Guia de Laboratorios de Mecanica de Rocas

GUIA DE LABORATORIOS DE MECANICA DE ROCAS CONTENIDO Introducción al laboratorio de Mecánica de RocasLaboratorio N°1Descripción petrográfica de las rocasLaboratorio N°2Determinación de las propiedades físicas de las rocas: umedad!porosidad! densidad seca " absorciónLaboratorio N°#$nsa"o de compresión simple$nsa"o de tracción indi in dire rect ctaL aLa aboratorioN°%Log %Logue ueo o geome geo mecá cáni nico coL LaboratorioN°&'la &' lasi sififica caci ción ón del del maci maci(o (o roco rocoso so " m)to m)todo dos s de sos so steni en imien mi enttoLaboratorioN°*'arg 'a rga a pun p unttual ua lLaboratorioN°+$ns $n sa"o a" o de d e co c ompre mp res sión tria ri a,ial ,i alL Laboratorio N°-$nsa"o de corte directoLaboratorio N°.$nsa"o para la determinación de las constantes elásticas /módulo de0oung " relación de oissonLaboratorio N°13Mecánica de suelos

INTRODUCCION AL LABORATORIO DE MECANICA DE ROCAS

La disciplina Mecánica de Rocas estudia las propiedades " comportamientomecánico de la roca! con el fin de dise4ar " construir con criterios de ingenieríaobras temporales /generalmente mineras u obras permanentes /generalmenteci5iles! empleando empleando la roca como material estructural6La ma"oría de las e,ca5aciones mineras son de carácter temporal! tal como es elcaso de ta7eos8 mientras se mantenga un acceso seguro durante el tiemponecesario para e,traer el mineral circundante " el comportamiento posterior de lae,ca5ación no sea un obstáculo para las demás operaciones8 estas de7an de serimportantes luego de un tiempo corto69in embargo! podemos citar e,ca5aciones subterráneas mineras de carácterpermanente8 ue además de sus grandes dimensiones! son el centro de traba7o depersonal " euipo costoso! debiendo permanecer operati5as durante la 5ida ;til dela mina! tal es el caso de piues! galerías "material de construcción? /masa rocosase caracteri(a por ser discontinuo! anisotrópico " no estandari(ado /a diferenciadel concreto! fierro de construcción "
ENSAYO OBJETIVO PREPARACION COMENTARIO 'ompresión simple Determinar elesfuer(o decompresión sinconfinamiento deun testigo cilíndricode roca6Las bases de lostestigos cilíndricostienen ue serparalelas6$s el ensa"o deresistencia máscom;n enMecánica de Rocaspero Rocaspero es laborioso laborioso "costoso6 "costoso6Ar Aracción acción Indirect Indirecta a Determinar nar laresisten laresistencia cia a latra lat racc cció ión n de unaroca un aroca a tra5)s de unensa"o decompresión en undisco de roca6Los testigoscilíndricos de rocase cortan endiscos6Resulta unaalt unaalter erna natti5a i5 a alensa" al ensa"o o de traccióndirecta6' óndirecta6'arga arga puntua puntuall Bsado para para estimarla estimarla resistenci resistencia a lacompresiónunia,ial de la roca6oca preparación6 Cien e7ecutadopuede reempla(aral reempla(aral ensa"o decompresión simple6'orte Directo Determinar elángulo de fricciónresidual de lasdiscontinuidadesen roca6$l testigo debe serembutido en unmor unmorttero er o "ensa"ado con ladiscontinuidadparalela ladiscontinuidadparalela a laaplicación de lacarga lacarga cortante6$nsa"o cortante6$nsa"o simple ueda 5aloresra(onables delángulo de fricciónresidual6'ompresión tria,ial Determinar elesfuer(o decompre decompresión sión de untestigo untestigo cilíndricoso cilíndricosometid metido o a unapresió unapresión n deconfinamiento6r namiento6repar eparaciónes aciónespe peci cial al de las la sbases bases de lostestigos cilíndricos" el monta7e deltestigo en la celdaes mu" importante6$n con7unto con elensa"o de tracciónindirecta " el decompresión simplepermite determinarla en5ol5ente deMor6Determinación delas propiedadeselásticasDeterminar elMódulo de 0oung "la Relación deoisson partiendode un ensa"o decompresión simple6Las bases de lostestigos cilíndricosparalelas " lainstalación de losstrain gages esmu" import important ante69e e69e util ut ili( i(a a en eldis el dise4 e4o o dee,ca dee,ca5ac 5acion ionesb esbasa asado do enm enmod odel elos osnum num)ri )ricos cos66

LABORATORIO N°1DESCRIPCION PETROGRAFICA DE LAS ROCASObjetivo ara la Mecánica de Rocas la descripción petrográfica de una muestra tiene porob7eto estimar las características mecánicas de la roca /apro,imar los 5alores deresistencia6

Teor! 'onsta de dos partes:Descripción macroscópica'onsiste en acer una descripción de las propiedades de la roca ue pueden serimportantes para estimar el comportamiento mecánico de la roca " ue sondeterminadas por medio de una una inspección 5isual directa directa o con la a"uda de unlente de poco aumento6$sto inclu"e: inclu"e:@@ col co lor@ or @ tenacidad@ te,tura@ grado de alteración o intemperismo@ tama4o de grano@ análisis cuantitati5o " cualitati5o del

LABORATORIO N°1DESCRIPCION PETROGRAFICA DE LAS ROCASObjetivo ara la Mecánica de Rocas la descripción petrográfica de una muestra tiene porob7eto estimar las características mecánicas de la roca /apro,imar los 5alores deresistencia6

Teor! 'onsta de dos partes:Descripción macroscópica'onsiste en acer una descripción de las propiedades de la roca ue pueden serimportantes para estimar el comportamiento mecánico de la roca " ue sondeterminadas por medio de una una inspección 5isual directa directa o con la a"uda de unlente de poco aumento6$sto inclu"e: inclu"e:@@ col co lor@ or @ tenacidad@ te,tura@ grado de alteración o intemperismo@ tama4o de grano@ análisis cuantitati5o " cualitati5o del

fracturamiento! sistemas " redes defracturas@ material de relleno de las fracturas@ porosidad@ reacciones uímicas ue permitan la determinación de algunos de losminerales! por e7emplo: reacción del ácido clorídrico con carbonato de calcio6Descripción microscópicaLa descripción microscópica inclu"e la determinación de todos los parámetros ueno se pueden determinar en el estudio macroscópico de la muestra de roca! comoson: contenido de mineral! tama4o de grano " te,tura te,tura de la roca6$l m)todo empleado en el estudio microscópico de materiales transl;cidos es eluso de secciones delgadas " lu( refractaria8 los materiales opacos pueden sercortados " pulidos " luego usar t)cnicas de lu( refle7ada6ara asegurar una correcta clasificación el primer paso es a5eriguar lacomposición mineralógica " la te,tura de la roca6 In5estigaciones más completasincluirán el arreglo o fábrica de minerales " análisis mineralógico en caso de rocasfuertemente anisotrópicas! la determinación del grado de alteración ointemperismo! tama4o " forma del grano! microfracturamiento " porosidad6

Pr"#ti#! 9e entregará a los alumnos una muestra de roca para obser5ar! determinar determinar "registrar! la tenacidad! te,tura! grado de alteración! tama4o de grano! e,istencia de discontinuidades! material de relleno! reacción uímica! minerales e,istentes "posible nombre de roca6

I$%or&e @ rocedencia de la muestra@ Aipo de roca@ Descripción macroscópica de la roca

 LABORATORIO N°'DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES FISICAS DE LAS ROCAS()*&e+!+, -oro.i+!+, +e$.i+!+ .e#! / !b.or#i0$Objetivo Determinar las propiedades físicas de las rocas utili(ando el rincipio de=ruímedes para la determinación del 5olumen6

U.o Durante todos los ensa"os ue se reali(an en laboratorio es importante determinarel 5alor de umedad de la roca para luego anotarla en el informe "a ue losresultados pueden 5ariar seg;n el contenido de agua6La presencia de poros en la estructura de un material de roca ace ue decre(casu resistencia " se incremente su deformabilidad6 Bna peue4a fracción de5olumen de poros puede producir un efecto apreciable en las propiedadesmecánicas propiedadesmecánicas de las rocas6$n algunos casos el 5alor de porosidad es suficiente pero para una descripcióncompleta se reuerirá además del 5alor de densidad6 Bn 5alor ba7o en la densidadseca de la roca generalmente concuerda con un 5alor de porosidad alto6$l 5alor de densidad es utili(ado para obtener el peso /AM9 a partir delconocimiento del 5olumen /m #  en el cálculo de reser5as de mineral " como datoa introducir en los modelos num)ricos6$l 5alor de absorción nos da una idea de cuanta agua puede introducirse en unaroca " por lo tanto cuanto puede aumentar la presión de poros! lo cual ace uedecre(can los 5alores de resistencia " esfuer(o en las rocas6

