RESUMEN DE ENSAYOS FISICOS, TRACCION INDIRECTA Y CARGA PUNTUAL EN ROCAS

UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNIDAD DE POSGRADO MAESTRIA EN CIENCIAS E INGENIERIA CIVIL CON MENCION EN GEOTECNIA

RESUMEN DE ENSAYOS FISICOS, TRACCION INDIRECTA Y CARGA PUNTUAL EN ROCAS

I.- INTRODUCCION

En el presente informe se presenta tres (03) tipos de los ensayos realizados en el Laboratorio de Mecánica de Rocas de la Facultad de Ingeniería de d e Minas de la Universidad Nacional de Ingeniería, para determinar las Propiedades físicas, Tracción indirecta y carga puntual de muestras de rocas. Estos tres primeros ensayos son parte de un cronograma planteado en el curso de Mecánica de Rocas de la maestría en Geotecnia de la facultad de Ingeniería Civil. La realización de estos tipos de ensayos es muy importante dentro del conocimiento práctico para el profesional de ingeniería civil que está ligado al estudio del comportamiento mecánico de las rocas; es muy necesario conocer ciertas caracterices físicas y simular comportamientos de este tipo de material.

CURSO: MECANICA DE ROCAS / LIMA - 2017

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNIDAD DE POSGRADO MAESTRIA EN CIENCIAS E INGENIERIA CIVIL CON MENCION EN GEOTECNIA

II.- OBJETIVOS ➢

El objetivo principal del presente informe es brindar conocimiento al maestrante en geotecnia de los procedimientos de ensayos de laboratorio en mecánica de rocas, así mismo con los resultados obtenidos se procede a elaborar los cálculos matemáticos para proceder a dar las recomendaciones que correspondan.

➢

Con el ensayo de laboratorio se conocerá las propiedades físicas de la muestra de roca, tales como peso específico natural, peso específico seco y peso específico saturado.

➢

Con el ensayo de Tracción Indirecta se obtendrá como resultado la resistencia a la tracción indirecta de la muestra de roca.

➢

Con el ensayo de carga puntual se obtendrá como resultado el índice para la clasificación de los materiales rocosos.

➢

Realizar los procedimientos de cálculos según normas y reglamentos vigentes.

➢

Interpretación de los resultados obtenidos.



III.- ENSAYOS DE PROPIEDADES FISICAS DE LA R OCA 3.1.- Norma de referencia:

Para los ensayos de Propiedades Físicas de la muestra de Roca se tomaron como referencia normativa: gravedad específica, porosidad, absorción (ASTM C - 9783) y densidad (ASTM D – 2937). 3.2.- Tamaño y Tipo de la muestra:

Se tomaron tres (03) muestras representativas con las siguientes características: Cuadro N° 01: Muestras representativas de roca

Diametro

Espesor

(cm)

(cm)

Muest ra 01

4.93

2.06

Muest ra 02

4.95

2.06

Muest ra 03

4.93

2.06

Descripcion

* No se ha identificado el tipo de roca al que pertenece. 3.3.- Propiedades Físicas de la Muestra.

A continuación, se describe en el siguiente cuadro las propiedades físicas obtenidas en los ensayos de laboratorio: Cuadro N° 02: Medición de Pesos de la Muestra de Roca

Peso

Espesor

(cm)

(cm)

Muestra 01

4.93

2.06

93.13

92.21

94.78

Muestra 02

4.95

2.06

87.67

87.4

90.85

Muestra 03

4.93

2.06

93.77

93.54

95.26

Descripcion

Natural (gr)

Peso

Peso

Diametro

Seco (gr)

Saturado (gr)

Cuadro N° 03: Calculo de propiedades Física de la Muestra

Descripcion

Volumen (cm3)

Densidad Porosidad Absorcion

ɣw

(gr/cm3) (gr/cm3) eficaz (%)

(%)

Muestra 01

39.32

1.00

2.37

6.54%

2.79%

Muestra 02

39.64

1.00

2.21

8.70%

3.95%

Muestra 03

39.32

1.00

2.38

4.37%

1.84%

Para el cálculo de las propiedades físicas se utilizaron las siguientes formulas: •

Porosidad (n%): (%) =

    


UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNIDAD DE POSGRADO MAESTRIA EN CIENCIAS E INGENIERIA CIVIL CON MENCION EN GEOTECNIA •

Densidad o Peso Específico (ɣ):  =

•

   

Absorción (W%): (%) =

  −    



3.4.- Observaciones: para este ensayo en específico no se determinó el

índice de permeabilidad (k) de la muestra de roca.

IV.- ENSAYO DE TRACCION INDIRECTA 4.1.- Norma de referencia:

Para realiza este ensayo a carga estática, se ha utilizado la Norma técnica peruana NTP 339.084/ASTM C496. 4.2.- Método: Existe un método para determinar la resistencia a tracción

indirecta (Ensayo brasileño) sobre probetas cilíndricas, que también se puede usar para probetas cúbicas o prismáticas.

