ENSAYOS EN ROCAS. Elaborado por : JAIME SUAREZ DIAZ BUCARAMANGA - COLOMBIA

Transcripción

1 ENSAYOS EN ROCAS Elaborado por : BUCARAMANGA - COLOMBIA

2 Por qué ensayar las rocas? 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 para su identificación y clasificación. Características de resistencia y stiffness c Potencial de degradación ; Durabilida

4 Núcleos o muestras de roca

5 Ensayos índice de roca intacta Peso unitario, γ R = Pesot/Volumen Velocidades de ultrasonido Resistencia Indice de carga puntual Martillo suizo (Martillo de Schmidt ) Resistencia a la compresión uniaxial

6 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. Evaluacion de stiffness elástica para pequeñas deformaciones unitarias (deformaciones unitarias < 10-6 mm/mm) Pueden utilizarse para evaluar anisotropía.

7 Ensayos de ultrasonido V p V s

8 Ensayo de Compresión Uniaxial GCTS ARA Page 8-4

9 Ensayo de compresión uniaxial

10 Resistencia a la compresión uniaxial Propiedad índice estandar (q u = σ u = σ c ) Similar a los ensayos de compresión de muestras de concreto y al ensayo de compresión inconfinada de suelos. ASTM 4543 Núcleos tamaño NQ (d = 47.6 mm) Relación longitud-ancho ancho: : 2 < H/d < 2.5 Carga axial sobre núcleo cilíndrico σ u = Fuerza Max./(πd 2 /4)

11 Martillo Suizo (Martillo de Schmidt)

12 Indice de carga puntual Evaluación rápida de la resistencia uniaxial (En campo o en laboratorio) ASTM D 5731 Fácil preparación de muestras (núcleos, pedazos de roca) Mide la fuerza (P) para romper la muestra de roca intacta Indice de carga puntual : I s = P/d 2 e donde d e = diámetro equivalente del núcleo.

13 Indice de carga puntual GCTS Roctest

14 Compresión triaxial (ASTM D 2664) Marco computarizado Celda triaxial para rocas

15 Parámetros de deformación de la roca intacta Modulo elástico para compresión Uniaxial y/o Triaxial

16 Resistencia a la tensión (T 0 ) de rocas Los ensayos de resistecia a la tensión directa (ASTM D 2936) son difíciles. Generalmente se remplazan por métodos indirectos (Método Brasilero) ) (ASTM D 3967). Relación longitud / diámetro: : 2 < H/d < 2.5 Compresión de los núcleos diametralmente.

17 Ensayo Brasilero de resistencia a la tensión

18 Ensayo de resistencia directa a la tensión (ASTM D 5607)

19 Ensayo de corte directo de rocas (ASTM D 5607) Roctest

20 Durabilidad de materiales de roca Ensayos utilizados : Abrasión en la máquina de Los Angeles. slake durability

21 Ensayos de durabilidad Slake Para evaluar lutitas y rocas débiles, las cuales pueden degradarse en el ambiente de servicio.. Los fragmentos de roca de peso conocido se colocan en un tambor rotatorio (ASTM D 4644). Los materiales se circulan a través de ciclos húmedos y secos. Se vuelven a pesar los fragmentos de roca para determinar el Slake Durability Index (SDI).

22 Slake Durability Test

23 RESISTENCIA AL CORTANTE RESISTENCIA AL CORTANTE

24 RESISTENCIA EN LAS DISCONTINUIDADES DE UNA ROCA RUGOSIDAD DE BARTON

25 τ = σ TAN (φ( + i) i = JRC log RESISTENCIA A LA COMPRESION ESFUERZO NORMAL EFECTIVO JRC = Coeficiente de rugosidad de la junta

26 RELLENO DE LAS FRACTURAS FACTORES A TENER EN CUENTA: MINEROLOGIA DEL RELLENO GRADACION HUMEDAD Y PERMEABILIDAD MOVIMIENTOS ANTERIORES 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 ROCAS ÍGNEAS DURAS: GRANITO BASALTO PESO UNITARIO SECO KN/M COHESI ÓN (MPA) ANGULO DE FRICCIÓN ( O ) ROCAS METAMÓRFICAS: CUARCITA, NEISS, PIZARRAS. ROCAS SEDIMENTARIAS DURAS: CALIZA, DOLOMITA,ARENISCA. ROCAS SEDIMENTARIAS BLANDAS: ARENISCA, LUTITAS, LIMOLITAS