Teor! Aoda roca tiene en su estructura interior una cierta cantidad de espacios libres! loscuales normalmente están rellenos con líuidos "
Fi2*r! 1DIAGRAMA DE TRES FASES PARA ROCAS  F  =HB= M F  s

RJ'= M 9

SATURADO  a  =IR$ M a  F  =HB= M F  s RJ'= M 9

TRES FASES

 5  =IR$ M a  s RJ'= M s

SECO

orosidad K E 5 /GRelación de 5acíos e E  5  s Densidad >bul? /másica  E M E /M s M 5  /g
E3*i-o

@ Bn orno capa( de mantener una temperatura de 13&°' con una 5ariación de#°'porunperiodode2%oras6@ Bna balan(a con capacidad adecuada /1&33 gr6! capa( de determinar el pesocon una apro,imación de 3631 gr6@ Bna canastilla de alambre suspendida desde la balan(a por un alambredelgado de manera ue solo el alambre intercepte a la superficie de agua delba4o de inmersión6 @ Bn ba4o de inmersión de manera ue la canastilla uede sumergida en agua "pueda estar libremente suspendida desde la balan(a para lograr determinar elpeso saturado sumergido@ Recipientes de material no corrosible6@ Bn recipiente con agua para saturar las muestras6

Pro#e+i&ie$to @ La muestra debe ser representati5a " estar conformada como mínimo de #peda(os de roca de geometría irregular o regular! cada uno debe pesar por lomenos &3 gr6 o tener una dimensión de por lo menos 13 5eces el tama4omá,imo del grano! escogiendo el ue sea el ma"or6@ 9e limpia para eliminar el pol5o ue se encuentre aderido a ella " luego sepesa determinando

M 6@ 9e sumerge en el recipiente con agua por un periodo de por lo menos una oraagitándola periódicamente de manera ue se remue5a el aire atrapado en laroca6@ La muestra se coloca en la canasta de inmersión " se determina la masa

M .*b4 9e retira del ba4o de inmersión " se seca superficialmente con un pa4o;medo! teniendo cuidado de retirar solo el agua superficial " no se pierdanfragmentos de roca6 9e pesa obteniendo

M .!t4

@ La muestra es colocada dentro de un recipiente limpio " seco e introducido enel orno a una temperatura de 13&°'6 9e seca por un día " luego se pesa lamuestra obteniendo

M .4 @ Repetir todo el procedimiento para cada peda(o de la muestra6

C"5#*5o. 9e calcula los siguientes 5alores para cada muestra: E M sat @ M sub /5olumen total  w  5 EM sat O M s /5olumen de 5acios  w  EM@M s , 133G /contenido de agua M s K E 5 , 133G /porosidad  

d EM s /densidad seca   =bsorción E M sat O M s , 133G M s 'on los 5alores encontrados calculamos el 5alor promedio para la umedad!porosidad! densidad seca! " absorción6

I$%or&e

$l informe debe incluir:@ Bna tabla indicando nombre " n;mero de muestra " los 5alores de: M! M sat! M sub! M s! !  5 ! K !  !  d " absorción de cada testigo6@ Pallar los 5alores promedios de umedad! porosidad! densidad seca "absorción de la muestra6@ resentar una tabla resumen indicando el nombre de la muestra " los 5alorespromedios de umedad! densidad seca! porosidad " absorción6@ $specificar el m)todo con el cual se a obtenido el 5olumen de la muestra6@ Las precauciones tomadas para conser5ar el contenido natural de umedaddurante el almacena7e deben ser especificadas6@ Los 5alores de densidad seca deben ser anotados con una apro,imación de13 g
Re%ere$#i!.  =9AM D221*@.-I9RM 9uggested Metods for Determining Qater 'ontent! orosit"! Densit"!=bsorption and Related roperties6

 LABORATORIO N°6ENSAYO DE COMPRESI7N SIMPLEObjetivo $specificar el euipo! instrumentación " procedimientos empleados paradeterminar la resistencia má,ima a la compresión sin confinamiento lateral en untestigo cilíndrico de roca6

U.o $l 5alor de resistencia a la compresión es utili(ado para la clasificación del maci(orocoso ! como dato en formulas de dise4o " como una propiedad índice paraseleccionar la t)cnica de e,ca5ación apropiada6

Teor! $l esfuer(o má,imo de compresión es definido como el esfuer(o necesario paraproducir la fractura del testigo cilíndrico6 9e considera ue la fractura ocurrecuando se produce una caída repentina en la aplicación de la carga! no siendocapa( el testigo de soportar incrementos de carga posteriores6ara poder relacionar los ensa"os es necesario uniformi(ar los resultadosempleando testigos con una relación longitud
E3*i-o @ Máuina de ensa"os6 Bna prensa capa( de medir la carga aplicada sobre eltestigo! con una capacidad de carga de 133 toneladas " ue cumple con losreuerimientos de la Norma =9AM $% " Critis 9tandard 1*136@ Cloues

de asiento6 La máuina de ensa"os está euipada con dos blouesde asiento en forma de disco! de acero con dure(a RocFell PR' &-6 Bno delos bloues! el inferior! tiene una base esf)rica " el otro! el superior! una baserígida6 $l centro del asiento esf)rico debe coincidir con el centro del testigo ueserá colocado sobre el6 $l asiento esf)rico debe estar siempre lubricado conaceite mineral o grasa de manera ue gire libremente sobre su base6

Pre-!r!#i0$ +e te.ti2o. (ASTM D 8986 @ Los testigos deben ser cilindros rectos circulares con una relación longitud@diámetro /L
Pro#e+i&ie$to

@ =segurar ue el asiento esf)rico pueda girar libremente sobre su base6@ Limpiar las caras de los bloues superior e inferior " del testigo6@ 'olocar el testigo sobre el asiento inferior6 La carga " asiento superior seacercan acia el testigo gradualmente asta ue se obtienen un asentamientouniforme de la carga sobre el testigo6@ Mucos tipos de roca fallan por compresión de manera 5iolenta6 Bna mallaprotectora se coloca alrededor del testigo para pre5enir posibles da4os al 5olarlos fragmentos de roca6@ La carga debe ser aplicada en forma continua con una ra(ón constante demanera ue la falla ocurra entre & " 13 minutos despu)s de iniciada la carga6@ Registrar la carga má,ima aplicada sobre el testigo6

C"5#*5o. $l esfuer(o de compresión se obtiene di5idiendo la má,ima carga aplicada sobreel testigo durante el ensa"o entre el área de la sección circular del testigoe,presado en gf
 I$%or&e $l informe debe incluir lo siguiente:@ Nombre del pro"ecto! tipo de roca " lugar de procedencia de la muestra6@ Seca de recepción de la muestra6@ Seca de e7ecución del ensa"o6@ N;mero de testigos ensa"ados por muestra6@ 'ondición de la umedad de la muestra al momento del ensa"o@ N;mero! longitud! diámetro! área! carga má,ima! resistencia a la compresión "resistencia corregida si es necesario de cada testigo6@ alor promedio de resistencia a la compresión de la muestra6@ Dibu7o esuemático del tipo de falla de los testigos6

Re%ere$#i!.  =9AM D2.#-I9RM 9uggested Metod for Determination of te Bnia,ial 'ompressi5e9trengt of Roc Materials

 LABORATORIO N°6ENSAYO DE TRACCION INDIRECTA (Br!.i5e:oObjetivo $ste ensa"o tiene por finalidad determinar el esfuer(o de tracción de una roca atra5)s de la aplicación de una carga lineal de compresión sobre un diámetro deldisco de roca a ensa"ar6$l esfuer(o de tracción debería ser obtenido de un ensa"o de tracción unia,ialdirecta! pero este ensa"o es difícil " caro de ser reali(ado repetidamente6

U.o $l 5alor de esfuer(o a la tracción se utili(a para graficar el circulo de Mor  T c ! T

t en la en5ol5ente de esfuer(os6

Teor!

