid

ReRe

Re

5:33 p.m. 16



ESTRUCTURA PRIMARIA DE LOS SUELOS Es el resultado del acomodamiento de las partículas

debido a la influencia de las fuerzas Mecánicas y

Eléctricas

5:33 p.m. 17



COMPORTAMIENTO SEGÚN LA FORMA O TAMAÑO

Su comportamiento depende del tamaño

de las partículas (las fuerzas entre sus

partículas dependen de su peso) y más

importante aún es la distribución de los

tamaños Granulometría.

Compactación de una arena saturada y

una arena humeda.

Su comportamiento depende de la forma

de las partículas (las fuerzas principales

son eléctricas) y relacionado con esta

forma esta el agua que contiene el suelo.

Importa estudiar sus estados de

consistencia (Limites).

Compactación de Arcilla

GRANULARES FINOS

5:33 p.m. 18


RELACIONES GRAVIMETRICAS Y VOLUMETRICAS

COMPOSICION TRIFASICA DEL SUELO

Fase Sólida

Fase Líquida

Fase Gaseosa

Agua Libre

Agua Viscosa

Agua Sólida

Agua Adsorbida

Sólido

5:33 p.m. 19


INVESTIGAR LA

TEORIA DE LA

DOBLE CAPA


Wa

Ww

Ws

Wm

Va

Vw

Vs

Vv

Vm

Volumenes Pesos

PESOS VOLUMÉTRICOS

3

0 /0.1 mt

w

w

wV

W

m

m

mV

W

wV

W m

m

s

d

1

s

s

sV

W

0

' mm

0

sGsSs 0

mmS

Aparente

Absoluto

5:33 p.m. 20



Wa

Ww

Ws

Wm

Va

Vw

Vs

Vv

Vm

Volumenes Pesos

Relaciones

Fundamentales

Vs

Vve

100*%mV

Vvn

Varia entre 15% y 90%

nmin

=26%

nmax

=47.6%

100*%Ws

Www 100*%

Vv

VwGw

Varia entre 0% - 400% Varia entre 0% -100%

100*%Vv

VG A

Aire

SOLIDO

AGUA

AIRE

Varia entre 0.25 y 15

5:33 p.m. 21



VALORES COMUNES DE Ss y Cr

SUELO Ss

Suelos Orgánicos 2.2 – 2.5

Arenas y Gravas 2.65 – 2.67

Limos Inorgánicos 2.67 – 2.72

Arcillas 2.72 – 2.84

Arcillas Expansivas 2.84 – 2.88

Cr Estado

0 – 0.35 Suelto

0.36 – 0.65 Compacidad

Media

0.66 – 0.85 Compacto

0.86 – 1.0 Muy Compacto

dnat

dmáx

dmíndmáx

dmíndnat

máx

nat

Cr

ee

eeCr

(%)

100*(%)min

max

5:33 p.m. 22



SUELO SATURADO

Ww

Ws

Wm

Vw

Vs

Vv

Vm

Volumenes Pesos

SOLIDO

AGUA

5:33 p.m. 23




SUELO SECO

AIRE

SOLIDO

Wa=0

Ws

Wm=Ws

Va

Vs

Vv

Vm

Volumenes Pesos

5:33 p.m. 24



SUELO SUMERGIDO

oomwSs

Ss

e

Ss

*1

1

1

1'

Ss’=Ss-1

Sm’=Sm-1

s’=

s-o

m’=

m- o

Como un suelo sumergido es un suelo saturado, se tiene:

dmSs

Ss

1'

5:33 p.m. 25


EJEMPLO 1: Se colocó una muestra de arcilla en un molde marcado con el

número 37. El peso total de la muestra húmeda y la cápsula fue 72.49 gr y de

61.28 gr luego de secada en un horno eléctrico a 105°C durante 24 horas. El

peso de la cápsula 37, según la lista del laboratorio, era 32.54 gr. Otro ensayo

independiente dio el peso específico relativo de los sólidos Gs o Ss=2.69.

Supóngase que la muestra estaba completamente saturada de agua y calcúlese

el contenido de humedad “w”, la porosidad “n”, el índice de poros (relación de

vacíos) “e” y las densidades del suelo en el aire y bajo el agua (m’).

EJEMPLO 2: Un suelo tiene una relación de vacíos de 0.72, contenido de agua

= 12% y Gs = 2.72. Determine:

* Peso específico seco (kN/m3)

* Peso específico húmedo (kN/m3)

* Peso del agua en kN/m3 por añadirse para saturar al suelo.

