UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS
TÓPICOS DE INGENIERIA DE MINAS (GEOMECÁNICA) INFORME DE LABORATORIO
ALUMNO: Efraín Eliseo Alave Choque DOCENTE: Ing. Patricia Yana Bernabé CICLO: 7mo ciclo FECHA DE ENTREGA: 21/07/17
TACNA – PERÚ PERÚ 2017
PRÁCTICA N°1 PERFORACIÓN DIAMANTINA DE LAS MUESTRAS PARA OBTENER TESTIGOS O PROBETAS Y MEDICIONES REFERENCIAS: ASTM D2216-71 (Normas ASTM parte 19). OBJETIVO: Esta práctica tiene como propósito: 1. Enseñar al estudiante métodos para preparar los especímenes para los ensayos. 2. Capacitar al estudiante en el manejo de los equipos utilizados. EQUIPOS: -
Sonda saca testigos Vernier Cortadora de disco diamantino
EXPOSICION GENERAL a) Descripción geológica: Utilizando los planos y cuadrángulos de la zona donde se va a ejecutar la obra se debe realizar la descripción geológica, estructural, clasificación petrográfica, tipo de roca, etc. b) Perforación de espécimen: Utilizando la perforadora saca testigos perforamos la muestra traída del lugar de la obra, se debe sacar la suficiente cantidad representativa requerida, según la calidad del trabajo a ejecutar. c) Corte del testigo y medición: Se cortará el tamaño pedido por cada ensayo con la cortadora diamantina, por ejemplo, para ejecutar el ensayo de compresión simple el tamaño es L/D ≥ 2.0 y para brasileiro L = 0.5 D etc. TABULACIÓN DE DATOS: DATOS DE LA MUESTRA
DESCRIPCIÓN GEOLÓGICA
PROYECTO NOMBRE: LOCALIZACIÓN: COORDENADAS: MUESTRA N°: RECOLECTADO POR: DESCRIPCIÓN DEL SITIO DE MUESTREO: MEDICIÓN DEL ESPECIMEN
DIÁMETRO: M. N°01 ALTURA:
M. N°02 M. N°03
NOMBRE DE ROCA: CLASIFICACIÓN PETROGRÁFICA: FORMACIÓN GEOLÓGICA:
DESCRIPCIÓN CUALITATIVA
TEXTURA: FRACTURAMIENTO:
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ALTERACION: MATRIZ: TIPO
FOTOGRAFIA DE LOS ESPECIMENES
CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS BIBLIOGRAFÍA
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PRÁCTICA N°2 DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LAS ROCAS MEDIANTE MÉTODOS INDIRECTOS ENSAYO DE TRACCIÓN: MÉTODO BRASILEÑO REFERENCIAS: Manual de ensayos de mecánica de rocas. OBJETIVO: Esta práctica tiene como propósito: 1. Enseñar al estudiante los diferentes métodos para obtener y determinar las propiedades mecánicas de las rocas. 2. Determinar la resistencia a la tracción y a la compresión de una manera indirecta peri muy simple. 3. Capacitar al estudiante en el manejo y cuidado de los equipos utilizados. EQUIPOS: -
Equipo de carga puntual Prensa hidráulica Máquina cortadora de roca Vernier Horno eléctrico Otros
EXPOSICIÓN GENERAL: a) Ensayos de tracción: Existen dos maneras de realizar este ensayo y son: - Ensayo de tracción indirecta o método Brasileño Consiste en obtener muestras cilíndricas en forma de discos, en el cual se aplica una fuerza con el fin de determinar el corte axial.
D
L
D/L<2
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-t = Esfuerzo de tracción Kg/cm 2
2 P
t
-P = Carga aplicada en kilos
- L = Altura en cm
DL
-D = Diámetro en cm
Procedimiento:
Tomamos la muestra y lo empezamos a medir según lo que nos pide el cuadro su diámetro y su altura. Luego lo ponemos en la máquina de la carga puntual para saber cuánta fuerza se necesita para quebrarla.
