Modos de falla y ensayos de laboratorio

Presentación del tema: "Modos de falla y ensayos de laboratorio"— Transcripción de la presentación:

1 Modos de falla y ensayos de laboratorio

2 GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE
Modos de falla Configuración de las cargas genera que no predomine un modo de falla Flexión Cizalle Tracción directa GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE

3 GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE
Modos de falla Flexión: Falla por propagación de grietas de tensión Techo de labor en roca estratificada Fallamiento por peso propio GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE

4 GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE
Modos de falla Cizalle: Generación de superficie de ruptura donde los esfuerzos de corte se concentran Roca se relaja fracturándose y linera el esfuerzo También generado de manera indirecta con herramientas de perforación GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE

5 GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE
Modos de falla Tracción directa: Puede producirse al superarse la fricción, por gravedad Fractura en planos no conectados, de poca potencia GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE

6 GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE
Modos de falla Cuando la roca falla por tracción, la superficie de falla es áspera y no presenta material triturado o fragmentos Cuando la roca falla por corte, la superficie de falla es más suave y se genera una zona con material pulverizado Tracción directa también ocurre al existir demasiada presión al interior del túnel Este es el principio del fracturamiento hidráulico y tronadura GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE

7 Ensayos de laboratorio

8 Ensayos de laboratorio
Ensayos confinados y no confinados Ensayos de corte Ensayos de tracción directa e indirecta Prensa presión constante GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE

9 Ensayos de laboratorio
Sierra de diamante Equipo de preparación de probetas GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE

10 Ensayo de carga puntual
P es la carga al momento de la ruptura D es la distancia entre los puntos cargados GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE

11 Ensayo de compresión simple – no confinada
Ensayo más utilizado para medir resistencia de la roca s1f = P / A s1 crece de 0 a s1f s2 y s3 son cero Rango típico: MPa GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE

12 Ensayo de compresión simple – no confinada
Resultados pueden variar mucho al cambiar el procedimiento Probeta cilíndrica con razón largo-ancho de 2 a 2.5. Superficies planas, paralelas y suaves, perpendiculares al eje del cilindro Typical Rock Types Compressive Strength (MPa) Tensile Strength (MPa) Shear Strength (MPa) Bulk Density (Mg/m3) Porosity %  Granite 7-25 14-50 Diorite 15-30 NA Diabase 15-35 25-60 Gabbro Basalt 10-30 20-60 Gneiss 50-200 5-20 Marble 7-20 0.5-2 Slate Quartzite Sandstone 20-170 4-25 8-40 5-25 Shale 5-100 2-10 3-30 Limestone 30-250 10-50 Dolomite 15-25 1-5 Steel NA. GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE

13 Ensayo de compresión simple – no confinada
Ruptura de probeta puede producirse por la matriz o por algún plano pre-existente de debilidad GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE

14 GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE
Ensayo de durabilidad Resistencia a alterarse al someterse al ambiente (agua, aire) GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE

15 Ensayo de compresión triaxial
Aplicación simultánea de compresión y presión de confinamiento axisimétrica. Celda triaxial: depósito en que la probeta se somete a una presión de confinamiento mediante un líquido a presión (aceite) GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE

16 Ensayo de compresión triaxial
Confinamiento aumenta considerablemente la resistencia a la carga axial Al momento del peak de carga: s1f = P / A s1 crece de 0 a s1f s2 = s3 = p Orden en el que se aplican las cargas es relevante: Confinamiento p y luego hacer crecer s1 de 0 a s1f Confinamiento y esfuerzo axial simultáneos GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE

17 Ensayo de tracción indirecta o brasileño
Permite estimar la resistencia a la tracción Una roca cuyo largo es casi igual a su diámetro se rompe en un plano diametral paralelo al eje del cilindro cuando es cargado lateralmente Esfuerzo de tensión uniforme y perpendicular al plano diametral: st,B=2P/pdt GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE

18 Ensayo de tracción simple
Más complejo que el ensayo brasileño y que el de compresión simple Ensayo brasileño entrega valores más altos que el de tracción directa Menos interés práctico GEOTECNIA MINERA – UNIVERSIDAD DE CHILE