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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO ESCUELA PROFESIONAL INGENIERÍA DE MINAS

CURSO: LABORATORIO DE MECANICA DE ROCAS TEMA: MUESTRA DE ROCA - ARENISCA CUARZOSA PRESENTADO POR: 

LAURA NINA, Ivan

101955



PACORI TOQUE Neryo

093503



MAMANI CALCINA Deniz

082879

PUNO-PERU

MECÁNICA DE ROCAS

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2014

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INDICE CAPITULO I ASPECTOS GENERALES 1.1. Introducción 1.2. Objetivos 1.3. Ubicación y vías de acceso 1.4. Aspectos climáticos 1.5. Metodología CAPITULO II MARCO TEÓRICO Y CONCEPTUAL 2.1. Marco Geomorfológico 2.1.1. Características regionales 2.1.2. Características locales 2.2. Marco Geológico 2.2.1. Geología regional 2.2.2. Unidades Geológicas 2.2.3. Unidades Estratificadas 2.2.4. Unidades Intrusivas

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2.2.5. Marco Geotectónico

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2.3. Marco Conceptual CAPITULO III PROPIEDADES DE IDENTIFICACIÓN, CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS – ARENISCA CUARZOSA 3.1. Propiedades De Identificación Y Clasificación 3.1.1. Color 3.1.2. Textura 3.1.3. Tipo De Roca 3.1.4. Composición Mineralógica 3.1.5. Observaciones 3.1.6. Densidad 3.1.7. Porosidad 3.1.8. Contenido De Humedad 3.1.9. Permeabilidad (Coeficiente K) 3.1.10. Coeficiente De Poisson 3.1.11. Modulo De Elasticidad Dinámico ( Ed) Kg/Cm2x 105 3.1.12. Modulo De Elasticidad Elástico (E) Kg/Cm2x 105

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3.2. Propiedades Mecánicas

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3.2.1. Resistencia A Compresión Simple (Mpa) 3.2.1.1. Resistencia A Compresión Uniaxial (Mpa) 3.2.2. Resistencia A Tracción (Kp/Cm2) 3.2.3. Resistencia (Coeficiente C Y Φ) 3.2.3.1. Cohesión (C) 3.2.3.2. Angulo De Fricción Básico (Φ°) 3.2.4. Velocidad De Propagación De La Ondas Vp 3.3. Cuadro De Resumen

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3.4. Bibliografía Y Web grafía

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CAPITULO I ASPECTOS GENERALES 1.1. Introducción El área de estudio se encuentra morfológicamente, dentro la depresión del Lago Titicaca; cuya geología regional y local están constituidas lito estratigráficamente correlacionado principalmente rocas que afloran casi exclusivamente del mesozoico, la Formación Sipín de calizas grises en capas delgadas intercaladas con lutitas, contacto transicional, le sigue la Formación Muni está ausente encontrándose contacto transicional las areniscas de la Formación Huancané sobre las calizas Muni; La Formación Calizas Ayabacas se sobreponen a las areniscas del cretácico inferior en una secuencia fuertemente plegada, donde forman parte del Grupo Moho, hasta cenozoico Grupo Barroso de secuencia volcánica terciaria brechas de flujo, aglomerados, y lavas andesíticas-basálticas y los depósitos cuaternarios conformado por sedimentos lacustres, arenas y gravillas, limos, arcilla, arena limosa.

1.2. Objetivos 1.2.1.

Objetivo General:

 Del presente informe es contribuir al conocimiento geológico, geomecánico de la cuenca del Titicaca, incidiendo mayormente en la parte de geomecánica y geotecnia minera.

Objetivo Específicos:

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1.2.2.

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 Exploración y reconocimiento de campo.  Identificación de las características, propiedades, descripción de la roca arenisca cuarzosa del lugar de estudio.  Análisis de las condiciones estructurales y geomecánica de la roca in situ.