5:33 p.m. 26



EJEMPLO 3: En una muestra de suelo parcialmente saturado se conoce el

peso específico, m, el contenido de agua, w, y el valor de Ss. Encuentre el peso

específico seco, la relación de vacíos y el grado de saturación, en función de las

cantidades conocidas.

EJEMPLO 4: Una muestra de suelo tiene una relación de vacíos e=0.56 y su

gravedad específica de los sólidos Gs=2.78.

a) Determine el peso unitario seco del suelo

b) Se le agrega agua en cantidad suficiente a la muestra hasta darle un grado

de saturación de 75%. Determine el peso unitario y la humedad.

c) Se va hacer un relleno, el cual debe tener un peso unitario de la muestra

seca de 1.88 ton/m3. ¿cuántos metros cúbicos de material en banco se

necesitan por cada m3 de relleno?

5:33 p.m. 27



EJEMPLO 5: Una muestra de suelo tiene un volumen de 1.75 pie3 y una masa

de 193 lb. Sea w=15% y Gs=2.67. Determine las siguientes características de la

muestra: (a) relación de vacios, (b) porosidad, (c) peso específico seco, (d) peso

específico húmedo y (e) grado de saturación.

EJEMPLO 6: Un suelo húmedo tiene una relación de vacíos e=0.70. El

contenido de agua del suelo es de 12%. Si Gs=2.7, determine:

a) Porosidad.

b) Grado de Saturación.

c) Peso específico seco en KN/m3

d) Cuál sería el peso específico saturado en KN/m3?

e) Qué cantidad de agua es necesario agregar al suelo en KN/m3 para una

saturación completa?

5:33 p.m. 28



ENSAYOS DE LABORATORIO EN SUELOS

ENSAYOS DE

LABORATORIO PARA

ESTIMAR LAS

PROPIEDADES INDICE

DEL SUELO

5:33 p.m. 29



5:33 p.m. 30

1.Propiedades Índice

2.Propiedades Mecánicas

3.Ensayos Especiales.

ENSAYOS DE LABORATORIO

- Índice de Expansión.

- Potencial de

Expansividad.

- Expansión Libre en

probeta.

- Valor de Azul de

metileno.



5:33 p.m. 31

PROPIEDADES ÍNDICE

1.Contenido de humedad

2.Gravedad específica.

3.Peso unitario.

4.Granulometría.

5.Límites de Atterberg.

6.Relaciones humedad-densidad (compactación)

7.pH

8.Contenido de materia orgánica

Fuente: González, G. y Noguera, W. (2013)



CUARTEO DE LAS MUESTRAS Mediante estos procedimientos, se pueden dividir las muestras de suelos

obtenidas en el campo, para obtener porciones que sean representativas y

que tenga n los tamaños adecuados para los diferentes ensayos que se

necesite desarrollar.

5:33 p.m. 32



CONTENIDO DE MATERIA ORGÁNICA

NORMA INV. E-121 1. Se seca al aire una porción representativa del suelo.

2. Se pasa la porción obtenida por cuarteo por el tamiz N°10 hasta obtener

al menos 100 gr de material.

3. Se lleva la muestra al horno a 110°C para secarla hasta un peso

constante.

4. Se escoge una muestra de 10 a 40 gr y se pesa con el recipiente con

aproximación de 0.01 gr.

5. Se lleva el recipiente + muestra a un horno mufla y se deja por un

término de 6 horas a 445°C. Si se utiliza la estufa para la ignición se

debe dejar el tiempo suficiente para quemar toda la materia orgánica

posible que contenga la muestra.

5:33 p.m. 33



CONTENIDO DE HUMEDAD SE BUSCA CONOCER EL CONTENIDO DE AGUA DEL SUELO

SE REALIZA POR TRES PROCEDIMIENTOS:

1. Humedad en Horno.

2. Humedad en estufa.

3. Humedad con el humedómetro

5:33 p.m. 34



CONTENIDO DE HUMEDAD EN HORNO

NORMA INV. E-122

1. SE PESA LA TARA (P1)

2. SE PESA LA TARA + MUESTRA HUMEDA (P2)

3. SE SECA LA MUESTRA EN EL HORNO POR 24

HORAS A 110°C (±5°C)

4. SE PESA LA TARA + MUESTRA SECA (P3)

(P3 – P2)

