2012-I 2012-ICURSO :MECNICA DE ROCAS CURSO :MECNICA DE ROCASUNIVERSIDAD NACIONAL MICAELAUNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDASDEAPURIMAC BASTIDASDEAPURIMACESCUELA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIAPROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS DE MINAS Dr. Leoncio T. Carnero CarneroENSAYOS DE LABORATRIOENSAYOS DE LABORATRIO Determinan parmetros importantes de las rocasDeterminan parmetros importantes de las rocas como: como:

EnsayoEnsayoParmetrosParmetros-Compresin simple Compresin simple-Mdlo de de!orma"ilidad Mdlo de de!orma"ilidad-Traccin indirecta. Traccin indirecta.-Compresin tria#ial. Compresin tria#ial.- Ci$allamiento directo. Ci$allamiento directo.- Ci$. Protodya%ono& Ci$. Protodya%ono&' 'c - (esistencia a lac - (esistencia a la Compresin. Compresin.E ) Mod. de!orma"ilidad oE ) Mod. de!orma"ilidad o elasticidad o *on+. elasticidad o *on+.' 't ) (esistencia a lat ) (esistencia a la traccin. traccin., ,- c ) .n+lo de- c ) .n+lo de ro$amiento y Co/esin. ro$amiento y Co/esin., ,- c ) .n+. (o$. y- c ) .n+. (o$. y Co/esin Co/esin, ,- c ) .n+. (o$. *- c ) .n+. (o$. * Co/esin Co/esinCONDICIONES DE CUERPOS DE PRUEBACONDICIONES DE CUERPOS DE PRUEBALos cerpos de pre"a o pro"etas de"en ser c0"icos oLos cerpos de pre"a o pro"etas de"en ser c0"icos o cil1ndricos. cil1ndricos.Loscerposdepre"ac0"icos- son tili$ados paraLoscerposdepre"ac0"icos- son tili$ados para determinar la resistenciaala compresin en pilares. determinar la resistenciaala compresin en pilares.2ilarelacindeloscerposdepre"a c0"icos de2ilarelacindeloscerposdepre"a c0"icos de 34D51- pede sceder: 34D51- pede sceder:- Losplanosde rptra de la roca peden interceptar- Losplanosde rptra de la roca peden interceptar los platos de la prensa. los platos de la prensa.- Elro$amientoentrecerposde pre"a y platos de- Elro$amientoentrecerposde pre"a y platos de la prensa prodcen e!ecto decon6namiento la prensa prodcen e!ecto decon6namientotria#ial- amentando la resistencia o"tenida. tria#ial- amentando la resistencia o"tenida.2erecomiendanarelacinde34D 5 2-7 a 8- 2erecomiendanarelacinde34D 5 2-7 a 8-para +aranti$ar na distri"cin de tensionespara +aranti$ar na distri"cin de tensiones ni!orme y 9eelplanoderptra se!orme ni!orme y 9eelplanoderptra se!ormeli"remente-sin inter!erencia del plato de la prensa.li"remente-sin inter!erencia del plato de la prensa. EXPERIMENTOS COMPROBADOSEXPERIMENTOS COMPROBADOSTOWSEND et al. (1977),e!"#t$a$"% TOWSEND et al. (1977),e!"#t$a$"% e% &%a #e$'e ee%#a("# e%e% &%a #e$'e ee%#a("# e%)$"*eta#e +a$*,%, -&e +&e$)"# e )$"*eta#e +a$*,%, -&e +&e$)"# e )$&e*a +.*'+"# e &%a!'#!a )$&e*a +.*'+"# e &%a!'#!a #e++',%, )$e#e%ta$"% &%a #e++',%, )$e#e%ta$"% &%a $e#'#te%+'a a la +"!)$e#',% el$e#'#te%+'a a la +"!)$e#',% el/01 !a("$-&ee%+&e$)"#e/01 !a("$-&ee%+&e$)"#e)$&e*a +'l2%$'+"#. )$&e*a +'l2%$'+"#.CUERPOS DE PRUEBA CIL3NDRICOSCUERPOS DE PRUEBA CIL3NDRICOSLa 2ociedad Internacional de Mecnica de (ocasLa 2ociedad Internacional de Mecnica de (ocas :I2(M; en 1?- de apro#imadamente 7@ mm.2e de"e &eri6car los si+ientes parmetros: 2e de"e &eri6car los si+ientes parmetros:- Dimetro- D. - Dimetro- D.- Altra-3. - Altra-3.- 2per6cies de Contacto- perpendiclares al eBe del- 2per6cies de Contacto- perpendiclares al eBe del CP. CP.- Errores de planicidad. - Errores de planicidad.- Errores de n+lo entre eBe del CP y sper6cies de- Errores de n+lo entre eBe del CP y sper6cies de contacto. contacto.