1. A shale of cretaceous age is composed of 60% illita illita 20% chorite, and 20% pyrite. The porosity values at different depths are as follows: n equals 33.5% at 600 ft; 25.4% at 2500 ft; 21.1% at 3500 ft, and 9.6% at 6100 ft. Estimate the vertical stress at 6000 ft depth in this shale (assuming acontinous acontinous thickness of shale from the surface to depth 6000 ft and saturation with wáter) 2. Three samples samples of rock were were subjected subjected to diametral diametral point load load tests. The pessure gage readings at rupture were 250, 700, and 1800 psi. If the ram area was 2.07 in. 2, and the diameter of the cores tested t ested was 54 mm, calculate an estimate for the unconfined compressive strength of each rock. ( Ignore a size correction.) 3. A sandstone sandstone core core composed composed of quartz and and feldspar grains with with calcite cement is 82 mm in diameter and 169 mm long. On saturation in wáter, its wet weight is 21.42N; after oven drying its weight is 20.31N. Calculate its wet unit weight, its dry unit weight, and its porosity. 4. Another core specimen from the same formation as the rock of problema problema 3, 3 displays large voids. Its wet unit weight is 128 lb/ft . Assuming its specific gravity is the same as for the rock in problem 3, estimate its porosity. 5. A granitic rock is composed of a mixture of of 30% quartz, quartz , 40% plagioclase, and 30% augite. Its porosity is 3.0% and its longitudinal wave velocity measured in the laboratory is 3200 m/s. Describe its of fissuring. 6. A sandstone with porosity of 15% is composed a mixture of 70% quartz grains and 30% pyrite grains. Determine its dry density in pounds per cubic foot and meganewtons meganewtons per cubic meter. 7. Determine the water content of the above rock when when it is saturated with water. 8. A rock is injected with with mercury by subjecting it to a high pressure. Derive a formula expressing its porosity in terms of the measured mercury content, the specific gravity of mercury, and the specific gravity of the component minerals. 9.
If a rock has a permeability of 1 millidarcy, how much water will will flow through it per unit of time and area under a gradient of unity? (The water temperatura is 20°C)
10. What will be the vertical stress in the ground at a depth of 5000 ft in the pennsylvanian age shale whose porosity is given in table 2.1 and whose density is given in Table 2.3 (Olahoma shale). (Integrate the varying density depth relation.) Express yoour answer in psi and MPa. 11. A rock mass has fields conductivity of 10 -5cm/s. Assuming the rock itself is impervious and three ortogonal sets of smooth fractures recur with spacing 1m,calculate the aperture (e) of the f ractures. 12. Derive a formula expressing the conductivity k (cm/s) of a rock mass with ortogonal fractures characterized by identical spacing S and apertura e if the factures are filled with soil having permeability kf (cm/s).
13. A moist rock mass is characterized by thefollwing parameters: joint water pressure is nil; the point load index = 0.5m, and RQD = 55% prepare a table of mass rating versus joint condition using the terminology of Table 2.16 for the former and Table 2.13 for the latter. 14. An orthogonally jointed rock mass has a field permeability of 55.0 darcies. The mean joint spacing is 0.50m. Calculate the corresponding average aperture of the fractures. 15. A frequently used estimator of rock mass hydraulic conductivity is the water loss coifficient (C) determined with “pump-in” tests. A section of an exploratory borehole is isolated by packers, andthe pressure is brought to an elevated lavel (∆) above the initial water pressure in the middle of the test section, while the flow rate (q) into the hole is monitored. For steady state flow, a rate of water loss of 1 “lugeon” corresponds to q = 1L/min per meter length of the test section at a pressure difference (∆) of 10 atmospheres (≈1 MPa) applied at the test section. How many lugeons of water loss corresponds to a flow of 4.0gal/min in a 10-foot-long test section under a differential pressure (∆) of 55psi? 16. A rock mass has initial unit weight equal to ɣ and, after loosening, it assumes unit weight ɣ1. A coefficient of loosening (n) was defined by Müller (1978) as =
ɣ − ɣ1
ɣ1 (a) A jointed sedimentary rock mass assumes a value of n =0.35 after loosening and 0.08 after recompaction. Calculate the corresponding val ues of ɣ1. (ɣ = 27KN/m3) (b) Crystalline igneous rock like granite, gneiss, and diabase have a range of values of n= 0.35 to 0.50 after loosening and 0.08 to 0.25 after recompaction. Compute the corresponding values of the unit weight (ɣ1)
1. Una lutita de edad cretácea está compuesta por 60% de illita, 20% de clorita y 20% de pirita. Los valores de porosidad a diferentes profundidades son los siguientes: n es igual a 33.5% a 600 pies; 25.4% a 2500 pies; 21.1% a 3500 pies, y 9.6% a 6100 pies. Estime la tensión vertical a 6000 pies de profundidad en esta lutita (suponiendo un espesor continuo de lutitas desde la superficie hasta una profundidad de 6000 pies y saturación con agua) 2. Tres muestras de rock fueron sometidos a pruebas de carga puntual diametral. Las lecturas del calibre de la bomba en la ruptura fueron de 250, 700 y 1800 psi. Si el área del ariete era de 2.07 in.2, y el diámetro de los núcleos probados era de 54 mm, calcule una estimación de la resistencia a la compresión no confinada de cada roca. (Ignore una corrección de tamaño)
3. Un núcleo de arenisca compuesto de granos de cuarzo y feldespato con cemento de calcita tiene 82 mm de diámetro y 169 mm de largo. En saturación en agua, su peso húmedo es 21.42N; después del secado en horno, su peso
es de 20.31N. Calcule su peso unitario húmedo, su peso unitario seco y su porosidad
4. Otro espécimen central de la misma formación que la roca del problema 3, muestra grandes vacíos. Su peso unitario húmedo es de 128 lb / ft3. Suponiendo que su gravedad específica es la misma que para la roca en el problema 3, estime su porosidad.