$n este ensa"o! el disco de roca es sometido a una carga lineal de compresiónactuando sobre un diámetro6 $l resultado de este esfuer(o de compresión es unatensión ori(ontal " un esfuer(o de compresión 5ertical 5ariable6'erca de los bordes de contacto! los esfuer(os compresi5os toman 5aloresmá,imos! lo ue puede causar un fracturamiento local6 $sta anomalía se reduceempleando testigos con relación espesor
E3*i-o @ Máuina de ensa"os6 Bna prensa ue puede aplicar " medir la carga diametralsobre el testigo! con una capacidad de carga de 133 toneladas " ue cumplacon los reuerimientos de la Norma =9AM $% " Critis 9tandard 1*136@ =po"os suplementarios6 $ntre el testigo " los bloues de apo"o se colocanunos apo"os adicionales ue permiten reducir la alta concentración deesfuer(os6 $stos apo"os pueden ser peda(os de cartón grueso /3631D deespesor6

Pre-!r!#i0$ +e te.ti2o. @ Los testigos deben ser discos circulares con una relación espesor
Pro#e+i&ie$to @ La orientación 5ertical del testigo esta determinada por el diámetro tra(ado encada testigo! de manera ue esta línea debe ser usada para centrar al testigoen la máuina de ensa"os " asegurar una orientación apropiada6@ $l testigo debe ser instalado en la máuina de ensa"os asegurando ue lacarga sea aplicada sobre el diámetro tra(ado " ue los apo"os adicionalescoincidan tambi)n con la superficie de apo"o6@ =plicar la carga normal con 5elocidad constante de manera ue la falla seprodu(ca entre 1 " 13 minutos luego de iniciar el ensa"o dependiendo del tipode roca6@ Registra el 5alor má,imo de la carga aplicada sobre el testigo6

C"5#*5o. $l esfuer(o de tracción indirecta del testigo se alla calculando como sigue: T t E 2 U LD T t E esfuer(o de tracción indirecta! Ma o g
I$%or&e $l informe debe incluir lo siguiente:@ Nombre del pro"ecto! tipo de roca " lugar de procedencia de la muestra6@ Seca de recepción de la muestra6@ Seca de e7ecución del ensa"o6@ N;mero de testigos ensa"ados por muestra6@ 'ondición de la umedad de la muestra al momento del ensa"o@ N;mero! longitud! espesor! carga má,ima! esfuer(o a la tracción de cadatestigo6@ alor promedio del esfuer(o a la tracción de la muestra6@ $suema del tipo de falla de los testigos@ Jbser5aciones

Re%ere$#i!.  =9AM D #.*+I9RM 9uggested Metod for Determining Indirect Aensile 9trengt b" te Cra(ilAest

LABORATORIO N°8LOGUEO GEOT;CNICOObjetivo

$l logueo geot)cnico tiene por finalidad estimar la calidad de la roca " laresistencia del maci(o a partir de perforaciones diamantinas /cores6

Teor! Las propiedades geot)cnicas obser5adas están en relación con el esfuer(o delmaterial! intensidad de las fracturas " condiciones generales del material intacto "de las discontinuidades6$l logueo se reali(a para tramos mas o menos constantes en estructura " litología!al aber un cambio brusco! se debe anotar " reali(ar las anotaciones necesarias6$s importante acer notar ue los me7ores datos pueden ser recolectados en elmismo lugar de perforación antes ue el core sea cortado o se pierda informaciónpor un e,ceso de manipulación! de ra7aduras o por la p)rdida de agua69e utili(a un formato ue luego será lle5ado a un plano en donde se puededelinear las diferentes (onas geot)cnicas de acuerdo al logueo eco para todoslos taladros6Los parámetros ue debemos anotar son los siguientes:16

I$%or&!#i0$ b".i#! +e5 +ri55
Lito5o2!= 9e anota el nombre de la roca madre! usando código de tres letras69i )sta cambia dentro de la corrida de un taladro! el contacto debe de acersenotar en el formato ue estamos llenando6#6

Re#*-er!#i0$ +e t!5!+ro.= La recuperación es e,presada como unporcenta7e de la longitud total perforada 5s6 la longitud recuperada6 Larecuperación nos da un indicio de la calidad " competencia de la roca6 Bnaba7a recuperación nos indicaría mu" poca competencia! así como tambi)npodría ser un indicio de falla6 %6

R>D = $l RWD es definido como el porcenta7e de taladro en cada corrida en elcual el espaciamiento entre fracturas naturales es ma"or a 13 cm6 $simportante diferenciar las roturas ocasionadas por la perforación! "a ue )stasdeben ser ignoradas en el cálculo6 9i el esfuer(o no confinado de la roca esestimado en menor a 1 M! entonces "a no se calcula el RWD! se coloca el5alor de 3 /roca con dure(a menor a R1

C!5i+!+ +e ro#! b!.!+! e$ e5 R>D orcenta7e RWD 'alidad de roca3 O2& Mu" pobre2& O &3 obre&3 O +& Media+& O .3 Cuena.3@ 133 $,celente&6

Fre#*e$#i! +e j*$t!.= $l n;mero de 7untas o fracturas en cada corrida! esanotado! con ello calcularemos la frecuencia de 7untas6 $n rocas sedimentariasel n;mero de 7untas de estratificación tambi)n se anotará separadamente6*6

Co$+i#i0$ +e j*$t!.= ara establecer )ste parámetro! de la tabla de laclasificación de CienaFs" /1.+* se considera un 5alor! dependiendo de lascondiciones ue obser5emos6 La condición puede 5ariar entre 5alores del 3@2&" se calcula para cada corrida6+6

Gr!+o +e rot*r!= $l grado de rotura es una estimación 5isual " algo sub7eti5ade la calidad de la roca en donde se obser5an las fracturas o rompimiento6 Laclasificación adecuada se da mediante tabla o la ilustración fotográfica6-6

Gr!+o +e i$te&-eri.&o= Las alteraciones presentes en la roca puedenocasionar una reducción significati5a en la competencia de la roca6 'on )sta5aluación se da una apreciación cualitati5a de los efectos de los procesosnaturales sobre la roca6 9e utili(a la siguiente clasificación: V

 = : 9uelo residual! roca madre destruida6 V C : 'ompletamente alterada < intemperi(ada! suelo pro5eniente de la rocamadre! a;n uedan residuos de estructuras! pero la roca está destruida "terrosa6 V ' : =ltamente alterada! la roca está decolorada " el esfuer(o se a reducidonotablemente por el intemperismo6 V D : Moderadamente alterada! La roca está decolorada pero el esfuer(o sóloestá ligeramente alterado! discontinuidades intemperi(adas6 V $ : Ligeramente alterada < intemperi(ada: $l esfuer(o de la roca no cambia!sólo se presenta intemperismo sobre las 7untas6 V S : Sresca e inalterada! la alteración puede ocasionar un aumento en lacompetencia de la roca /silicificación

9e podrá utili(ar el <@ para especificar en ma"or detalle el grado deintemperismo obser5ado /'! '@! etc6.6

D*re?! = La clasificación de dure(a está basada en e,ámenes mecánicossimples ue pueden ser fácilmente e7ecutados6  =uí utili(amos los dedos!na5a7a de bolsillo! picota de geólogo " una máuina portátil para e7ecutar elensa"o de carga puntual! de acuerdo a la tabla ane,ada al final /field ardnessclassification se identifica el grado de dure(a mediante códigos alfanum)ricosallí especificados6136

Foto2r!%! = 9e toma una foto del core para guardarla en el arci5oespecialmente preparado para ello " ue forma parte de la documentación dellogueo "a ue en mucos casos el core se descarta luego de aber eco ellogueo geológico " geot)cnico6

M!teri!5e. V Aestigo de perforación diamantina6 V rotactor6 V Sle,ómetro6 V icota V  =lfiler  V Lupa

 I$%or&e @ Pacer una bre5e descripción acerca de los sistemas de clasificación de maci(orocoso! especialmente la clasificación de Laubscer6 @ resentar el cuadro ad7unto correctamente llenado con la nomenclaturacorrespondiente6 $l orden " limpie(a serán e5aluados6

Re%ere$#i!.@

I9RM 9uggested Metods for te uantitati5e description of discontinuities inroc masses6

 LABORATORIO N° ENSAYO DE COMPRESION TRIAIALObjetivo $ste ensa"o determina la resistencia a la compresión de un testigo cilíndrico deroca en estado no drenado ba7o una presión de confinamiento6Nos pro5ee de los 5alores necesarios para graficar la en5ol5ente de esfuer(os/Mor " a partir de )sta calcular el 5alor del ángulo de fricción interna " lacoesión aparente de la roca6

U.o 'omo sabemos la roca a profundidad se comporta en función de la presión deconfinamiento e,istente en el terreno6 $l ensa"o de compresión tria,ial escom;nmente usado para simular las condiciones ue e,isten en la masa rocosasubterránea6

Teor! $n un ensa"o de compresión tria,ial la carga a,ial " su esfuer(o principalcorrespondiente simulan el esfuer(o principal ma"or ue act;a en la corte(a / T

1

!mientras ue la tensión radial producida por la presión idráulica representa elesfuer(o principal menor  T

64 'uando se indica un 5alor de resistencia a la compresión tria,ial! abrá uemencionar necesariamente la presión de confinamiento /p ue se aplicó duranteel ensa"o6 ara encontrar una relación entre T