TOMA DE DATOS: Características
Muestra 1 1 2 3
Muestra 2 Prom 1 2 3
Muestra 3 Prom 1 2 3
Prom
Diámetro (cm) Altura (cm) Carga Aplicada (Kg) Esfuerzo de tracción TABULACIÓN DE DATOS: N°
Descripción
Diámetro cm
Longitud cm
Fecha rotura
Carga Kg
Resistencia
PROMEDIO
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PRÁCTICA N°3 DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LAS ROCAS, MEDIANTE MÉTODOS INDIRECTOS ENSAYO: ÍNDICE DE CARGA PUNTUAL REFERENCIAS: Manual de ensayos de mecánica de rocas. OBJETIVO: Esta práctica tiene como propósito: 1. Enseñar al estudiante los diferentes métodos para obtener y determinar las propiedades mecánicas de las rocas. 2. Determinar el índice de carga puntual de la roca. 3. Determinar la resistencia a la compresión de una manera indirecta pero muy simple. EQUIPOS: -
Equipo de carga puntual Prensa hidráulica Maquina cortadora de roca Vernier Otros
EXPOSICIÓN GENERAL: a) Ensayos de carga puntual: Existen cuatro maneras de realizar este ensayo dependiendo de la forma de la muestra y son: - Prueba diametral (FRANKLIN) - Prueba axial (LOUIS) - Prueba de bloque regular - Prueba de trozo irregular Prueba diametral (FRANKLIN) Caracteristicas:
= 1.4
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Prueba axial (LOUIS): Características:
=1
=
Donde: Is: Índice de carga puntual LOUIS (Kg/cm2) F: Carga de rotura (Kg) S: Área de rotura (cm 2)
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Prueba de bloque regular: Caracteristicas: > 0.5 0.3 < < = /
σ = 24
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Prueba de trozo irregular: Caracteristicas: > 0.5 0.3 < > =
+ 2
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INDICE DE CARGA PUNTUAL: Donde:
I s
Is: Índice de carga (Kg/cm2)
F
D
F: Carga aplicada (Kg)
2
D: Diámetro (cm)
OBTENCIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN:
C
C
24 I S
IS en Kg/cm2 (LOUIS)
(14 0.175 D) I S
(FRANKLIN)
Donde: D en mm IS en Kg/cm2 σc en Kg/cm2
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PROCEDIMIENTO: TOMA DE DATOS: Características
Muestra 1 1 2 3
Muestra 2 Prom 1 2 3
Muestra 3 Prom 1 2 3
Prom
Diametro (cm) Altura (cm) Carga aplicada F (Kg) Índice de carga Is (Kg/cm2) Esfuerzo de compresión c
(Kg/cm2) TABULACIÓN DE DATOS: N°
Descripción Diametro cm
Longitud cm
Carga Kg
Índice de c carga IS Kg/cm2 MPa Kg/cm2 MPa
PROMEDIO
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PRACTICA N°4 DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LAS ROCAS, MEDIANTE MÉTODOS DIRECTOS ENSAYO DE COMPRESIÓN SIMPLE REFERENCIAS: Manual de ensayos de mecánica de rocas. OBJETIVO: 1- Determinar la resistencia a la compresión de una manera directa. EQUIPOS: -
Prensa universal Perforadora diamantina Maquina cortadora de roca Vernier Horno eléctrico
EXPOSICIÓN GENERAL: a) Ensayos de compresión simple: La forma es la siguiente: Se realizan extracciones diamantinas a cada muestra con el fin de obtener 3 probetas por cada muestra. Se corta cada lado de las probetas y se pone a secar en un horno a 105°C. Luego se mide el diámetro de la probeta y se aplica la siguiente regla.
