METODO SUGERIDO PARA PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA DEL ANCLAJE DE UN PERNO DE ROCA (PULL TEST) ISRM
1. ALCANCE: Este ensayo tiene por objetivo medir la resistencia a corto plazo de un perno de anclaj anclaje e de roca roca instal instalado ado bajo condic condicion iones es de campo campo (NOT (NOTA 1). La resistencia se mide mediante un “pull test en el cual el desplazamiento de la cabeza del perno se mide como !unci"n de la car#a aplicada al perno para dar una curva car#a $ desplazamiento. La prueba es usualmente empleada para la selecci"n de pernos y tambi%n para el control de la calidad de los materiales y m%todos de instalaci"n (NOTA &). NOTA 1' Es esencial para poner a prueba anclajes bajo condiciones reales de campo. Es sin embar#o admisible para seleccionar ubicaciones de ensayo se#uras y convenientes siempre ue la roca y los m%todos de instalaci"n son id%nticos a los encontrados en la utilizaci"n a #ran escala de los pernos. *i la roca es esuistosa por ejemplo los taladros para el ensayo deben ser per! per!or orad ados os en el mism mismo o +n#u +n#ulo lo con con la esu esuis isto tosi sida dad d como como se ,ab,ab-a a anticipado para la utilizaci"n del perno. perno. *i las condiciones de roca son variables la roca debe ser clasicada y los ensayos realizados en roca de cada clase. NOTA NOTA &' La prueba tiene por objetivo medir el desempe/o del anclaje y esto es posible solo si el perno las roscas las tuercas y otros componentes son m+s m+s resis resisten tentes tes ue el anclaj anclaje. e. En al#una al#unas s circun circunsta stanci ncias as puede puede ser conveniente re!orzar al perno o a las roscas para prop"sitos de la evaluaci"n del anclaje. 0e lo contrario si el perno es consistentemente m+s d%bil ue el anclaje puede ser pre!erible reemplazar el campo de prueba con un control de calidad de pernos y otros componentes en una laboratorio de prue prueba bas. s. Las Las prue prueba bas s de cont contro roll de labo labora rato tori rio o pued pueden en adem adem+s +s ser ser reueridas como suplemento a las pruebas de campo para la evaluaci"n de componentes por ejemplo para su resistencia a la corrosi"n calidad de materiales y consistencia de dimensiones. dimensiones. omo m-nimo se necesitan cinco pruebas para evaluar el anclaje en un domi domini nio o dado dado de roca oca y cond condic icio ione nes s de inst instal alac aci" i"n. n. Las Las prue prueba bas s son son destructivas y no deben en #eneral ser ,ec,as sobre pernos ue !ormen parte del sistema actual de soporte de roca.
APARATOS:
El euipo para la instalaci"n de la prueba de anclaje incluye' a) Euipo para per!oraci"n y limpieza del taladro de acuerdo con las especicaciones del !abricante para un desempe/o "ptimo del anclaje obtenido ue estos sean compatibles con las condiciones de campo. NOTA 2' Las especicaciones del !abricante para las dimensiones del taladro y el m%todo de instalaci"n deben ser c,eueadas para la compatibilidad con las limitaciones del sitio operacional antes de la prueba y si es compatible debe ser se#uida muy de cerca en las pruebas. b) Euipo para la inspecci"n y medici"n del taladro anclajes y pernos por ejemplo' una l+mpara cinta de acero calibradores internos y e3ternos