Ensayo Sobre Rocas

Introducción.

Para obtener las propiedades mecánicas de las rocas hay que acudir a una muestra de un tamaño suficiente para que incluya a un gran número de partículas constituyentes, pero suficientemente pequeño para excluir las discontinuidades estructurales mayores, de forma que las que las propiedades de la muestra sean homogéneas.

Para el dimensionamiento de minas subterráneas es necesario obtener muestras del techo, muros, caja, pilares, etc.

Las probetas se suelen preparar a partir de los testigos de sondeos de investigación del yacimiento, aunque en determinados puntos específicos se pueden efectuar sondeos con el único objetivo de ensayar los testigos obtenidos.

A veces se pueden extraer bloques de roca de la mina y obtener de ellos probetas cilíndricas mediante una sonda en el laboratorio. Estos bloques deben extraerse prescindiendo de voladuras, para evitar posibles errores en los resultados de los ensayos debido a las tensiones generadas en la voladura

Cuando la humedad tiene una influencia sensible en el comportamiento de la roca, las muestras que se van a ensayar en el laboratorio deben parafinarse en el momento de la extracción de la mina.

Aspectos Teóricos

La determinación de la dinámica y propiedades geomecánicas de las rocas, sigue un procedimiento preestablecido. Estos procedimientos se inician con la obtención de testigos de rocas obtenidos mediante saca, los cuales están equipadas mediante coronas de diamantes. Este tipo de equipo, permite la obtención de testigos de diámetros que oscilan en un variado rango de diámetros.

En la siguiente etapa, los testigos son cortados en sus extremos mediante sierras especiales para roca las cuales están diamantadas, luego sus extremos son pulidos en máquina esmeril, tratando lo posible de que las bases sean lo más paralelas posibles entre sí, para los posteriores ensayos destructivos, y de que estas no contengan asperezas. El pulido de las bases se realiza usando el compuesto carburo de silicio, malla 320 y 240, más agua logrando el paralelismo necesario.

Los ensayos o pruebas de testigos, se pueden dividir en dos grupos, los cuales son:

Ensayos no destructivos.

Ensayos destructivos.

Ensayos No Destructivos

Dentro de estos ensayos se contemplan aquellos en que la muestra no se destruye al ser ensayada, lo cual permite que sea usada en otro tipo de ensayo, como por ejemplo de estas pruebas, se tiene:

Ensayo de:

Densidad

Porosidad

Peso específico

Humedad

Medición de ondas S y P (Obtención del módulo de Young y de Poisson)

Angulo de fricción básico

Ensayo de Velocidad de Onda P y S.

Dentro de los ensayos no destructivos, está la determinación de constantes elásticas dinámicas que se realizan mediante mediciones de velocidad de ondas de compresión (Vp) y de corte (Vs), en probetas de peso específico conocido.

El equipo que se utiliza para las mediciones de ondas P y S consta de:

Unidad generadora de pulso, que consta de un generador de pulso y un amplificador de poder.

Unidad de transducer (palpadores piezoeléctricos), que consiste en un transmisor, el cual convierte los impulsos eléctricos en mecánicos.

Unidad receptora de ondas, que consiste en un osciloscopio TEX TRONIX 5115, que tiene incorporado un amplificador de voltaje.

El procedimiento consiste en colocar los palpadores piezoeléctricos sobre la probeta, en donde la línea que conecta los centros de las áreas de contacto no debe estar inclinada más de dos grados con respecto a la línea perpendicular de cada área. Se pone un poco de grasa sobre las caras del testigo o probeta para permitir una mejor transmisión de ondas por lo transducer. La lectura del tiempo inicial en la pantalla se determina uniendo los trasducer sin el testigo, donde el tiempo inicial To está determinado por la primera onda de forma recta en la pantalla del osciloscopio. Luego, estando los palpadores piezoeléctricos sobre la probeta, se determinan en forma simultánea los tiempos P y S.

Cálculo de la Velocidad P y S.

Donde:

Vp = Velocidad de onda P.

Vs = Velocidad de onda S.

Tp = Tiempo de onda P.

Ts = Tiempo de onda S.

L

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