5. Una roca granítica se compone de una mezcla de 30% de cuarzo, 40% de plagioclasa y 30% de augita. Su porosidad es 3.0% y su velocidad de onda longitudinal medida en el laboratorio es 3200 m / s. Describe su fisuración. 6. Una arenisca con una porosidad del 15% se compone de una mezcla de 70% de granos de cuarzo y 30% de granos de pirita. Determine su densidad seca en libras por pie cúbico y meganewtons por metro cúbico.
7. Determine el contenido de agua de la roca de arriba cuando está saturada de agua. 8. Una roca se inyecta con mercurio sometiéndolo a una alta presión. Derive una fórmula que exprese su porosidad en términos del contenido de mercurio medido, la gravedad específica del mercurio y la gravedad específica de los minerales componentes. 9. Si una roca tiene una permeabilidad de 1 millidarcy, ¿cuánta agua fluirá a través de ella por unidad de tiempo y área bajo un gradiente de unidad? (La temperatura del agua es de 20 ° C) 10. ¿Cuál será la tensión vertical en el suelo a una profundidad de 5000 pies en la pizarra de edad Pennsylvania cuya porosidad se da en la tabla 2.1 y cuya densidad se da en la Tabla 2.3 (pizarra Olahoma). (Integre la relación de profundidad de densidad variable.) Exprese su respuesta en psi y MPa 11. Una masa rocosa tiene campos de conductividad de 10-5 cm / s. Suponiendo que la roca en sí es impermeable y que se repiten tres series ortogonales de fracturas lisas con espaciado de 1 m, calcule la abertura (e) de las fracturas. 12. Derive una fórmula que exprese la conductividad k (cm / s) de una masa rocosa con fracturas ortogonales caracterizadas por espaciamiento idéntico S y apertura e si las grietas se rellenan con suelo con permeabilidad kf (cm / s). 13. Una masa rocosa húmeda se caracteriza por los siguientes parámetros: la presión del agua de la junta es nula; el índice de carga puntual = 0.5m, y RQD = 55% prepara una tabla de clasificación masiva versus condición conjunta usando la terminología de la Tabla 2.16 para la primera y la Tabla 2.13 para la última. 14. Una masa de roca articulada ortogonalmente tiene una permeabilidad de campo de 55.0 darcies. El espaciamiento promedio de las juntas es 0.50m. Calcule la apertura promedio correspondiente de las fracturas.
15. Un estimador de la conductividad hidráulica de la masa rocosa de uso frecuente es el coeficiente de pérdida de agua (C) determinado con pruebas de "bombeo". Los empacadores aislan una sección de un pozo exploratorio y la presión alcanza un nivel elevado (Δp) por encima de la presión de agua inicial en el centro de la sección de prueba, mientras que se monitorea el caudal (q) en el agujero. Para flujo estacionario, una tasa de pérdida de agua de 1 "lugeon" corresponde a q = 1L / min por metro de longitud de la sección de prueba con una diferencia de presión (Δp) de 10 atmósferas (≈1 MPa) aplicada en la sección de prueba . ¿Cuántas lugeons de pérdida de agua corresponden a un flujo de 4.0gal / min en una sección de prueba de 10 pies de largo bajo una presión diferencial (Δp) de 55psi? 17.Una masa rocosa tiene un peso unitario inicial igual a ɣ y, después de aflojarse, asume un peso unitario ɣ1. Un coeficiente de aflojamiento (n) fue definido por Müller (1978) como ɣ − ɣ1 = ɣ1 (a) Una masa de roca sedimentaria articulada asume un valor de n = 0,35 después del aflojamiento y 0,08 después de la recompactación. Calcule los valores correspondientes de ɣ1. (ɣ = 27KN / m3) (b)La roca ígnea cristalina como el granito, el gneis y la diabasa tienen un rango de valores de n = 0,35 a 0,50 después del aflojamiento y de 0,08 a 0,25 después de la recompactación. Calcule los valores correspondientes de la unidad de peso (ɣ1)
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