Ensayos De Laboratorios De Roca Intacta

Introducción

Existen varios tipos de ensayos, como por ejemplo, para nombrar algunos: Ensayo de compresión simple, ensayo de carga puntual, ensayo de compresión triaxial, ensayo brasileño, ensayo de cisalla/corte, ensayo de tracción directa y ensayo de resistencia a la desintegración. Todos estos ensayos tienen lógicamente ciertas ventajas como también desventajas como que algunos son más rápidos de realizar que otros, o como que otros no necesitan preparación en la muestra y otros que son bastante más caros también.

En esta ocasión, se hablará específicamente de tres de ellos: El ensayo de compresión simple, el ensayo de compresión triaxial y ensayo de carga puntual.

El comportamiento mecánico de las rocas está definido por su resistencia y su deformabilidad. La resistencia es el esfuerzo que soporta una roca para determinadas deformaciones. Cuando la resistencia se mide en probetas de roca sin confinar se denomina resistencia a compresión simple, y su valor se emplea para la clasificación geotécnica de las rocas.

El ensayo Triaxial constituye el método más versátil en el estudio de las propiedades esfuerzo-deformación. Con este ensayo es posible obtener una gran variedad de estados reales de carga. Esta prueba es la más común para determinar las propiedades esfuerzo-deformación. Una muestra cilíndrica de un suelo es sometida a una presión de confinamiento en todas sus caras. A continuación se incrementa el esfuerzo axial hasta que la muestra se rompe. Como no existen esfuerzos tangenciales sobre las caras de la muestra cilíndrica, el esfuerzo axial y la presión de confinamiento, son los esfuerzos principal mayor y principal menor respectivamente. Al incremento de esfuerzo axial, se denomina esfuerzo desviador.

El ensayo de carga puntual se utiliza para determinar la resistencia a la compresión simple de fragmentos irregulares de roca, testigos cilíndricos de sondajes o bloques, a partir del índice de resistencia a la carga puntual (Is), de tal forma que el stress aplicado se convierte a valores aproximados de UCS, según el diámetro de la muestra. El procedimiento consiste en romper una muestra entre dos puntas cónicas metálicas accionadas por una prensa.

A continuación se presentará con mayor detalle cada uno de los tipos de ensayos escogidos, para conocer mayores generalidades y la manera de aplicar estos ensayos propiamente tal.

Desarrollo

Antes de comenzar viendo cada uno de los tres ensayos de laboratorio de roca intacta, se presentará un cuadro explicativo con los diferentes tipos de ensayos, con sus ventajas y desventajas, ya sea en preparación o elaboración y en sus costos económicos asociados:

Ensayo uniaxial o de compresión simple

Este ensayo permite determinar en el laboratorio la resistencia uniaxial no confinada de la roca, o resistencia a la compresión simple, σc. Es un ensayo para la clasificación de la roca por su resistencia. La relación entre los esfuerzos aplicados en el ensayo es:

En este ensayo se deben cumplir las siguientes condiciones:

• Razón Largo/Ancho de la probeta debe ser 2.5 a 3.0:1

• Extremos deben ser paralelos y pulidos, sin grietas.

• Ancho de muestra debe ser >10 veces el tamaño medio del grano.

El ensayo trata de la aplicación gradual de una fuerza axial a un cilindro de roca, hasta que se produce su rotura, los datos obtenidos son: σ1 obtenido del ensayo, σ2, σ3. Con estos datos se puede obtener σc (resistencia a la compresión simple).

Procedimiento:

1. Concebir una idea general de la roca en cuanto a su litología y estructuras.

2. Identificar las muestras.

3. Medir las dimensiones de la muestra para validar si satisface las condiciones del ensayo.

4. Se recubre la muestra con una membrana cuyo fin será el de evitar que al momento de fallar la roca no salten fragmentos y dañen a personas u objetos de alrededor.

5. Se sitúa el testigo de tal forma que el pistón de la máquina quede paralelo a las caras transversales de la muestra.

6. Una persona se encarga de medir la presión a la cual está siendo sometida la muestra mediante un manómetro conectado directamente a la prensa hidráulica, la presión debe ser medida a cada instante ya que al momento de fallar, la aguja que indica el valor de la carga vuelve al punto de partida.

7. Una segunda persona será la encargada de ir aumentando paulatinamente la presión en la prensa hidráulica.

8. Una vez falle el testigo se retira y se analizan las condiciones y modo de ruptura.

Ensayo de compresión triaxial

Este ensayo representa las condiciones de las rocas in situ sometidas a esfuerzos confinantes, mediante la aplicación de presión hidráulica uniforme alrededor de la probeta. Permite determinar la envolvente o línea de resistencia del material rocoso ensayado a partir de la que

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