%w = ------------

(P2 - P1)

5:33 p.m. 35



CONTENIDO DE HUMEDAD EN ESTUFA

NORMA INV. E-122

1. SE PESA LA TARA (P1)

2. SE PESA LA TARA + MUESTRA HUMEDA (P2)

3. SE SECA LA HASTA QUE NO SE LIBERE VAPOR

4. SE PESA LA TARA + MUESTRA SECA (P3)

(P3 – P2)

%w = ------------

(P2 - P1)

5:33 p.m. 36



CONTENIDO DE HUMEDAD

CON HUMEDÓMETRO NORMA INV. E-150

1. SE COLOCAN TRES CUCHARADAS DE CARBURO DE

CALCIO EN EL CUERPO DEL PROBADOR.

2. SE PESA MUESTRA EN LA BALANZA DEL EQUIPO Y SE

COLOCA EN LA TAPA DEL PROBADOR.

3. SE AGITA POR TRES MINUTOS O HASTA QUE LA AGUJA

NO SE MUEVA. 5:33 p.m. 37



CONTENIDO DE HUMEDAD

CON HUMEDÓMETRO NORMA INV. E-150

EL VALOR OBTENIDO EN EL APARATO SE LLEVA A LA

GRAFICA Y SE OBTIENE %W RESPECTO AL PESO SECO 5:33 p.m. 38



Humedómetro Estufa Horno

0,0 17,50 37,79 33,90

0,2 14,70 22,23 22,72

0,4 13,90 21,76 20,55

0,6 15,00 23,97 23,43

0,8 6,90 9,59 9,25

1,0 10,30 15,16 14,77

HumedadProfundidad

(m)

5:33 p.m. 39



PESO UNITARIO HUMEDO

NORMA INV. E-150

1.- Moldear la muestra a la que se le

determinará el peso unitario (cubo o cilindro).

2.- Pese la muestra, tenga presente si lo hace

con o sin tara.

3.- Realice en ella la medición de las lados:

altura, espesor, diámetro, según sea el caso.

Cada una de estas mediciones debe realizarse

tres veces y hacer un promedio de ellas.

4.- Con ellos calcule el volumen de la muestra.

5.- Lleve la muestra al horno para determinar

la humedad.

5:33 p.m. 40



PESO UNITARIO HUMEDO

CON PARAFINA

1.- Pesar la muestra húmeda. (P1)

1.- Recubrir la muestra con parafina.

2.- Pesar la muestra + parafina en el aire. (P2)

3.- Pesar la muestra + parafina en el agua. (P3)

4.- Calcule el volumen de la muestra.

La densidad de la parafina es 0.8915 gr/cm3

Volumen Muestra + Parafina = P2 – P3

5:33 p.m. 41



PESO UNITARIO HUMEDO CON PARAFINA

5:33 p.m. 42



GRAVEDAD ESPECIFICA

NORMA INV. E-128 / E-222 / E-223 Gravedad específica – Es la relación entre la masa de un cierto volumen de

sólidos a una temperatura dada y la masa del mismo volumen de agua

destilada y libre de gas , a la misma temperatura.

Se debe calcular el peso húmedo para obtener un peso como el recomendado en la

tabla, para ello se debe determinar la humedad de la muestra previamente.

5:33 p.m. 43



GRAVEDAD ESPECIFICA

NORMA INV. E-128 / E-222 / E-223

1.- La muestra a utilizar es la que pasa el tamiz N°4. obtenida en forma

representativa y en la cantidad que recomienda la tabla anterior.

2.- Las muestras de suelos arcillosos se deben dispersar previamente en

una solución de hexametafosfato de sodio en un volumen para el

picnómetros de 500 ml.

3.- Se deposita la mezcla en el picnómetro y se retira el aire atrapado

hirviendo la muestra por 2 horas luego que la mezcla comience a hervir.

4.- Se enrasa el picnómetro una vez se ha enfriado a temperatura ambiente.