1.3. Ubicación y vías de acceso La zona estudiada se encuentra ubicada en los Andes del Sur del Perú, al suroeste del lago Titicaca, departamento de Puno, municipalidad menor de Yanamayo. Está comprendida entre los 13°00‟ y 16°15‟. Coordenadas UTM NORTE

ESTE

ALTURA

8 256 000

389 000

3810

8 250 000

394 000

4020

8 256 000

394 000

4080

La accesibilidad al lugar de estudio se recurre por carretera desde la ciudad de Puno y luego trocha con dirección a la municipalidad de Yanamayo hasta Huerta Huaraya, estando en la ciudad de Puno, se

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tomó un colectivo urbano hacia que se describe en siguiente tabla.

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Tramo CUADRO DE ACCESIBILIDAD

Puno Yanamayo Puno – Huerta Huaraya

Tipo de vía

Km.

Tiempo (min)

Asfaltado

2.00

30

AsfaltadoTrocha

2.00

0.15

1.4. Aspectos climáticos

En general hay dos estaciones principales, las cuales son modificadas por la topografía, dando un clima cordillerano y un clima altiplánico. Se puede ver que el altiplano tiene un periodo frio alcanzando temperaturas bajas a 0°C entre mayo y agosto, este último es particularmente un mes con mucho viento. La estación lluviosa, correspondientes a los meses de verano, con fuertes precipitaciones pluviales, que se inicia en el mes de enero y finaliza en el mes de marzo y existe una predominación de ambiente húmedo a templado con temperaturas de 10°C a 15°C. 1.5. Metodología I.

PRIMERA PARTE

a) RECOPILACION Y REVISION DE FUENTES DE INFORMACION DE LA MUESTRA En esta etapa del informe se recopilará toda la información necesaria para realizar luego en el laboratorio los respectivos ensayo y análisis.

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II. SEGUNDA PARTE La segunda parte del informe, constará de los ensayos realizados a las muestras representativas recogidas in situ del lugar de estudio, donde obtendremos los resultados que posteriormente serán analizados y evaluados.

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CAPITULO II MARCO TEÓRICO Y CONCEPTUAL 2.1. Marco Geomorfológico Esta es la parte de la geología que se ocupa de la descripción e interpretación de las características del relieve terrestre, tratando de reconstruir la historia de su pasado, su desarrollo y evolución posterior. La zona de estudio se encuentra geomorfológicamente dentro de la depresión central de lago Titicaca (Vélez, A; 1996). 2.1.1. Características regionales Esta región del Perú se divide en 3 unidades geomorfológicas importantes: cordillera oriental, altiplano, cordillera occidental. La cuenca que es parte del altiplano muestra un ancho máximo de 150 Km. Y una altura promedio de 4000 msnm.  Puna altiplánica occidental  Depresión central de lago Titicaca.  Sinclinorio de Putina. 2.1.2. Características locales El área de estudio comprende de las siguientes características geomórficas: planicie en forma relativa, pampas, colinas aisladas y

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mesetas con alturas medianas y pendientes suaves, la inclinación de

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esta depresiones la dirección de Lago Titicaca, pequeños valles producidos por el flujo del agua y lomas sobre llanuras. 2.2. Marco Geológico 2.2.1. Geología regional Nuestra zona de estudio forma parte de la cuenca del Titicaca que es una depresión alargada en dirección NW de origen tectónico. Las rocas más antiguas que se han identificado son las calizas Sipín de edad Jurásico Superior, NEWELL (1945). Debido a varios periodos orogénicos ocurridos en el área. Grandes espesores de la sección han sido erosionados, motivo por el cual no es posible encontrar una sección completa en el área. 2.2.2. Unidades Geológicas El área de estudio está conformada por diversas unidades litológicas, que se han depositado hace millones de años y acompañado con fuertes movimientos tectónicos de compresión, las unidades litológicas son de mares someras y continentales de regresión y transgresiones distribuidos en millones de años con diferentes colores de cada unidad. Las unidades litológicas como el Grupo Moho, caliza Ayabacas, Formación Muni, esta unidad sufrió un movimiento de compresión, la cual dejo la posición actual estas unidades. Además como la zona cuenta en su gran mayoría de calizas,