1 f/ T

6 ! donde T

6 es la presión deconfinamiento " T

1 la resistencia a la compresión tria,ial! abrá ue reali(ar 5ariosensa"os! en cada uno de los cuales se aplicarán diferentes presiones deconfinamiento6'ada par de 5alores T

1 " T

6 sir5en para construir dos tipos de gráficos6 $l primertipo representa el lugar geom)trico de la relación e,istente entre T

1 " T

6 /figura 16$l segundo tipo de gráfico nos permite construir los círculos de Mor en los e7es T @ X para luego tra(ar la en5ol5ente de Mor /figura 26

E3*i-o $l euipo consiste de tres partes: Bna celda tria,ial! un euipo de carga " uneuipo para generar presión de confinamiento6

Celda triaxial (figura 3)

:@ $l cuerpo de la celda debe tener dos cone,iones: uno para la entrada delaceite " otro para la salida del aire6@ Bna caueta impermeable " fle,ible de cauco ue debe tener el mismodiámetro ue el del testigo6 $l testigo uedará dentro de la caueta totalmenterodeado por el aceite sin ue )ste penetre en la roca6@ Dos platinas con asientos esf)ricos " dure(a RocFell &- PR' se colocan aambos lados del testigo6 $l diámetro de las platinas será de D " el espesor depor lo menos D<# donde D es el diámetro del testigo6

 Equipo para aplicar y medir la carga axial @ Bna prensa ue puede aplicar " medir la carga a,ial sobre el testigo! con unacapacidad de carga de 133 toneladas " ue cumpla con los reuerimientos dela Norma =9AM $% " Critis 9tandard 1*136@ $l bloue de asiento esf)rico de la máuina debe ser retirado6 Las caras decarga de la máuina deben estar paralelas entre sí6

Equipo para generar y medir la presión de confinamiento @ Bna bomba idráulica capa( de mantener constante la presión deconfinamiento / T

6  con no más del 2G de des5iación del 5alor deseado6@ Bn manómetro ue permite obser5ar " registrar ue la presión deconfinamiento se mantenga constante6

Pre-!r!#i0$ +e te.ti2o.

@ Los testigos deben ser cilíndricos circulares con una relación longitud@diámetro/L
Pro#e+i&ie$to @ La celda es ensamblada con el testigo instalado en la caueta " entre lasplatinas6 $l testigo! las platinas " los asientos esf)ricos deben estar alineadosentre sí6 Los asientos esf)ricos estarán ligeramente lubricados con grasa oaceite6@ La celda tria,ial se llena con aceite permitiendo ue el aire salga por lacone,ión de escape6 Nos aseguramos ue la caueta no tenga fisuras niuecos en de cada ensa"o! de manera ue el aceite no penetre en el testigo6@ La celda se instala en el euipo de aplicación de carga normal6 @ 9e establece la presión de confinamiento en el ni5el predeterminado " semantiene constante! entonces se aplica la carga normal6 $l má,imo 5alor decarga a,ial " su correspondiente presión de confinamiento se registran6@ 9e repite el procedimiento para otro 5alor de presión de confinamiento6

C"5#*5o. @ La resistencia a la compresión / T 1  se calcula di5idiendo el má,imo 5alor de lacarga aplicada al testigo " el área de la sección trans5ersal del testigo6 Las presiones de confinamiento con sus correspondientes 5alores má,imos deresistencia a la compresión se grafican8 el 5alor de presión de confinamiento enlas abscisas " el 5alor de resistencia a la compresión en las ordenadas/figura16 9e 7untan los puntos con una línea ue para consideraciones prácticas seráuna recta caracteri(ada por su pendiente >m? " su ordenada en el origen >b? 'on m " b obtenemos el ángulo de fricción Y " el 5alor de coesión aparente 'usando: Y E arc sin / m @1 m1' E b / 1 O sin Y 2 cos YBna forma más directa de allar  Y " ' es graficar la en5ol5ente de los círculos deMor: T 1 y  T

3 en las abscisas " la resistencia al corte en las ordenadas /figura 26Aambi)n será necesario el 5alor de tracción indirecta " compresión simple6 Luegose tra(a una recta tangente a los círculos6 $l ángulo ue forma esta recta con ele7e de las abscisas será el 5alor de Y " la intersección de la recta con el e7e de lasordenadas será el 5alor de '6

I$%or&e @ Nombre del pro"ecto! tipo de roca " lugar de procedencia de la muestra6@ Seca de recepción de la muestra6@ Seca de e7ecución del ensa"o6@ N;mero de testigos ensa"ados6@ 'ondición de la umedad de la muestra al momento del ensa"o@ N;mero! longitud! diámetro! área! carga má,ima! resistencia a la compresióntria,ial " presión de confinamiento6@ Hráfico T 5s6 X ó 'írculos de Mor6@ Los 5alores de ' " Y  7unto con el rango de presiones en el ue son 5álidos6@ Dibu7o esuemático del tipo de falla6

Re%ere$#i!.  =9AM D 2**%@-*I9RM 9uggested Metods for Determining te 9trengt of Roc Materials inAria,ial 'ompression6

 LABORATORIO N° ENSAYO DE CORTE DIRECTOObjetivo $l ensa"o de corte directo tiene como finalidad encontrar el 5alor del ángulo defricción residual /Y r   en testigos de roca ue an sido pre5iamente fracturados6$ste ensa"o se puede aplicar en rocas duras o blandas " en testigos de roca uecontengan planos de falla o discontinuidades naturales o artificiales /interfaseconcreto@roca6

U.o La determinación del esfuer(o cortante de un testigo de roca es importante en eldise4o de estructuras como: taludes de roca! cimentaciones de presas! t;neles!piues o cimeneas de minas subterráneas! almacenes subterráneos " otros6=unue se sabe ue la predicción e,acta del comportamiento del maci(o rocosoes imposible6

Teor! $s necesario distinguir dos conceptos: ángulo de fricción interna " ángulo defricción residual6 $l ángulo de fricción interna act;a mientras la roca no a falladomientras ue el ángulo de fricción residual act;a cuando se a producido la falla6$n mucas estructuras rocosas se puede obser5ar ue la roca se encuentrafracturada8 sin embargo! no se aprecia problemas de sostenimiento! debido a ueno se a producido mo5imiento relati5o entre las partes falladas " esto se debeprincipalmente a la fricción residual de la roca6La figura 1 nos muestra una roca ue contiene una discontinuidad6 $stadiscontinuidad esta toda5ía cementada! es decir abría ue aplicar una fuer(a detensión para ue las dos mitades de la muestra! una a cada lado de ladiscontinuidad! se separen6La discontinuidad es absolutamente planar! no tiene ondulaciones ni rugosidades" la sometemos a un esfuer(o normal / T ! aplicado perpendicularmente a susuperficie " a un esfuer(o cortante / X  suficiente para causar un despla(amiento/ Z 6 $ntonces obtendremos el gráfico esfuer(o cortante 5s6 despla(amientocortante para un esfuer(o normal constante! resultando una cur5a como la ue semuestra en la figura 26 ara peue4os despla(amientos! el testigo se comportaelásticamente " el esfuer(o cortante se incrementa linealmente con eldespla(amiento6 = medida ue las fuer(as ue resisten al mo5imiento 5ancediendo! la cur5a se 5uel5e no lineal " entonces el esfuer(o cortante alcan(a unpico ue es el 5alor má,imo6 Despu)s de esto el esfuer(o cortante reuerido paracausar despla(amiento cortante cae rápidamente " entonces el 5alor de esfuer(ocortante se mantiene constante6 = este 5alor constante llamamos esfuer(ocortante residual69i acemos un gráfico esfuer(os cortantes má,imos 5s6 esfuer(o normalesaplicados en cada ensa"o obtenemos el gráfico de la figura #6 $sta cur5a apro,imadamente lineal! tiene una pendiente igual al ángulo de fricción má,imo eintercepta al e7e de esfuer(os cortantes en ' ma,

! fuer(a de coesión del materialcementante6 $ste componente de coesión del esfuer(o cortante es independientedel esfuer(o normal pero el componente friccional aumenta con el incremento deesfuer(o normal como se muestra en la siguiente ecuación: X E' ma,  T tan Y ma, 9i graficamos el esfuer(o cortante residual contra el esfuer(o normal constantepara cada ensa"o obtenemos el gráfico de la figura % " la ecuación: X E T tan Y r  La ecuación nos indica ue el material cementante se a perdido /' r  E36