5.- Se pesa el picnómetro + agua + suelo (Wb)

6.- Se obtiene la masa seca del suelo con aprox. De 0.01 gr. (Ws)

7.- Se pesa el picnómetro + agua (Wa)

5:33 p.m. 44



GRAVEDAD ESPECIFICA

FRACCION GRUESA NORMA INV. E-222

5:33 p.m. 45



GRAVEDAD ESPECIFICA

FRACCION GRUESA NORMA INV. E-222 1.- La muestra a utilizar es la que retiene el tamiz N°4 o N°8 si la fracción que

pasa el tamiz N°4 es considerable. Obtenida en forma representativa y en la

cantidad que recomienda la tabla siguiente. Definir % pasa y % retenido N°4

5:33 p.m. 46



GRAVEDAD ESPECIFICA


2.- Mantener sumergida la muestra por 15 horas.

3.- Se saca la muestra y se seca superficialmente cada partícula. Se

obtiene el peso Wsss (Peso saturado superficialmente seco). Peso B

4.- Se coloca la muestra en la canastilla y se calcula el peso sumergido.

Este corresponde al Peso C.

5.- Se seca la muestra en el horno a 110°C y se deja enfriar a temperatura

ambiente. Peso A.

A = peso en el aire de la muestra seca en gramos.

B = peso en el aire de la muestra saturada con superficie seca, en gramos.

C = peso sumergido en agua de la muestra saturada, en gramos.

5:33 p.m. 47



GRAVEDAD ESPECIFICA


5:33 p.m. 48



DETERMINACION EN LABORATORIO

DE LA RELACION DE VACIOS

DE UN SUELO

1.- Tallar una muestra de forma regular de un bloque de muestra inalterada

y determinar su volumen, Vm, ya sea por formulas de volumen o utilizando

el procedimiento con parafina.

2.- Secar la muestra anterior en el horno hasta peso constante y obtener su

respectivo peso, Ws.

3.- Se determina la relación de vacios del suelo en el terreno como:

1**

Ws

SsVme o

5:33 p.m. 49



COMPACIDAD RELATIVA DE UN

SUELO GRANULAR INV. E-136

Compacidad Relativa: Permite definir la compacidad de un manto no

cohesivo (estructura simple), es decir permite conocer el grado de acomodo

alcanzado por las partículas del suelo. Esta incide en el comportamiento

mecánico e hidráulico de este tipo de suelos junto con la orientación de las

partículas.

.- emáx = relación de vacios correspondiente al estado más suelto del suelo.

.- emín = relación de vacios correspondiente al estado más compacto.

.- enat. = Relación de vacios de la muestra en estado natural.

.

.

..

..

..

.. *natd

máxd

míndmáxd

míndnatd

mínmáx

natmáx

ee

eeCrDr

5:33 p.m. 50




SUELO GRANULAR INV. E-136 1.- Tomar una muestra de un suelo no cohesivo (arena , limo o mezcla) de

6000 gr aprox.

2.- Tomar una muestra inalterada hincando un tubo de 2” de L= 15 a 20 cm y

calculando su peso especifico seco en estado natural d nat.

3.- Tomar el recipiente para el Proctor estándar (Φ=4”) y colocar en este en

cinco capas el material seco (la última capa debe pasar 10 mm en el collar

de extensión) , dando 50 golpes capa con el martillo del Proctor modificado,

con un mazo o varilla, en forma fuerte por los lados el molde. (realizar este

procedimiento 3 veces). Con este procedimiento se determina el peso

específico seco en su estado más compacto d máx.

4.- Echar el material en el molde sin collar desde poca altura (la menor

posible – la primera capa se deposita casi tocando el fondo del molde) hasta

llenarlo y luego enrasar. Se obtiene el d mín.

5:33 p.m. 51





5:33 p.m. 52





5:33 p.m. 53





5:33 p.m. 54





5:33 p.m. 55





Compacidad Relativa Nivel de Compactación

0.0 – 0.35 Flojo o Suelto

0.36 – 0.65 Medio

0.66 – 0.85 Compacto

0.86 – 1.0 Muy compacto

5:33 p.m. 56


ENSAYOS GEOTECNICOS EN ROCAS

ENSAYOS

EN

ROCAS

5:33 p.m. 57

ESTUDIAR

PARA AUTOAPRENDIZAJE



PORQUE ENSAYAR LA ROCA?

La roca es un material frecuentemente utilizado en

ingeniería, por ello es indispensable determinar su

capacidad de soportar esfuerzos para poder hacer

uso de esa competencia. 5:33 p.m. 58



5:33 p.m. 59



ENSAYO DE ROCAS EN EL

LABORATORIO

Ensayos índice de los materiales de roca

intacta para su identificación y clasificación.

Características de resistencia y stiffness

(rigidez)

Potencial de degradación, durabilidad,

permeabilidad.