4.3.- Tamaño y Tipo de Muestras: Se tomaron tres (03) muestras

representativas con las siguientes características:

Cuadro N° 04: Muestras representativas de roca

Diametro

Espesor

(cm)

(cm)

Muest ra 01

5.37

2.53

Muest ra 02

5.37

2.51

Muest ra 03

5,38

2.55

Descripcion

4.4.- resultados de Ensayos: Para este ensayo se utilizó el equipo de

compresión del laboratorio de mecánica de rocas de la faculta de Ingeniería de minas – UNI, en los cuales se obtuvieron los siguientes resultados: Cuadro N° 05: Resultado de ensayo de resistencia a la tracción Indirecta (método Brasilero) Diametro

Espesor

relacion

(cm)

(cm)

(e/D)

Muestra 01

5.37

2.53

Muestra 02

5.37

Muestra 03

5.38

Descripcion

Carga de Carga de

Resistencia a la

Resistencia a la

Traccion Indirecta

Traccion Indirecta

Rotura

Rotura

(KN)

(Kg)

0.471

15.8

1,611.13

75.49

0.74

2.51

0.467

19.5

1,988.42

93.92

0.92

2.55

0.474

19.3

1,968.02

91.32

0.90

(

ct


) Kg/cm2

(

ct

) KN/cm2


Para el caculo de la resistencia a la tracción indirecta se utilizó las siguientes formulas:  =

∗ ∗∗

Donde: P= Carga Ultima de Rotura de la probeta (Kn) D= Diametro de la probeta (cm) L= Longitud de laa Probeta (cm) 4.5.- Observaciones:

De acuerdo a los resultados obtenidos en el cuadro N° 05, se puede observar que la relación L/D son menores a 0.50, en la cual se especifica según la norma de referencia, que debe estar en el rango de 0.50.

V.- ENSAYO DE CARGA PUNTUAL 5.1.- Norma de referencia:

Para realizar este ensayo, se ha utilizado la Norma ASTM D 5731-08, y que se refiere al Método de Prueba estándar para el “Determinación Del

Índice De Resistencia De La Carga Puntual De La Roca Y Clasificación De La Resistencia De La Roca. 5.2.- Método: Este ensayo consiste en aplicar una carga concentrada

sobre la muestra hasta que esta se rompa. Dependiendo de la forma de la muestra y la dirección de aplicación de la carga, se tienen diferentes modalidades de ensayo: a) Ensayo diametral: los núcleos a ensayar tienen una relación longitud/ diámetro > 1.0 b) Ensayo axial: los núcleos a ensayar tienen una relación longitud/ diámetro que varía entre 0.3 – 1.0 c) Ensayo de bloques: se ensayan bloques de 50 ±35mm. La relación alto/ancho debe estar entre 0.3 – 1.0

5.3.- Tamaño y Tipo de Muestras: Se tomaron tres (03) muestras

representativas con las siguientes características: Cuadro N° 06: Muestras representativas de roca

Descripcion

Diametro (cm)

Muest ra 01

4.54

Muest ra 02

4.54

Muest ra 03

4.54



5.4.- Resultados de Ensayos: Los ensayos realizados con las tres (03)

muestras representativas se hicieron mediante la modalidad de Ensayo Diametral. Para este ensayo se utilizó el equipo de carga puntual del laboratorio de mecánica de rocas de la faculta de Ingeniería de minas – UNI, en los cuales se obtuvieron los siguientes resultados: Cuadro N° 07: Resultado de e nsayo de Carga Puntual (Ensayo Diametral)

Descripcion

Diametro (cm)

Factor de Correccion (F)

Carga de

Indice de Carga

falla (KN)

Puntual I s(50) ( Mpa)

Indice de Carga Puntual Corregida c (Mpa)

Muest ra 01

4.54

0.9575

7.2

3.49

3.34

Muest ra 02

4.54

0.9575

12.8

6.21

5.95

Muest ra 03

4.54

0.9575

13.3

6.45

6.18

Para el caculo de la resistencia a la tracción indirecta se utilizó las siguientes formulas:

Donde: P= Carga Ultima de Rotura de la probeta (KN) De= Diámetro de la probeta (mm) I50= Índice de Carga puntual sin corrección(Mpa)

En este caso la muestra no tiene un diámetro de 50mm, por lo que se requiere realizar una corrección al índice de Carga Puntual como sigue:

Donde: F= Factor de Corrección El índice de carga puntual Corregida (sc) seria: c=

F*I50

5.5.- Observaciones:

De acuerdo a la Norma ASTM D5731, el contenido de agua puede alterar el resultado obtenido, en este caso no se ha tomado en cuenta este parámetro, asumiendo que las muestras están secas.



VI.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

6.1.- CONCLUSIONES: ➢

Para la obtención de los parámetros físicos de las muestras de roca, no se ha podido verificar in situ el proceso de la obtención de estos datos de laboratorio (cuadro N°02).

➢

Con los datos alcanzados por el laboratorio (cuadro N°02) se ha calculado el promedio de los siguientes parámetros físicos: -

Absorcion (%) = 2.86% Porosidad Eficas (%) = 6.54% Densidad (gr/cm3) = 2.32

➢

El promedio de la Resistencia a la tracción indirecta de la muestra de roca es 0.85 KN/cm2.

➢

El promedio del índice de Carga puntual de la muestra de roca es 5.26 MPa.

➢

Como conclusión final, se ha podido observar tres procedimientos de ensayos para la obtención de algunas propiedades físicas de la muestra de roca, así como ciertos parámetros de resistencia.

6.2.- RECOMENDACIONES: ➢

Se recomienda establecer según normatividad el número de muestras que deben ser considerados en los ensayos realizados en el presente informe.

➢

Para cada equipo utilizado en el ensayo se deberá brindar el certificado de calibración de los equipos.


RESUMEN DE ENSAYOS FISICOS, TRACCION INDIRECTA Y CARGA PUNTUAL EN ROCAS

Recommend Documents