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ocurriendo asi disolución de carbonatos en la superficie y subsuelo

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hacia la ribera lacustre e inmediaciones, dando origen a las arcillas, limos, etc. 2.2.3. Unidades Estratificadas SISTEMA MESOZOICO FORMACION ARENISCAS HUANCANÉ (Ki-h) En el área de estudio, la formación consiste de areniscas rosadas, impuras, masivas, localmente cuarcíticas y feldespáticas, de textura granular media a fina; en parte, presenta conglomerados finos. Formando colinas, rangos de la potencia varían de 55 a 100 metros, llegando a 600 metros en otras áreas vecinas. Arenisca de grano fino, delgada estratificada, con limolitas areniscosas 10 a 20 centímetros de grosor y arenisca marrón-rojizo de grano fino a grueso hasta 30 centímetros de grosor las areniscas gruesas están finalmente laminadas en gruesa capa cruzada de canal, grosor de 200 metros. La formación Huancané es de ambiente semicontinental a continental y tiene su mayor desarrollo en la parte nororiental de Lago Titicaca. GRUPO MOHO (Km-m) Se da esta denominación a una secuencia sedimentaria constituida

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principalmente por areniscas y lutitas calcáreas.

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FORM.

UNIDADES LITOESTRATIGRAFICAS DESCRIPCION

BARROSO

GPO.

AYABACAS HUANCANE MUNI

Derrames andesiticos, piroclasticos y brechas volcánicos.

Lutitas rojas, negras y grises. Caliza gris fino con huecos, fosiles Contacto concordante.

Areniscas de estratificación gruesa, fino a medio

redondeado

y

bien

clasificado,

porosidad. Contacto gradacional.

Limolitas, lutita y areniscas rojas a marrón.

Caliza gris terrosa amarillenta, arenisca finas. Discordancia angular.

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SIPIN

CENOMANIANO TITONIANO

ALVIANO

PLIOCENO

Sedimentos lacustres, arenas y gravilla. Limos, arcilla, arena limosa. Discordancia erosional.

APTIANO

INEOGENO CRETACEO

MESOZOICO

PISO

CUATERNARIO

SISTEMA

CENOZOICO

ERA

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CAPITULO III PROPIEDADES DE IDENTIFICACIÓN, CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS – ARENISCA CUARZOSA 3.1. Propiedades De Identificación Y Clasificación 3.1.1. Color Es una de las características más importantes de las rocas ya que lo primero que llama la atención es el color. La complejidad de sus colores se debe a los minerales constituidos en su estructura y muchos de ellos se deben su nombre a su color representativo. 3.1.2. Textura Tamaño, forma y disposición de los minerales componentes de las rocas. Las rocas sedimentarias presentan las siguientes texturas: granoblásticas, porfiroblásticas, cristaloblásticas, masivas, oolíticas, sacaroides, etc. 3.1.3. Tipo De Roca Por la formación detallada en el capitulo anterior nuestra muestra es de tipo de roca sedimentaria ya que son rocas exógenas producto de la consolidación y diagénesis de los materiales fragmentados originados por la erosión de rocas pre-existentes.

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3.1.4. Composición Mineralógica

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Es la descripción en porcentajes de la distribución de minerales en una matriz total de la roca. 3.1.5. Observaciones Son anotaciones que nos podrían ser muy útiles en el momento de los análisis para tomar decisiones correctas. Como en muestra presenta alto contenido de cuarzo. 3.1.6. Densidad Es la relación de peso de un mineral con respecto al peso del agua en igualdad de volúmenes. Con respecto en rocas esto varía mucho a la composición de minerales presentes, en nuestra muestra es de 2.4 gr/cm3. 3.1.7. Porosidad Es la relación existente entre el volumen de los intersticios porosos y el volumen de la roca o suelo. La porosidad se expresa siempre en porcentaje. La porosidad eficaz es la relación de los poros interconectados y el volumen de la muestra, sin embargo en rocas será menor que la real. 3.1.8. Contenido De Humedad Es el porcentaje de agua con respecto al volumen seca de la muestra. 3.1.9. Permeabilidad (Coeficiente K)