5:33 p.m. 60



NÚCLEOS O MUESTRAS DE ROCA.

5:37 p.m. 61 Fuente: www.erosión.com.co



ENSAYOS ÍNDICE DE LA ROCA

INTACTA

Peso unitario, R = Peso / Volumen

Velocidades de ultrasonido

Resistencia

- Índice de carga puntual (PLT)

- Martillo suizo (Martillo Schmidt)

- Resistencia a la compresión uniaxial




ENSAYOS DE ULTRASONIDO

Determinación de la velocidad de onda de compresión (Onda – P)

y onda de cortante (Onda- S).

Son ensayos no destructivos.

Son rápidos y relativamente baratos.

Evaluación de rigidez (stiffness) elástica para pequeñas

deformaciones unitarias (deformaciones unitarias < 10-6 mm/mm)

Pueden utilizarse para evaluar anisotropía.




ENSAYOS DE ULTRASONIDO

Vp

Vs




VELOCIDADES DE ONDAS

LONGITUDINALES EN ROCA SANA




ENSAYOS DE COMPRESIÓN UNIAXIAL

GCTS ARA




Ensayo de compresión uniaxial




Resistencia a la compresión uniaxial

Propiedad índice estándar (qu = σu = σc)

Similar a los ensayos de compresión de muestras

de concreto y al ensayo de compresión Inconfinada

de suelos.

Núcleos tamaño NQ ( d= 47.6 mm)

Relación de longitud-ancho: 2< H/d < 2.5

Carga axial sobre núcleo cilíndrico

σu = Fuerza Max. / (d2/4)

5:33 p.m. 68



Martillo Suizo o Martillo Schmidt




El martillo de rebote Schmidt es un dispositivo

portátil por el cual un martillo cilíndrico que lleva

un resorte rebota sobre la superficie de la roca; la

distancia del rebote se considera que como una

medida de la calidad de la roca. El martillo puede

usarse directamente sobre la superficie de la

roca, o sobre un núcleo de roca: en este último

caso, se requiere una cuna de apoyo especial.

Cuando el tamaño del bloque in situ es grande, el

martillo Schmidt mide las propiedades de la roca

intacta; cuando la roca esta fragmentado, el uso

del martillo Schmidt en la superficie de la roca


5:33 p.m. 70



expuesta será una medida de la calidad del

macizo de roca en lugar de la roca intacta per -

se. Además, por la misma naturaleza de la

prueba, la condición de la superficie de la roca

probada tendrá un efecto significativo en el

resultado, debido a las irregularidades

geométricas o porque la propia superficie esta

deteriorada y no es representativo de la roca

fresca, intacta. Por esta razón, se recomienda

que el martillo Schmidt se use repetidamente

dentro de la vecindad inmediata del sitio a medir.


5:33 p.m. 71



Diagrama de Clasificación de las Rocas basado en

la dureza Schmidt

5:33 p.m. 72



Índice de carga puntual





GCTS

ARA




Compresión Triaxial ASTM D 2664




Parámetros de deformación

de la roca intacta




Ensayo de corte directo de rocas




Durabilidad de materiales de roca




Ensayo de Durabilidad Slake




Ensayo de Durabilidad Slake Es un ensayo que permite conocer el grado de

durabilidad (alterabilidad, resistencia a la disgregación)

de una roca.

La durabilidad es la resistencia ante el cambio de las

propiedades de la roca matriz por exfoliación,

hidratación, fluencia, disolución, oxidación, abrasión y

otros procesos.

Determina la velocidad de la descomposición bajo

diversas condiciones de humedad. Se mide la

resistencia a la disgregación y a la meteorización

sometiendo a 10 fragmentos de roca (40-60 gr) a dos

ciclos de secar en una estufa (105°C) y después con un

tambor semi-sumergido girando a 200 rpm durante 10 m.

Finalmente se seca la muestra y se mide el porcentaje

de pérdida de peso. 5:33 p.m. 84



Slake Durability Test





Ensayo de durabilidad donde se mide la

resistencia en dos ciclos de humedecimiento.

Un ciclo = Secado en a 105°C y 200 vueltas en el

tambor en 10 minutos.

Se mide el porcentaje de roca retenida dentro del

tambor

5:33 p.m. 86



5:36 p.m. 89

Fuente: www.erosión.com.co

capitulo 2: mineralogia - estructura-fases

Engineering