y euipos para la medici"n de la cantidad de lec,ada si se utiliza. c) onjuntos de pernos de roca est+ndar se#4n se suministren por los !abricantes de los pernos incluyendo anclajes para ser evaluados lec,ada y materiales para la inyecci"n de lec,ada (si se reuiere) y euipo para la instalaci"n de pernos de la manera recomendada por los !abricantes (NOTA 2). Euipo para la aplicaci"n de la car#a al perno como en la #ura.1 incluye' a) 5n #ato ,idr+ulico con bomba manual y man#uera de presi"n capaz de aplicar una car#a mayor ue la resistencia tanto del ancla como del perno a ser probado y un viaje de al menos 67 mm. b) Euipo para la trans!erencia de car#a del #ato al perno (NOTA 8). 5n asiento es!%rico arandelas biseladas y9o cu/as debajo del #ato se reuieren para ase#urar ue la car#a aplicada es coa3ial con el perno. NOTA 8' Al#unos tipos de anclajes deben esencialmente ser tensionados durante su instalaci"n y esto debe ser evaluado usando una adecuada unidad de acoplamiento y uniendo la estructura para llevar car#a del #ato al perno (:i#. 1a). *iempre ue sea posible sin embar#o los anclajes deben ser ensayados sin el pre;tensionamiento del perno en cuyo caso se puede usar un conector de oricio central instalado sobre el perno. El arre#lo mostrado en la #ura tambi%n puede ser usado para probar los anclajes seleccionados en un sistema operativo de sostenimiento en algún momento despu%s de su instalaci"n siempre y cuando ello no pon#a en peli#ro el soporte en su totalidad. El porcentaje de la tensi"n remanente del perno aplicada inicialmente en el momento de la prueba puede estimarse a partir de la car#a reuerida para simplemente a
Euipo para la medici"n de car#a y desplazamiento incluye' a) 5n dispositivo de medici"n de car#a por ejemplo' una celda de car#a o un man"metro de presi"n ,idr+ulico conectado a la bomba y calibrado en unidades de car#a. La medici"n debe tener una precisi"n de & por ciento de la car#a m+3ima alcanzada en la prueba. El dispositivo debe incluir un indicador de car#a m+3ima. b) Euipo para la medici"n de desplazamiento a3ial de la cabeza del perno (recorrer al menos 67 mm y una precisi"n de 7.76 mm (NOTA 6)). >or ejemplo un solo medidor de l-nea de medici"n directamente en la cabeza del perno se puede usar alternativamente el desplazamiento se puede obtener como la media de dos o tres medidores espaciados euidistantes del perno como se muestra en la #ura 1b. NOTA 6' uando se prueban los anclajes ue en !uncionamiento est+n destinados a proporcionar reacci"n para las car#as e3ternas (ejm' sosteniendo los anclajes para #r4as cables de suspensi"n) el euipo de prueba debe ser dise/ado de manera ue !uerzas de reacci"n de prueba no se aplican m+s cerca ue 9una lon#itud del perno9 de 9la per!oraci"n de anclaje9.
3. PROCEDIMIENTO: 2.1 >reparaci"n del sitio' a) El lu#ar (o lu#ares) de prueba se seleccionan para ase#urar ue las condiciones del macizo rocoso sean representativas de auellas en las cuales los pernos operar+n (ver NOTA 1).
b) Los taladros son per!orados con!orme !ueron especicados y en las ubicaciones convenientes para el ensayo (NOTA* 1 y 2). El !rente rocoso ue rodea cada taladro debe ser rme y plano y el taladro debe ser perpendicular a la cara (?; 6 #rados).