Regla: Características: L/D = 2
c =F/A
Donde: -c = Esfuerzo de compresión -F = Carga aplicada (Kg) -D = Diámetro (cm)
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PROCEDIMIENTO:
Preparar la muestra con la perforadora diamantina manteniendo la relación L/D 2.0 Usar la maquina cortadora de testigos para darle una mejor presentación al momento de realizarse la prueba manteniéndola horizontalidad y perpendicular con la longitud. Luego refrantar la muestra. Procedemos a llevarla al horno para su secado a la temperatura de 105 C durante unos 15 minutos. Luego con el vernier tomamos las medidas del radio y de la longitud. Procedemos a llevar la muestra a la prensa universal para someterlo a compresión uniaxial o compresión simple. Luego hacemos los cálculos correspondientes de los esfuerzos. TOMA DE DATOS: Características Muestra 1 1 2 3 Diametro (cm) Altura (cm) Carga aplicada (Kg) Compresión c
Muestra 2 Prom 1 2 3
Muestra 3 Prom 1 2 3
Prom
(Kg/cm2) Grafico
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PRÁCTICA N° 5 ENSAYO DE CALIDAD DE AGREGADOS ABRASIÓN: ASTM C-535 OBJETIVOS: 1. Saber que tan resistente es el agregado que se va a utilizar ya sea para base, sub-base o carpeta asfáltica; ya que este material estará expuesto a una constante agresión física. 2. Determinar la dureza utilizando un método indirecto cuyo procedimiento se encuentra descrito en las Normas de Ensayo de Materiales para los agregados gruesos. FUNDAMENTO TEÓRICO: La resistencia a la abrasión, desgaste, o dureza de un agregado, es una propiedad que depende principalmente de las características de la roca madre. Este factor cobra importancia cuando las partículas van a estar sometidas a un roce continuo como es el caso de pisos y pavimentos, para lo vual los agregados que se utilizan deben estar duros. La máquina de los Ángeles: Este es un aparato constituido por un tambor cilíndrico hueco de acero de 500 mm de longitud y 700 mm de diámetro aproximadamente, con su eje horizontal fijado a un dispositivo exterior que puede transmitirle un movimiento de rotación alrededor del eje. El tambor tiene una abertura para la introducción de material de ensayo y de la carga abrasiva; dicha abertura esta provista de una tapa que debe reunir las siguientes condiciones: -
-
Asegurar un cierre hermético que impida la perdida del material y del polvo. Tener la forma de la pared interna del tambor, excepto en el caso de que por la disposición de la pestaña que se menciona mas abajo, se tenga certeza de que el material no puede tener contacto con la tapa durante el ensayo. Tener un dispositivo de sujeccion que asegure al mismo tiempo la fijación rigida de la tapa al tambor y su remoción fácil.
Para determinar la dureza se utiliza un método indirecto cuyo procedimiento se encuentra descrito en las Normas de Ensayo de Materiales para los agregados gruesos, consiste básicamente en colocar una cantidad especificada de agregado dentro de la maquina de los Ángeles. Se añade una carga de bolas de acero y se le aplica un numero determinado de revoluciones. El choque entre el agregado y las bolas da por resultado la abrasión y los efectos se miden por la diferencia entre la masa inicial de la muestra seca y la masa del material desgastado expresándolo como porcentaje inicial. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO: -
Máquina de los Ángeles Tamices Balanza (con aproximación a 1gr)
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-
Carga abrasiva (esferas de acero o de fundición de diámetros entre 46.38 mm y 47.63 mm y con un peso comprendido entre 360 gr y 445 gr.
PROCEDIMIENTO: Abrasión Determinar la granulometría en % retenidos de la muestra, a fin de elegir de acuerdo a los tamices que tiene el mayor porcentaje de retenidos. Preparar el material (10Kg), la muestra de agregados es mayor a 2´´. (Ver tabla 1) Material > 2” → ASTM C -535
(10 kg)
Revisar si la maquina de los Ángeles esta en buen estado, ya que si esta contiene residuos mayores a 2mm se requiere limpiarla; luego se coloca la muestra, luego colocar la muestra abrasiva (12 esferas), para finalmente hacer girar la maquina a 30-33 rpm, durante 1000 revoluciones. Luego el material es retirado y tamizado por la malla #12 ó(%) =
#12
100
TABULACIÓN DE DATOS: ABRASION LOS ANGELES
AS T M C- 53 5 MATERIAL: ROCA MUESTRA Nº …… MÉTODO “E”
Malla Pasa Retenido 3"
Peso retenido (gr)
% Retenido
% Retenido acumulado
% Acumulado que pasa
Desgaste 1000 rev.
2 1/2"
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