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O conductividad hidráulica es la capacidad de transmitir agua de una

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roca. La filtración y el flujo de agua a través de la matriz rocosa se produce a favor de los poros y fisuras, dependiendo de la permeabilidad de la interconexión entre ellos y de otros factores como el grado de meteorización, anisotropía. 3.1.10. Coeficiente De Poisson Es la constante de proporcionalidad del comportamiento elástico del material rocoso, método para obtener la constante elástica es a partir del ensayo de resistencia Uniaxial. 3.1.11. Modulo De Elasticidad Dinámico ( Ed) Kg/Cm2x 105 Ley que mide los esfuerzos y controla la deformación de las rocas. 3.1.12. Modulo De Elasticidad Elástico (E) Kg/Cm2x 105 O llamado también modulo de Young, lo cual es la proporcionalidad entre l esfuerzo y la deformación axial. 3.2. Propiedades Mecánicas 3.2.1. Resistencia A Compresión Simple (Mpa) Sirve para determinar la resistencia a compresión uniaxial de una probeta cilíndrica de roca de altura entre el doble y el triple del diámetro. 3.2.1.1. Resistencia A Compresión Uniaxial (Mpa) 3.2.2. Resistencia A Tracción (Kp/Cm2)

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Es el máximo esfuerzo que soporta el material ante la rotura a por

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tracción. Se obtiene aplicando fuerzas traccionales y distensivas a una probeta cilíndrica de roca en laboratorio. 3.2.3. Resistencia (Coeficiente C Y Φ) 3.2.3.1. Cohesión (C) Es la fuerza de unión entre sus partículas de minerales que forma la roca. 3.2.3.2. Angulo De Fricción Básico (Φ°) Es el ángulo de rozamiento entre dos planos de la misma roca. 3.2.4. Velocidad De Propagación De La Ondas Vp (M/S) La velocidad de las ondas longitudinales o de compresión, Vp, se utiliza como índice de clasificación, y su valor es indicativo de Ia calidad de la roca, correlacionándose linealmente con la resistencia a

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la compresión simple.

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3.3. Cuadro De Resumen

CUADRO DE RESUMEN DE LA MUESTRA DE ROCA ARENISCA CUARZOSA Propiedades De Identificación Y Clasificación Color

Pardo Rojizo

Textura

Clástica

Tipo De Roca

Sedimentaria

Composición Mineralógica

CZ=80%, CEMENTO SILÍCEO=10%, FE=10%. TOTAL = 100%

Observaciones

Son arenisca con alto contenido de cuarzo. Formación Huancané (KI – HU)

Densidad

2.4 Gr/Cm3

Porosidad

15 %

Contenido De Humedad

9%

Permeabilidad (Coeficiente K)

10-5- 10-10 K (M/S)

Coeficiente De Poisson

0.1-0.4

Modulo De Elasticidad

0.5-5.6

Dinámico ( Ed) Kg/Cm2x 105…. Modulo De Elasticidad Elástico

0.3-6.1

(E) Kg/Cm2x 105…. Propiedades Mecánicas Resistencia A Compresión

(122 Mpa)

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Uniaxial (Mpa)

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Resistencia A Tracción

(50-200 Kp/Cm2)

(Kp/cm2) Cohesión (c)

80-350 Kp/ cm2

Angulo De Fricción Básico (Φ°)

30-50 Grados

Velocidad De Propagación De

1400-4200 m/s

La Ondas Vp (m/s)

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Imagen 01: roca arenisca cuarzosa

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3.4. Bibliografía Y Web grafía - Informe De Exploracion Geologica Urus Chulluni Yanamayo - Distribución espacial de las temperaturas mínimas para la primera década del mes de Junio 2013. Fuente SENAHMI.

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- Mecánica De Rocas- Capitulo 3 – Ingeniería Geológica