E3*i-o

Máuina de ensa"oBn euipo para aplicar " registrar fuer(a normal " fuer(a cortante sobre el testigo/5er figura &6 $ste euipo consiste de una ca7a partida diagonalmente6 La mitadsuperior euipada con un pistón 5ertical para aplicar la fuer(a normal " la mitadinferior euipada con un pistón ori(ontal para la aplicación de una fuer(acortante6 La ca7a está dise4ada para aceptar testigos de roca con dimensiones noma"ores de 11& mm , 12& mm o si es un testigo cilíndrico su diámetro debe serno ma"or de 132 mm " su longitud no ma"or de 123 mm6La fuer(a aplicada por el pisón 5ertical es transmitida por medio de una bombaidráulica de operación manual " es registrada en un medidor de fuer(a conescala graduada en 362& N " con capacidad de medir fuer(as asta 11 N6 Lafuer(a aplicada por el pisón ori(ontal es transmitida por medio de una bombaidráulica de operación manual " es registrada en un medidor de fuer(a conescala graduada en 361 N " con capacidad de medir fuer(as asta &6& N6 $stasfuer(as deberán estar alineadas con el centro del plano de corte6Molde6Bn molde especialmente dise4ado para ue enca7e en el euipo perfectamente/5er figura *a " ue será utili(ado para encapsular el testigo en una me(cla deconcreto de secado rápido6 $ste molde consta de dos mitades ue tienen lamisma forma " dimensiones ue la ca7a del euipo de ensa"o6Medidor de despla(amientos6Bn aditamento para medir el despla(amiento ori(ontal /dirección de aplicación dela fuer(a cortante con escala graduada en 3631 mm con un círculo de graduaciónde 133 unidades con capacidad de medir asta 2& mm6

Pre-!r!#i0$ +e te.ti2o. a 9e pueden emplear testigos cilíndricos o bloues de roca de geometríaregular6 $l testigo debe tener las dimensiones adecuadas para ue pueda sercolocado en el molde6 Los testigos no reuieren de ning;n tratamientosuperficial ni estar su7etos a condiciones de paralelismo6b 9eleccionar la discontinuidad o plano de falla a ser ensa"ado! luego prepararel testigo cortándolo en dos partes de %3 a *3 mm de longitud a cada lado dela (ona seleccionada6 Luego unir las dos partes con cinta adesi5a de maneraue se tenga un solo testigo nue5amente6c 9e prepara una me(cla de arena! cemento " agua de secado rápido "resistencia media6 La proporción en 5olumen de arena@cemento es de # a 2 "se emplea +33 ml de agua para la preparación de un molde6d 9e coloca el su7etador de testigo sobre el molde " se coloca entre susagarraderas el testigo teniendo cuidado ue el plano cortante propuesto est)alineado con la posición del plano ori(ontal de aplicación de la carga cortante" el e7e de aplicación de la carga normal6 9e a7usta el su7etador de manera ueel testigo no se mue5a de la posición deseada /5er figura *b6e 9e cubre el interior del molde con una película de grasa para facilitar remo5erel testigo despu)s del secado de la me(cla6 erter la me(cla en una mitad delmolde con la cantidad suficiente para ue cuando se introdu(ca el testigollegue al borde superior del molde6 Luego 5ol5er a colocar el su7etador con eltestigo introduciendo en la me(cla la mitad inferior6 ibrar el molde de maneraue se logre compactar la me(cla alrededor del testigo sin tocar el plano defalla6 9e de7a endurecer la me(cla por 2% oras6f 9e remue5en los lados del molde " se arma la otra mitad6 Aambi)n se retira elsu7etador6 =l igual ue la otra parte la engrasamos " llenamos el molde con lacantidad suficiente de me(cla para ue cuando se introdu(ca el testigo no seanecesario aumentar o retirar una cantidad considerable de me(cla "a ue elacceso será difícil6 La mitad ue contiene el testigo la 5olteamos " lacolocamos apropiadamente sobre la mitad ue acabamos de preparar luegoa7ustamos los tornillos del molde para asegurar el alineamiento reuerido6 9ea4ade o remue5e peue4as cantidades de

me(cla con una paleta a tra5)s dela ranura6 De7ar secar los moldes tres días como mínimo6g Luego se desmolda el testigo " se separan las dos partes cortando la cintaadesi5a! entonces el testigo estará listo para ser ensa"ado /figura *c6

Pro#e+i&ie$to

a 9e registra el diámetro o las dimensiones de la (ona escogida para calcular elárea de desli(amiento6b 9e acen las cone,iones idráulicas de la manera como se ilustra en elesuema de la figura &6c 9e coloca el testigo /encapsulado en la me(cla en la parte inferior de la ca7a "se coloca la parte superior de la ca7a sobre ella6 9e acen coincidir las partescortadas en forma manual6 9e empe(ará el ensa"o aplicando una carga normalpeue4a para mantener la posición6d 9e fi7a el medidor de despla(amientos en la parte superior como se muestra enla figura & para lograr registrar los mo5imientos ori(ontales6 e 9e aplica la carga normal reuerida con la bomba manual! se registra " semantiene constante! luego se aplica la carga cortante gradualmente6 9eregistran los despla(amientos ori(ontales " las cargas cortantes respecti5as6=l llegar al má,imo 5alor de fuer(a cortante se registra este 5alor " sudespla(amiento6 9e sigue aplicando carga cortante asta ue )sta se mantieneconstante! entonces abremos allado el 5alor de esfuer(o cortante residual6f 9e repite este proceso incrementando la carga normal con una ra(ónconstante6 ol5emos a colocar el testigo en su posición inicial! teniendocuidado ue el detrito producido por el corte no se pierda del plano de ensa"o6Jbtenemos en cada ensa"o los 5alores correspondientes al esfuer(o cortantemá,imo " residual6

C"5#*5o. 9e calcula el área de ensa"o del testigo /=6 Bsando las medidas de las áreas "las cargas se calculan los 5alores de esfuer(o: @ $sfuer(o normal T E N donde N es la fuer(a normal  = @ $sfuer(o cortante residual X E S donde S es la fuer(a cortante  =Las unidades empleadas serán:ara esfuer(os: Maara cargas o fuer(as: g6ara áreas o superficies: cm 2 ara despla(amientos: mm , 13  O2 Lle5ar a un gráfico el registro de esfuer(os cortantes 5s6 despla(amientosori(ontalesLle5ar a un diagrama T[X! los 5alores de esfuer(os normales " suscorrespondientes esfuer(os cortantes residuales6 $stos puntos tienden a generaruna línea recta6 La pendiente de esta recta es el coeficiente de fricción residual "su ángulo es el ángulo de fricción residual / Y r  6

I$%or&e @ Nombre del pro"ecto! tipo de roca " lugar de procedencia de la muestra6@ Seca de recepción de la muestra6@ Seca de e7ecución del ensa"o6@ N;mero de testigos ensa"ados6@ 'ondición de la umedad de la muestra al momento del ensa"o@ Dimensiones del área ensa"ada! 5alor del área! esfuer(o normal constante!cargas cortantes " despla(amientos para cada ensa"o6@ Hráfico despla(amiento de corte 5s6 esfuer(o de corte6@ Hráfico esfuer(o normal 5s6 esfuer(o de corte6@ =ngulo de fricción residual / Y r  6@ Me(cla utili(ada para el encapsulamiento del testigo6@ Incluir fotografías antes " despu)s del ensa"o6

Re%ere$#i!.  =9AM D &*3+@.&I9RM 9uggested Metod for In 9itu Determination of Direct 9ear 9trengt6

LABORATORIO N°9CLASIFICACI7N GEOMECNICA Y METODOS DE SOSTENIMIENTOGe$er!5i+!+e.

olcan 'ompa4ía Minera 96=6=6 es una empresa de dimensión internacional! conespeciali(ación de \inc " ocupa el cuarto lugar en el raning mundial de este producto6olcan 'ompa4ía Minera 9:=:= en su B6$6=6 'ungar! opera una "acimiento polimetálico5eticular desde 1.*- " actualmente esta compuesta por dos sistemas de minado:subterráneo /#2!333 tms
Geo5o2!