- (elaciones entre altra y dimetro. - (elaciones entre altra y dimetro.CUERPOS DE PRUEBA NXCUERPOS DE PRUEBA NXMA4UINA SACATESTI5OS DE CPMA4UINA SACATESTI5OS DE CPCUERPOS DE PRUEBA CIL3NDRICOS NXCUERPOS DE PRUEBA CIL3NDRICOS NXRESISTENCIA A LA COMPRESIN SIMPLE RESISTENCIA A LA COMPRESIN SIMPLE O UNIAXIALO UNIAXIALLa propiedadmsampliamente conocidaes La propiedadmsampliamente conocidaesla compresin simple o nia#ial- o"tenida en la"oratorio. la compresin simple o nia#ial- o"tenida en la"oratorio.Losensayosdecompresinsimpleson normados porLosensayosdecompresinsimpleson normados por la 2ociedad Internacional de Mecnica de (ocas :I2(M-la 2ociedad Internacional de Mecnica de (ocas :I2(M- 1? :7@ mm;.El CP- de"e ser por lo menos die$ :10; &eces mayor 9eEl CP- de"e ser por lo menos die$ :10; &eces mayor 9e el +rano o cristal ms +rande. el +rano o cristal ms +rande.Las sper6cies de"en ser planas y tener Las sper6cies de"en ser planas y tenera"solta perpendiclaridad con el eBe lon+itdinal. a"solta perpendiclaridad con el eBe lon+itdinal.La car+a de"e ser aplicada continamente a na tasa La car+a de"e ser aplicada continamente a na tasa9e la rptraocrrade 7a 10 mintos- con limites9e la rptraocrrade 7a 10 mintos- con limites de 0-7 a 1-0 Mpa. de 0-7 a 1-0 Mpa.RESISTENCIA A LA COMPRESINRESISTENCIA A LA COMPRESINEl &alor de la resistencia a la compresinEl &alor de la resistencia a la compresin es dada por la relacin: es dada por la relacin:Donde:Donde: ' 'c 5 (esistencia a la compresin c 5 (esistencia a la compresinP5 Car+a de rptra P5 Car+a de rptraA 5 .rea de la seccin trans&ersalA 5 .rea de la seccin trans&ersal del delcerpo de pre"a. cerpo de pre"a.APc = CUADRO DE RESISTENCIA DE ROCASCUADRO DE RESISTENCIA DE ROCASDE2C(IPCIC>DE2C(IPCIC>(E2I2TE>CIA :Mpa;(E2I2TE>CIA :Mpa;(esistencia my "aBa(esistencia my "aBa(esistencia "aBa(esistencia "aBa(esistencia (esistencia moderadamoderada(esistencia media(esistencia media(esistencia alta(esistencia alta(esistencia my alta(esistencia my alta1 ) 7 1 ) 7 7 -277 -2727 ) 7027 ) 7070 ) 10070 ) 100100 ) 270100 ) 270270 - D00270 - D00M64UINA SER7OCONTROLADAM64UINA SER7OCONTROLADAMDULO DE DE8ORMACINMDULO DE DE8ORMACINLlamadotam"iEnMdlo de Elasticidad o mdlo deLlamadotam"iEnMdlo de Elasticidad o mdlo de *on+. *on+.2e o"tiene a partirde las medidas de de!ormacin o2e o"tiene a partirde las medidas de de!ormacin o despla$amientos en el ensayo de compresin simple. despla$amientos en el ensayo de compresin simple.Elo"Beti&o es la constrccin de na cr&a de tensinElo"Beti&o es la constrccin de na cr&a de tensin a#ial &erss de!ormacin. a#ial &erss de!ormacin.La tensin es o"tenida de la !er$a aplicada di&ididaLa tensin es o"tenida de la !er$a aplicada di&idida por el rea de la seccin trans&ersal del cerpo depor el rea de la seccin trans&ersal del cerpo de pre"a. pre"a.La de!ormacin es medida directamente por strain- La de!ormacin es medida directamente por strain-+a+es ore+istradorcontinooindirectamentea +a+es ore+istradorcontinooindirectamenteatra&Esde medidas deentredospntos-9e tra&Esde medidas deentredospntos-9edi&ididos por la distancia inicial de estos dosdi&ididos por la distancia inicial de estos dos pntos darn la de!ormacin a#ial s!rida. pntos darn la de!ormacin a#ial s!rida.CUR7A TENSIN 9DE8ORMACINCUR7A TENSIN 9DE8ORMACINE>2A*F DE T(ACCIC> I>DI(ECTA F E>2A*F DE T(ACCIC> I>DI(ECTA F CFMP(E2IC> DIAMET(ALCFMP(E2IC> DIAMET(ALMc/as rocas en el campo "ia#ial de tensiones rompen porMc/as rocas en el campo "ia#ial de tensiones rompen por traccin- por lo 9e se Bsti6ca el ensayo. traccin- por lo 9e se Bsti6ca el ensayo.Elcerpodepre"ade"esercil1ndricoi+al o mayor aElcerpodepre"ade"esercil1ndricoi+al o mayor a n >? :7@mm;- de relacin altra4dimetro 5 0-7. n >? :7@mm;- de relacin altra4dimetro 5 0-7.Los cerpos de pre"a son 6Bados mediante prismas deLos cerpos de pre"a son 6Bados mediante prismas de madera de seccintrans&ersal:0-7 ? 0-7; cm madera de seccintrans&ersal:0-7 ? 