c) Los taladros y materiales de anclaje se inspeccionar+n antes de su instalaci"n para ase#urarse de ue cumplen con las especicaciones. Los datos preliminares ejm' las dimensiones medidas del taladro perno anclaje y el tipo (y condici"n) de la roca en el sitio de la prueba ser+n re#istrados en una ,oja de datos (ejm' :i#. &). d) Los pernos ser+n instalados en la manera especicada (NOTA 2) re#istrando los detalles esenciales tales como el torue de instalaci"n (si lo ,ay) y la !ec,a y momento de la instalaci"n. 2.& Ensayo' a) El euipo de car#a se ensambla teniendo cuidado de ase#urarse ue la direcci"n del pull sea a3ial al perno ue el euipo se siente rmemente sobre la roca y ue nin#una parte del perno o columna de lec,ada inter!erir+ con la aplicaci"n o la medici"n de la car#a durante la prueba (NOTA 6). b) *e aplica una car#a arbitraria inicial no superior a 6 @N (677 @#!) para tensar en el euipo. El euipo de desplazamiento se monta y comprueba. NOTA ' El sistema de medici"n del desplazamiento debe montarse de manera se#ura y los comparadores (dial #a#es) deben estar situados en roca rme planaB las placas de vidrio o de metal pueden si es necesario ser cementadas a la roca para proporcionar supercies lisas de medici"n perpendiculares al perno. Todo el euipo de medici"n (obli#atoriamente) se debe c,euear y calibrar en intervalos re#ulares para ase#urarse de ue l os est+ndares de precisi"n reueridos por este “m%todo propuesto se manten#an. c) El anclaje se ensaya mediante el incremento de la car#a ,asta ue un desplazamiento total mayor ue 87 mm ,aya sido re#istrado o ,asta ue el perno ceda o se !racture si esto ocurre primero. d) Las lecturas de car#a y desplazamiento se toman en incrementos de apro3imadamente 6;@N (677;@#!) car#a o desplazamiento de 6 mm lo ue ocurra primero. La velocidad de aplicaci"n de la car#a debe estar en el ran#o de 6;17 @N 9 min. Las lecturas se toman solamente despu%s de ue tanto la car#a y el desplazamiento se ,an estabilizado. Los tiempos reueridos para la estabilizaci"n deben ser re#istrados.
4. CÁLCULOS:
8.1 Los valores totales de desplazamiento se calculan con!orme la prueba pro#resa restando las lecturas iniciales de las lecturas adicionales tomando las medias si se usa m+s de un medidor. 8.& Los datos de la prueba se plotean #r+camente como se muestra en la :i#. 2. La resistencia del anclaje denida como la m+3ima car#a alcanzada en la prueba siempre que el propio perno no ceda o falle se re#istra en esta #r+ca. *i el perno cede o !alla la car#a CD a la ue esto ocurre es re#istrada y la resistencia del anclaje se especica como Fdesconocido pero mayor ue CDF.
8.2 El alar#amiento (elon#aci"n) el+stico del perno para una car#a aplicada dada se puede calcular como' Alar#amiento para una car#a > es i#ual a (>GL)9(AGE) 0onde L es la lon#itud (tensionada) sin lec,ada del perno ? 192 de la lon#itud con lec,ada ? lon#itud de la barra e3tensi"n utilizadaB A es el +rea de la secci"n trasversal del pernoB y E es el modulo el+stico del acero del perno. *e dibuja una l-nea recta D;D para atravesar este punto y el ori#en de la #r+ca car#a;desplazamiento (:i#. 2). *e trazan l-neas las rectas H;H y I;I en el debilitamiento especicado y las 4ltimas car#as (ultimate loads) del perno. 5na comparaci"n de la curva real (del ensayo) con estas tres l-neas permite una evaluaci"n independiente del anclaje y del comportamiento del perno. 8.8 >ara la evaluaci"n de los anclajes cementados (con lec,ada) los resultados de varios ensayos deben ser abstra-dos y presentados
#r+camente para mostrar la in
5. REPORTE DE RESULTADOS: 6.1 El reporte debe incluir las ,ojas de datos y los #r+cos ilustrados en las :i#s. &;8 juntas con todos los detalles de' a) Joca en la cual el anclaje !ue evaluado. b) Los anclajes y el euipo asociado. c) Los taladros incluyendo lon#itud di+metro m%todo de per!oraci"n rectitud limpieza seuedad y orientaci"n. d) K%todo y tiempo de instalaci"n. e) K%todo y tiempo de ensayo. !) Naturaleza de !alla y otras observaciones pertinentes a los resultados del ensayo. 6.& *i se reuiere el reporte puede tambi%n comparar el desempeño de los anclajes evaluados con un desempeño arbitrario aceptable establecido por un previo ensayo extensivo. La resistencia del anclaje desplazamientos
totales y el desplazamiento por incremento de car#a deben considerados cuando se ,ace esta comparaci"n.
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