$n el conte,to regional el basamento lo constitu"en unas cali(as masi5as de coloresclaros ue pertenecen a la Sormación 'ambará del grupo ucará " sobre "aciendo aesta formación se alla el grupo 'asapalca constituido por areniscas! lutitas! limonitas!margas! conglomerados color ro7o /triásico " en la parte superior en forma discordante seallan otras unidades litológicas del 'retáceo constituidos por una secuencia de rocas5olcánicas de grosores 5ariables ma"ormente andesíticos! dacíticos " riolitas6

Objetivo

9e plantea anali(ar en el campo una situación real8 para lo cual el alumno deberá efectuaruna clasificación geomecánica de la roca " sobre la base de los di5ersos criterios dedise4o e,istente! se determinará el tipo de sostenimiento reuerido6Durante la 5isita de campo se discutirá " anali(ará la influencia de la sección de lae,ca5ación! tiempo de autosoporte! influencia de las discontinuidades! interacción roca@sostenimiento " procedimiento constructi5o /operaciones unitarias6

Ev!5*!#i0$

La e5aluación será de la siguiente manera: 'ada alumno ará una e,posición sobre untema ue se le asigne /puntos6 resentarán un informe con los resultados " análisis delos datos obtenidos /12 puntos6

Teor!14 C5!.i%i#!#io$e. Geo&e#"$i#!.41414 I$+i#e RMR (Ro# M!.. R!ti$24 /5er cuadros N°1= " 1C $sta clasificación toma en cuenta los siguientes parámetros: 

Resistencia unia,ial de la matri( rocosa6 

Hrado de fracturamiento en t)rminos de RWD6 

$spaciado de discontinuidades6 

'ondiciones de las discontinuidades6 

'ondicionesidrogeológicas6 

Jrientación de las discontinuidades respecto a la e,ca5ación6De acuerdo a la incidencia de )stos parámetros se e,presa la condición de lae,ca5ación con un índice ue 5aría de 3 a 133 denominado RMR! e,istiendo5ariaciones " modificaciones posteriores a )ste índice ue se an idodesarrollando por diferentes autores en base a sus e,periencias " adecuadosa labores mineras! abi)ndose definido en M6C6R6! en el cual se ace unacorrección por m)todo de e,ca5ación " cercanía de la 5oladura6

14'4 I$+i#e >4 /5er cuadro N°2$sta basado en una e5aluación num)rica de sus parámetros! relacionadosentre sí! de acuerdo a la siguiente e,presión:W E / RWD  , / ]r  , / ]F ]n ] a 9RSDonde:RWD E Indice seg;n la 5aluación de Deere6]r E Indice seg;n el n;mero de fracturas6]n E Indice seg;n la forma de la superficie de las fracturas6] a E Indice seg;n la alteración en la superficie de las fracturas osu relleno6]F E 'oeficiente reductor por presencia de agua69RS E /9tress reduction factor coeficiente dependiente del estadotensional del maci(o rocoso6=sociados )stos parámetros en grupo! obtenemos ue:/ RWD  E Representa el tama4o del bloue6]n/ ]r  E Representa la resistencia al corte de bloue6] W / ]F  E Representa la influencia del estado tensional69RS

1464 I$+i#e G4S4I4 (Geo5o2i#!5 Stre$2t< I$+e4 /5er cuadro N°# $ste índice a sido introducido como un eui5alente del RMR para ue sir5acomo un medio de incluir la información geológica en la aplicación del criteriode falla generali(ada de Poe @ CroFn! especialmente para rocas de mala amu" mala calidad /mu" alterada " con ele5ado contenido de finos6$n la determinación del H696I6 el primer paso a seguir es! definir en formaempírica la resistencia " deformabilidad de la masa rocosa! basándose en lascondiciones estructurales /grado de fracturamiento " de superficie /alteración!forma de fracturas! relleno! seg;n apreciaciones de campo6La clasificación seg;n su estructura 5aría de: 

Le5emente fracturada6 /LS 

Sracturada /S 

Mu" fracturada6 /MS 

Intensamente fracturada6 /IS 

Ariturada /ALa clasificación seg;n sus condiciones superficiales 5aría de: 

Mu" buena6 /MC 

Cuena /C 

Regular /R 

obre / 

Mu" pobre6 /M9u aplicación permite obtener una clasificación geológica mu" simple como por e7emplo:fracturada! regular /S
'4 De.#ri-#i0$ +e 5o. Di%ere$te. Ti-o. +e So.te$i&ie$to '414 Per$o. +e A$#5!je4 /5er figuras N°-! .! 13!11 " 12 9e utili(an para impedir la desintegración de la roca! reduciendo susdespla(amientos6 De esta manera la roca ad"acente a la e,ca5ación setransforma en un elemento acti5o del sistema de soporte " 5irtualmenteconforma un arco autosoportante! al sumarse los efectos de pernosad"acentes6 

$n roca omog)nea competente el papel principal de los pernos es resistir losdesprendimientos de bloues o placas en puntos críticos! los cuales pueden ser5itales para e5itar la desintegración del terreno! /control de bloues o cu4asinestables6 

$n roca estratificada competente los pernos a"udan a resistir el despla(amientorelati5o entre estratos! aumentando la rigide( de la 5iga compuesta " creando liga(ónentre bloues! /control de losas inestables6 

$n roca incompetente el apernado confiere nue5as propiedades a la roca ue rodea lae,ca5ación! de modo ue modifica su comportamiento " en particular aumenta sucoesión! /control de sección inestable6

Ti-o. +e Per$o.4

^ ernos 9Felle, /de +? " 13?6 /5er figura N°.9on pernos de acero plegado ue traba7aran a fricción " son inflados conagua a presión! otorgándole a la roca una ma"or consolidación "adecuándose a sus mo5imientos iniciales u originados por 5oladurascercanas6 ^

ernos 9plit@set /de +? " 13?6 /5er figura N°139on pernos de acero ranurado ue es introducido a presión " traba7anpor fricción en las paredes del taladro8 se acomodan a lasdeformaciones iniciales de la roca! pero son mu" sensibles al diámetrodel taladro " a sus irregularidades6 ^ ernos de 'abe(a $,pansi5a6 /5er figura N°119on pernos ue traba7an a tensión! a7ustando capas de roca d)bil a unacapa competente6 $stos pernos pueden refor(arce cementándolosposteriormente! lo ue >congela? la tensión aflorada " los protege contrala corrosión de largo pla(o6 ^ ernos 'ementados con Resina o con In"ección de 'emento6 /5er figura N°129on pernos consistentes en 5arillas de fierro corrugado! asegurados a laroca con resina o in"ección de cemento8 son mu" dependientes de laforma del taladro " se reuiere ue est)n completamente llenados paraue se comporten adecuadamente6

'4'4 M!55! +e Re%*er?o4 /er figuras 1# " 1%9e utili(a para e5itar la caída de fragmentos en el área sin influencia de lospernos8 puede ser de acero gal5ani(ado /malla de gallinero fácilmentemoldeable a la forma de la e,ca5ación! de fierro electrosoldado ue presentama"or rigide(! o de fierro corrugado de 1<%?6 La abertura de la mallacorresponde al tama4o de los fragmentos ue se reuiera confinar! pudiendoser de &63 , &63 cm6 asta 1363 , 1363 cm6

'464 Co$#reto L!$?!+o (S
9us mecanismos principales son: 

 =derencia al terreno desarrollando resistencia al corte " a la tracción6 

enetración " sello de grietas " discontinuidades abiertas me7orando su resistencia "aumentando la aderencia de la capa de sotcrete6 

ermitir deformaciones plásticas de la roca durante su proceso de fraguado69u aplicación neumática permite un alto grado de compactación con unarelación agua
De%i$i#io$e. $l concreto lan(ado a utili(ar será por 5ía seca! sal5o una me7or propuesta deluso por 5ía ;meda! con una relación agua cemento de 36%&! %23 g
Me?#5!+o / A5&!#e$!&ie$to4 

ara los agregados se e5itará su umedecimiento " )stos deben cumplir con lasespecificaciones para agregados de concreto /=9AM '@## " la gradación deagregados finos " gruesos combinados será lo siguiente:

MALLA  >UE PASA MALLA  >UE PASA 1<2? 133 1* #& O &&#<-? .3 O 133 #3 23 O #&% +3 O -& &3 - O 23- &3 O +3 133 2 O 13 $stos agregados estarán limpios! silicosos! resistentes a la abrasión!rugosos! libres de pol5o! como tambi)n de micas! esuistos! arcillas!materias orgánicas " sales6 

$l cemento se almacenará en estantes metálicos! en rumas no ma"or de 13 bolsas!debiendo estar protegidas de umedad6 

Colsa de fibras metálicas! se almacenará igual ue el cemento6 

De acuerdo a la distribución de la planta se almacenará los agregados finos! grueso "el cemento! utili(ando el cargador frontal para el manipuleo! carga de materiales "me(cla6 

Deberá tenerse una criba para eliminar el material grueso ma"or de 1<2? " luego en ladosificación se usarán carretillas! donde pre5iamente se a"a determinado el5olumen6 