0-7; cm2 2-9e -9e+aranti$a la distri"cin ni!ormedelacar+aaplicada +aranti$a la distri"cin ni!ormedelacar+aaplicadaentodalalon+itddelasdos +eneratrices. entodalalon+itddelasdos +eneratrices.El car+amentoes diametral-aplicndose con !er$asEl car+amentoes diametral-aplicndose con !er$as compresi&as crecientes/astalarptra-portraccina compresi&as crecientes/astalarptra-portraccinalolar+odelplano diametral.lolar+odelplano diametral. La tasa de car+a de"e ser de 200 >4s- la rptra de"eLa tasa de car+a de"e ser de 200 >4s- la rptra de"e ocrrir entre 17 a 80 se+ndos. ocrrir entre 17 a 80 se+ndos.Laresistenciaalatraccinpede determinarse conLaresistenciaalatraccinpede determinarse con ensayos de traccin directa e indirecta-siendolos deensayos de traccin directa e indirecta-siendolos de traccin directa de poco so. traccin directa de poco so.El ensayo de traccin indirecta es el ms tili$ado- conocidoEl ensayo de traccin indirecta es el ms tili$ado- conocido como el mEtodo "rasileGo. como el mEtodo "rasileGo.(E2I2TE>CIA A LA T(ACCIC>(E2I2TE>CIA A LA T(ACCIC>El &alor de la resistencia a la traccin es calclada por laEl &alor de la resistencia a la traccin es calclada por la si+iente relacin: si+iente relacin:Donde: Donde:' 't t 5 (esistencia a la traccin 5 (esistencia a la traccinP5 Car+a de rptra P5 Car+a de rptraD 5 Dimetro del cerpo de pre"a D 5 Dimetro del cerpo de pre"a3 5 Altra del cerpo de pre"a3 5 Altra del cerpo de pre"a H DPt. .2 =(E2I2TE>CIA A LA CFMP(E2IC> PH>THAL(E2I2TE>CIA A LA CFMP(E2IC> PH>THALHna!ormadeestimarla compresin nia#ial-en elHna!ormadeestimarla compresin nia#ial-en el campo y con e9ipamientoporttil- "astanterpidacampo y con e9ipamientoporttil- "astanterpida y considerado como 1ndice ms preciso- esel ensayoy considerado como 1ndice ms preciso- esel ensayo de compresin pntal IPoint Load TestJ. de compresin pntal IPoint Load TestJ.E#isten tres &ariaciones de ensayo 9eson:E#isten tres &ariaciones de ensayo 9eson: diametral- a#ial e irre+lar- son reali$ados entesti+osdiametral- a#ial e irre+lar- son reali$ados entesti+os cil1ndricos- cortados a lon+itdes con&enientes. Elcil1ndricos- cortados a lon+itdes con&enientes. El ensayo irre+lar esreali$adoso"re!ra+mentosdeensayo irre+lar esreali$adoso"re!ra+mentosde roca mas o menos e9idimensionales. roca mas o menos e9idimensionales.KieniaLs%i :1? :7@-1mm;- K? :@1-= mm;- y A? :82.8 mm; y la resistencia nia#ial de la roca. A? :82.8 mm; y la resistencia nia#ial de la roca.RESISTENCIA A LA COMPRESIN RESISTENCIA A LA COMPRESIN PUNTUALPUNTUAL2e aplica la si+iente relacin: Para roca dra 2e aplica la si+iente relacin: Para roca draDonde: Donde:' 'c 5 (esistencia a la compresin nia#ial c 5 (esistencia a la compresin nia#ialIs 5 Malor del ensayo. Is 5 Malor del ensayo.Donde:Donde:P 5 Car+a de rptra :N>; P 5 Car+a de rptra :N>;D 5 Distancia entre las dos pntas cnicas enD 5 Distancia entre las dos pntas cnicas en el momento de rptra :mm; el momento de rptra :mm;) 50 ( 23Is c = 2DPIs =OF(MA2 DE E>2A*F PH>THALOF(MA2 DE E>2A*F PH>THALDlDDe(b)0.3WW(a)L>0.5DTest!" e#$%ale&teW8"$!a# e +&e$)"# e )$&e*a8"$!a# e +&e$)"# e )$&e*aDLWDeCL>0.5D0.3WTest!" e#$%ale&teL(')L>0.5DDW(W)De0.3WDTest!" e#$%ale&te0.3WWW* W) +W(,((esistPncia de MaciQos (oc/osos (esistPncia de MaciQos (oc/osos 80 80BibliografaCARNERO, C.L.T. (2000) Modelo de Estudios Geotcnicos Aplicdos en !"o#ectos de E$c%ci&n 'u(te"")ne.A#cuc*o, +N'C,. GOO-MAN, R.E. (./0/) Introduction to rock mechanics. 2nded.1ille#, Ne2 3o"4. 552p.,OE6, E. 7RO1N, E.T. (./00) E8pi"icl st"en9t* c"ite"ion :o""oc4 8sses. Journal of the Geotechnical Division,A'CE, p..0.3;.035.,OE6, E.< 6A='ER, !.6.< 7A1-EN, 1.>. 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