El documento describe diferentes ensayos de laboratorio realizados en rocas para determinar sus propiedades de resistencia y deformación. Algunos ensayos incluyen la determinación del peso específico, velocidad de ultrasonido, resistencia a la compresión uniaxial y triaxial, resistencia a la carga puntual y durabilidad. Los resultados de estos ensayos son útiles para clasificar las rocas y evaluar su competencia.
2. Por qué ensayar las rocas ?
qué
JAIME SUAREZ DIAZ
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Las rocas son materiales muy duros y se requiere conocer su
competencia para poder hacer uso de esa competencia.
3. Ensayo de rocas en el laboratorio
Ensayos índice de los materiales de roca intacta
índice
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para su identificación y clasificación.
identificación clasificación.
Características de resistencia y stiffness c
Características de resistencia
Potencial de degradación ; Durabilida
degradación
5. Ensayos índice de roca intacta
índice
Peso unitario, γR = Pesot/Volumen
unitario, R
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Velocidades de ultrasonido
Resistencia
– Indice de carga puntual
– Martillo suizo (Martillo de Schmidt )
Martillo suizo (Martillo de Schmidt )
– Resistencia a la compresión uniaxial
Resistencia a la compresión uniaxial
6. Ensayos de ultrasonido
Determinación de la velocidad de onda de
Determinación velocidad de
compresión (Onda- P) y onda de cortante (Onda - S).
compresión (Onda- (Onda
Son ensayos no destructivos
Son rápidos y relativamente baratos.
rápidos baratos.
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Evaluacion de stiffness elástica para pequeñas
elástica pequeñas
deformaciones unitarias (deformaciones unitarias <
(deformaciones
10-6 mm/mm)
-6
Pueden utilizarse para evaluar anisotropía.
anisotropía.
10. Resistencia a la compresión uniaxial
Propiedad índice estandar (qu = σu = σc)
Similar a los ensayos de compresión de muestras de
concreto y al ensayo de compresión inconfinada de
suelos.
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ASTM 4543
Núcleos tamaño NQ (d = 47.6 mm)
Relación longitud-ancho: 2 < H/d < 2.5
Carga axial sobre núcleo cilíndrico
σu = Fuerza Max./(πd2/4)
12. Indice de carga puntual
Evaluación rápida de la resistencia uniaxial (En
Evaluación rápida
campo o en laboratorio)
laboratorio)
ASTM D 5731
Fácil preparación de muestras (núcleos, pedazos
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Fácil preparación de (núcleos,
de roca)
roca)
Mide la fuerza (P) para romper la muestra de roca
intacta
Indice de carga puntual : Is = P/de2 donde de =
s e
2
e
diámetro equivalente del núcleo.
diámetro equivalente del núcleo.
14. Compresión triaxial (ASTM D 2664)
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Marco computarizado Celda triaxial para rocas
15. Parámetros de deformación de la roca
Parámetros deformación
intacta
Modulo elástico para compresión Uniaxial y/o Triaxial
elástico compresión
16. Resistencia a la tensión (T0) de rocas
tensión 0
Los ensayos de resistecia a la tensión directa (ASTM D
resistecia a la tensión directa (ASTM D
2936) son difíciles.
difíciles.
Generalmente se remplazan por métodos indirectos
Generalmente se remplazan por métodos indirectos
(Método Brasilero) (ASTM D 3967).
(Método Brasilero) (ASTM D 3967).
Relación longitud / diámetro: 2 < H/d < 2.5
Relación longitud / diámetro: 2 < H/d < 2.5
Compresión de los núcleos diametralmente.
Compresión de los núcleos diametralmente.
17. Ensayo Brasilero de resistencia a la tensión
tensión
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19. Ensayo de corte directo de rocas
(ASTM D 5607)
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Roctest
20. Durabilidad de materiales de roca
Ensayos utilizados :
Abrasión en la máquina de Los Angeles.
slake durability
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21. Ensayos de durabilidad Slake
Para evaluar lutitas y rocas débiles, las cuales
débiles,
pueden degradarse en el ambiente de servicio.
servicio.
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Los fragmentos de roca de peso conocido se
colocan en un tambor rotatorio (ASTM D 4644).
Los materiales se circulan a través de ciclos
través
húmedos y secos.
húmedos secos.
Se vuelven a pesar los fragmentos de roca para
determinar el Slake Durability Index (SDI).
.
25. τ = σ ’ TAN (φ + i)
(φ
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i = JRC log RESISTENCIA A LA COMPRESION
ESFUERZO NORMAL EFECTIVO
JRC = Coeficiente de rugosidad de la junta
26. RELLENO DE LAS FRACTURAS
RELLENO DE LAS FRACTURAS
FACTORES A TENER EN CUENTA:
CUENTA
MINEROLOGIA DEL RELLENO
GRADACION
HUMEDAD Y PERMEABILIDAD
MOVIMIENTOS ANTERIORES
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RUGOSIDAD DE LAS PAREDES
ANCHO
FRACTURACION DE LAS PAREDES
GRADO DE METEORIZACION
POTENCIAL DE EXPANSION
27. VALORES TIPICOS DE PARAMETROS DE RESISTENCIA PARA ROCAS
TIPO DE ROCA PESO COHESI ANGULO
UNITARIO ÓN DE
SECO (MPA) FRICCIÓN
KN/M3 (O)
ROCAS ÍGNEAS DURAS: 25-30 35-55 35-45
GRANITO BASALTO
ROCAS METAMÓRFICAS: 25-28 20-40 30-40
CUARCITA, NEISS,
PIZARRAS.
ROCAS SEDIMENTARIAS 23-28 10-30 35-45
DURAS: CALIZA,
DOLOMITA,ARENISCA.
ROCAS SEDIMENTARIAS 17-23 1-20 25-35
BLANDAS: ARENISCA,
LUTITAS, LIMOLITAS