Durante el me(clado! la fibra metálica será de %3 g
debido a ue una ma"or cantidad podrá generar ue se obtenga una menorresistencia del concreto a los 2- días " )sta pueda seguir disminu"endo! lo cual esmu" per7udicial6$n el traslado de la me(cla acia interior mina " el manipuleo de la misma! se deberáe5itar ue se umede(ca "
Ci&br!. Met"5i#!.4 $n operaciones mineras es com;n emplear el sostenimiento con 5igas deacero de sección P! en casos en los cuales el maci(o rocoso está sometido auna e,tensa " progresi5a fracturacion " desprendimiento por las cargas in situ!además de los esfuer(os inducidos por la e,plotación6 Aodo esto causa en lacorona de la e,ca5ación! masas de roca mu" suelta ue reuieren sersostenidas! o tambi)n e,tensos mo5imientos de terreno debido a tensiones decampo no idrostáticas /p6e6 tensiones tectónicas$n ambos casos se reuiere un sostenimiento con alta resistencia al cierre! ala 5e( ue una capacidad de deformación no destructi5a! para un controlefecti5o " seguro de tales condiciones del terreno6 $sto es satisfeco por elacero debido a su e,celente resistencia mecánica " propiedades dedeformación "! en particular! a su capacidad para admitir una deformaciónplástica6$l comportamiento del sostenimiento de acero de sección P depende no sólode su sección trans5ersal! sino tambi)n del tipo " colocación de los elementosau,iliares utili(ados en su construcción! tales como: placas o barras de unión!(apatas! codales! etc6$n los siguientes puntos se detallarán sus características! tipos " formas deutili(ación para un me7or desempe4o del sistema de sostenimiento6 /5er figuraN°1+ara ue este tipo de sostenimiento funcione bien! debe cumplirse lassiguientes condiciones: 

9uficiente longitud de desli(amiento en las uniones! no menor de %3 cm6 

Riguroso paralelismo de los elementos6 

 =decuada adaptación a las paredes! caso contrario los elementos fle,ionarán acia ele,terior6 

Resistencia con5eniente del con7unto! ue depende de las uniones! instalación "control6 

$streco o apretado contacto entre la cimbra " el contorno de roca al cual soporta! entodo su perímetro! a fin de desarrollar tempranamente su capacidad de sostenimiento!antes de ue ocurran deformaciones significati5as acia el interior de la e,ca5ación6

C*!+ro. +e M!+er!4 /5erfiguraN°1-

! De%i$i#i0$ 9on básicamente arma(ones de madera! cu"os elementos están unidosentre sí por desta7es /espigas o por elementos e,teriores de unión /topes!formando una sólida estructura! resistente principalmente a esfuer(os decompresión6 9us cuatro elementos básicos son:

16 Dos postes26 Bn sombrero#6 Dos tirantes%6 Bna solera

b Ti-o. +e C*!+ro4 $,isten dos tipos generales de cuadros de madera616 'uadro Recto: $s el tipo sencillo8 consta de un sombrero soportado por dos postes5erticales! los cuales tambi)n resisten los empu7es laterales de las ca7as6 9u principal5enta7a es su simple(a! su fácil preparación e instalación " ofrece un buensostenimiento en terrenos medios626 'uadro 'ónico: 'uando las presiones del teco son importantes se reduce lalongitud del sombrero! inclinando los postes8 el cuadro tiene entonces una formatrape(oidal! distribución mu" conocida en la minería peruana6

# E.-!#i!&ie$to +e C*!+ro.4

La longitud de los tirantes determina la distancia entre cuadros de la labor6$l espaciamiento depende principalmente de la clase de terreno de ue setrate6 = manera de guía solamente! daremos las distancias siguientes: 

Aerreno Sracturado : * a & pies 

Aerreno Wuebrado : % a # pies 

Aerreno Molido " =rcilloso : # a 2 pies

LABORATORIO N°ENSAYO DE CARGA PUNTUALObjetivo $l ensa"o determina el Indice de Resistencia

I . (9K en testigos de roca uereuieren de poca preparación " ue pueden tener formas regulares o irregulares6

U.o 9e utili(a en la clasificación de materiales rocosos6 Aambi)n para estimar otrosparámetros de esfuer(o como por e7emplo: Aracción unia,ial o compresiónunia,ial6

E3*i-o $l euipo utili(ado es la 5ersión portátil ue consta de:@ 9istema de carga@ Lector de carga@ Lector de distancia

Sistema de carga Marco de carga@ $l marco de carga esta dise4ado " construido de manera ue por la aplicaciónrepetida de la carga no se des5íe " las puntas cónicas permane(can coa,ialescon una des5iación má,ima de 362 mm6@ 9e puede fi7ar en posiciones ue permitan la colocación de testigos de rocacon diferentes dimensiones6 Heneralmente estas dimensiones 5arían de 1& a133 mm6Dos puntas cónicas@ Las puntas cónicas deben tener asientos rígidos de manera ue no e,istanproblemas de desli(amientos cuando los testigos de geometría irregular  seanensa"ados6@ Bna de ellas está fi7a al marco de carga " la otra está situada en el cilindroidráulico6@ Las puntas son conos esf)ricamente truncados6 $l cono es de *3°" el radio dela esfera es de & mm " deben coincidir tangencialmente6 /figura 1'ilindro idráulico$l cilindro idráulico es accionado mediante una bomba idráulica manual a tra5)sdel cual se aplica la carga de compresión sobre la muestra6

Lector de carga Dos manómetros calibrados con agu7a de arrastre para registrar la carga má,imade falla6

Lector de distancia Bn sistema de medición instalado sobre el marco de carga ue registra ladistancia entre los puntos de contacto de las puntas cónicas con el testigo6

Calibración $l euipo debe ser calibrado periódicamente usando una celda de cargacertificada " un 7uego de bloues para ceuear ue las lecturas de  " D est)ndentro de los rangos pre5iamente establecidos para este ensa"o6

Se5e##i0$ +e &*e.tr!. @ Los testigos pueden tener las siguientes formas:/a testigos cilíndricos de roca /ensa"o a,ial o diametral/b bloues cortados /ensa"o de bloues/c peda(os irregulares /ensa"os de peda(os irregulares@ Bna muestra está definida por un grupo de testigos de similares característicasgeológicas " mecánicas para el cual se determinara un solo 5alor de índice deresistencia

I . (9K4

@ La muestra debe contener suficientes testigos con las medidas " formasreueridas para el ensa"o diametral! a,ial! de bloues o de peda(osirregulares6

Pro#e+i&ie$to $nsa"o diametral /figura 2aa Los testigos de forma cilíndrica apropiados para este ensa"o son los uetienen relación longitud< diámetro ma"or ue 16b Deben ser por lo menos 13 testigos por muestra " más si la muestra eseterog)nea o anisotrópica6c $l testigo es colocado en la máuina de ensa"o " las puntas cónicas deben 7untarse asta acer contacto con un diámetro del testigo! asegurando ue ladistancia L entre el punto de contacto " la base libre más cercana sea 36&5eces el diámetro D o ma"or6d 9i la muestra es de material blando de manera ue se produ(ca unasignificati5a penetración de las puntas en el momento de la falla! deberegistrarse esta distancia como D6e La distancia D es registrada con apro,imación al mm6f La carga es aplicada bombeando en forma constante de manera ue la fallaocurra dentro de los 13 o *3 segundos de iniciada la carga6g 9e anota la carga de ruptura 6 9i la superficie de falla pasa solo a tra5)s de un punto de carga! el ensa"o noserá considerado 5álido6i $l procedimiento será repetido para el resto de los testigos de la muestra6$nsa"o a,ial /figura 2ba Las testigos cilíndricos utili(ados en este ensa"o deben cumplir con la relaciónlongitud
C"5#*5o. $l esfuer(o de carga puntual

I . E  ! donde D e /diámetro eui5alente es:D e2 en el ensa"o diametral D e2 ED 2 en el ensa"o a,ial! de bloues o peda(os irregulares D e2 E %= U donde = E QD " entonces D e2 E %QD U 'orrecciones@

I . 5aría como una función de D en el ensa"o diametral " como una función deD e

en el ensa"o a,ial! de bloues " peda(os irregulares! por eso se debeaplicar una corrección para obtener un 5alor ;nico de esfuer(o de cargapuntual para una muestra de roca6 " para ue este 5alor pueda ser usado parapropósitos de clasificación de la roca6@ $l 5alor de esfuer(o de carga puntual corregido

I . (9K

de un testigo o muestrade roca está definido como el 5alor 

I . medido en un ensa"o diametral condiámetro DE &3mm6 @ $l m)todo más efecti5o de obtener 

I . (9K es e7ecutar ensa"os diametrales mu"cerca de DE&3mm6 La corrección entonces no será necesaria o se introduciráun mínimo de error /p6e6 en el caso de ensa"os diametrales de testigoscilíndricos N_ con DE&%mm! la corrección no es necesaria6 9in embargo no todos los ensa"os de carga puntual son e7ecutados con estos testigos por loue la siguiente corrección debe ser aplicada:

 I . (9K FI . donde el factor S es la siguiente e,presión:

F  (D e  H9K K489 @ ara testigos con medidas cerca del estándar &3 mm! un peue4o error seráintroducido si se usa la e,presión:

F  (D e  H9K K49 @ Los resultados finales

I . (9K serán calculados eliminando los dos 5alores másaltos " los dos más ba7os de una muestra de 13 o más ensa"os 5álidos "calculando el promedio con los 5alores restantes6 9i los ensa"os 5álidos fueranpocos solo se eliminará el ma"or " el menor " se calculará el promedio con losrestantes6@ Los resultados de los ensa"os diametrales! a,iales! de bloues " peda(osirregulares deben ser calculados separadamente6@ =partir del índice de carga puntual corregido

I . (9K se puede utili(ar la formulade $6 Croc " ]6 =6 Sranlin para estimar la resistencia a la compresión noconfinada: TTTT

#  '8 I . (9K I$%or&e @ rocedencia! ubicación " tipo de roca6@ 'ontenido de agua de la roca al momento del ensa"o6@ Bna tabla con los 5alores de ! D! Q! D e! D e2 !I s! S! I s /&3

" tipo de ensa"o uese aplicó de cada testigo6@ Determinar el TTTT

#

de la muestra de roca ensa"ada6

Ob.erv!#io$e. 'uando se introdu7o el ensa"o de carga puntual se usó principalmente parapredecir el esfuer(o de compresión unia,ial ue en ese entonces era el ensa"oestablecido para la clasificación de la roca6=ora el esfuer(o de carga puntual puede reempla(ar al ensa"o de compresiónunia,ial si se reali(a siguiendo las normas establecidas6

Re%ere$#i!.

 =9AM D &+#1@.&I9RM 9uggested Metod for Determining oint Load 9trengt

 LABORATORIO N°ENSAYO DE DETERMINACION DE LAS CONSTANTES ELASTICAS(M0+*5o +e Yo*$2 / Re5!#i0$ +e Poi..o$Objetivo $ste m)todo de ensa"o determina las cur5as de esfuer(o 5s6 deformación! elmódulo de 0oung /$ " la relación de oisson /  `  en un ensa"o de compresiónunia,ial de un testigo de roca de geometría regular /asumiendo uncomportamiento elástico6

U.o $l Módulo de 0oung /$ " la relación de oisson /  `  estiman el comportamiento delos esfuer(os " las deformaciones en el maci(o rocoso6 $stos 5alores se empleangeneralmente en el dise4o de e,ca5aciones en roca utili(ando m)todos de cálculonum)rico6

Teor! La elasticidad es una propiedad ue se asume posee todo material ideal " uealgunas rocas presentan en ma"or  o menor grado " para lo cual deben tenerse encuenta tres factores principales: omogeneidad! isotropía " continuidad6@ Pomogeneidad es una medida de la continuidad física de un cuerpo uedepende de la escala! pudiendo una roca masi5a de grano fino ser consideradacomo omog)nea6@ Isotropía es una medida del comportamiento del material en diferentesdirecciones6 $l grado de isotropía de una roca definirá las diferentes reaccionesde )sta a la acción de fuer(as e,ternas o internas6@ 'ontinuidad se refiere a la cantidad de diaclasas! fallas " espacios porosos ueposeen las rocas6'omo "a sabemos un material se comporta elásticamente cuando luego de retirarla carga aplicada recupera su estado inicial! es decir la deformación esdirectamente proporcional al esfuer(o aplicado6 $sta constante deproporcionalidad es el módulo de elasticidad o de 0oung /$6$ E T  a $ E módulo de elasticidad /g
apro,imación! "a ue las rocas muestran frecuentemente característicasmecánicas no lineales6$l otro parámetro importante en la teoría de la elasticidad es la relación deoisson6 /  `! la cual representa la relación in5ersa entre la deformación en ladirección del esfuer(o aplicado " la deformación ue ocurre en una direcciónperpendicular a )sta69e e,presa por:  ` E  d  a  ` E relación de oisson  d E deformación unitaria en la dirección perpendicular a la carga aplicada  a E deformación unitaria en la dirección a la carga aplicada

E3*i-o @ $l euipo es el mismo ue se utili(a en el ensa"o de compresión simple "debe cumplir con los reuerimientos de la práctica =9AM $% o la norma Critis9tandard 1*136@ ara medir las deformaciones se utili(an medidores de deformación deresistencia el)ctrica /strain gage6 La longitud de los strain gage es por lomenos 13 5eces el diámetro del grano más grande de la roca6@ Bn softFare registra las cargas " deformaciones además de ue gráficadirectamente las cur5as esfuer(o 5s6 deformación6

Pre-!r!#i0$ +e te.ti2o. @ Los testigos deben ser cilíndricos circulares con una relación longitud@diámetro/L
Pro#e+i&ie$to @ $l testigo se coloca en la máuina de ensa"os " se acen las cone,ionesel)ctricas necesarias con la computadora6@ La umedad puede tener un efecto significante en la deformación del testigo!cuando sea posible! se debe conser5ar las condiciones de umedad! asta elmomento del ensa"o6 Bn e,ceso de umedad puede crear problemas deadesión de los strain gages entonces se reuerirá un cambio en lascondiciones de umedad del testigo /seco6@ La carga sobre el testigo debe ser aplicada de forma continua " con una ra(ónconstante de manera ue la falla ocurra entre & " 13 minutos despu)s deaberse iniciado la aplicación de la carga6@ Las cargas " las deformaciones a,iales " diametrales son directamenteregistradas por el softFare a partir de las lecturas continuas de los strain gagesinstalados sobre el testigo6

C"5#*5o. La deformación unitaria a,ial / 

a  " la deformación unitaria diametral /  d  sonregistradas directamente por el softFare a partir de las lecturas de los straingages6a Los 5alores de esfuer(os " deformaciones a,iales " diametrales se deberándibu7ar en un solo gráfico6 $stas cur5as muestran el comportamiento típico delas rocas desde una tensión inicial cero asta la resistencia ;ltima de la roca6b $l módulo a,ial de 0oung /$ de un esp)cimen! puede ser calculadoempleando cualuiera de los siguientes m)todos: V Módulo tangente /$ t : $s medido a un ni5el determinado de carga! e,presadocomo un porcenta7e de la resistencia ;ltima tra(ándose una recta tangente a lacur5a en ese punto6or lo general se toma el &3G de la resistencia de la roca a la compresiónunia,ial! V Módulo promedio /$ p  : $s definido mediante la inclinación promedio de laspartes relati5amente rectas de la cur5a esfuer(o@deformación a,iales6 T T  a %R c  R c  at  E  T E

 a T T  a R c  ap  E  T E

 a Sig 162 Módulo romedioSig 161 Módulo Aangente

Ensayos geotécnicos de laboratorio

De Wiipedia! la enciclopedia libre Saltar a" na#egación! b$squeda Los ensayos geotécnicos de laboratorio son pruebas reali%adas para la determinación de las caracter&sticas geot'cnicas de un terreno! como parte de las t'cnicas de reconocimiento de un reconocimiento geot'cnico Estos ensayos se eecutan sobre las muestras pre#iamente obtenidas en el terreno y! dependiendo del tipo de ensayo! se exigen distintas calidades de muestra

Clasificación de los ensayos[editar]

Columna de tamices para determinar la clasificación granulom'trica *ara la determinación de las propiedades del suelo! los ensayos se clasifican en" •

Ensayos de identificación" son los $nicos (unto con los de compactación) que pueden

reali%arse sobre muestras alteradas *ueden ser" o

+&sicos" granulometr&a! plasticidad o peso espec&fico de part&culas

o

,u&micos" contenido en sulfatos! carbonatos o materia org-nica

•

Ensayos de estado" .umedad natural! peso espec&fico seco

o aparente *roporcionan la situación del terreno en su estado natural Como excepción! pueden utili%arse muestras alteradas para la obtención de la .umedad natural! siempre que se protean de p'rdidas posteriores de .umedad nada m-s proceder a su obtención

•

Ensayos de permeabilidad" en perme-metros de carga constante! de carga #ariable o

en c'lula

triaxial •

Ensayos de cambio de volumen " compresibilidad edom'trica! expansi#idad (presión de

.inc.amiento! .inc.amiento libre! &ndice de Lambe) y colapso •

Ensayos de resistencia" compresión simple! corte directo (CD! C/! //)! compresión triaxial

(CD! C/! //) •

Otros ensayos sobre suelos o rocas" o

Compactación *róctor 

o

0ndice de dispersi#idad *in12ole (sobre muestra alterada)

o

•

Ensayos sobre rocas" compresión simple (con o sin galgas extensom'tricas)! carga  puntual ( Point Load )! corte directo de diaclasas! &ndice de durabilidad Slae! compresión triaxial

Ensayos químicos sobre agua freática " obtención de p2! de contenido en sales solubles o de

elementos contaminantes