• Author / Uploaded
• Dam

Citation preview

Ensayo de carga puntual: Point Load Strength Test (PLST) P

Hiramatsu and Oka (1966):

Is 

P d2

Is = índice de carga puntual P = carga de rotura aplicada al testigo d = distancia entre los punzones de carga

Broch and Franklin (1972): 𝜎𝑐 ≈ (22 − 24)𝐼𝑠(50)

d

Ensayo de carga puntual: Point Load Strength Test (PLST) P

ASTM (2008b): 𝜎𝑐 = 24𝐼𝑠(50)

𝐼𝑠 𝐼𝑠

𝐼𝑠

50

= 𝐹𝐼𝑠

50

𝑑 = 50

50

≈

d

0,45

𝑑 𝐼𝑠 50

𝐼𝑠

Correlaciones entre Is(50) y UCS

Tomado de Amr Farouk Elhakim, 2015 3

Para muestras irregulares, ISRM (1985) sugiere la intensidad del índice de carga puntual Is(50):

P

𝑃 (𝑁) 𝐼𝑠 = 2 𝐷𝑒 (𝑚𝑚)

Yin J-H et al. (2017)

P

W= 𝐷𝑒 =

4𝑊𝐷/𝜋 𝑜 𝐷𝑒 =

𝑊1 + 𝑊2 2

4𝑊𝐷´/𝜋

 El error de medición para W y D debe estar dentro de ± 5% y ± 2% respectivamente.  El tamaño de las muestras debe ser de 50 ± 35 mm.  Al menos 10 muestras deben ser analizadas. 4

Tomado de Yin J-H et al. (2017)

5

18 kN

Tomado de ASTM D 5731–95

Procedimiento para la determinación gráfica de Is (50) a partir de un conjunto de resultados a valores distintos de 50 mm (métodos sugeridos por el ISRM). 6

Ensayo triaxial

Placa superior

s1

60 mm

s2

membrana muestra de roca

s2

s2 = s3

s3

30 mm

s2 = s3

Placa inferior

s1 = s2 = s3 = Pc s1 = aumenta

SERVO

Cargamento axial Cámara de auto compensación

Acople térmico SERVO Presión de poro

SERVO Presión de confinamiento Celda de carga Muestra SERVO Presión de poro Salidas de alambres eléctricos

s1 = s2 = s3 = Pc s1 = aumenta

Generalidades sobre las condiciones experimentales Trayectos de carga:

Consigna o programa predefinido:  Sea una consigna de deformación (ejemplo: e constante)  Sea una consigna en esfuerzo (ejemplo: s constante) Medidas físicas:  Fuerzas, esfuerzos : ejercidos por la prensa.  Presiones : presión del fluido, presión de confinamiento.  Desplazamientos : desplazamientos relativos de las placas de la prensa, desplazamientos axiales y radiales de la muestra de roca, desplazamientos particulares de elementos de materia sobre la muestra.  Deformaciones por bandas extensométricas.  Volúmenes y caudales de líquido.  Tiempo.  Temperatura.

Condiciones drenadas (Sistema abierto)

Condiciones no drenadas (Sistema cerrado)

ds

ds

dPp dPp

Pp  constante dPp  nula

Pp  constante dPp  nula

Definiciones básicas Presión de poro (Pp):

 presión del fluido intersticial.  siempre menor que la presión de confinamiento.

Presión efectiva: Peff  Pc  Pp Tensión o esfuerzo medio (Pm):

Pm 

s 1  2s 3 3

Esfuerzo medio efectivo (P): P  s 1  2s 3  P p 3

Esfuerzo desviador o diferencial (Q): Q  s 1  s 3

Comportamiento mecánico bajo compresión isótropa o hidrostática.

s 1  s 2  s 3  Pc 1. ¿La roca es isótropa? 2. ¿La roca está microfisurada naturalmente? 1. Deformación idéntica en todas las direcciones del espacio. 2. Deformación lineal en función del esfuerzo:

Pc (1  2 ) e E

e1  e 2  e 3 :

Roca isótropa

V 3(1  2 )  e1  e 2  e 3  Pc V E

e 2  e 3  e1 :

Roca isótropa transversa

e 2  e 3  e1 :

Roca ortótropa

Caracterización de la microfisuración natural.

 

w  103 2c

Ejemplo

Caso de rocas muy porosas: presión del colapso de los poros.

Presión efectiva Peff, MPa

Colapso de poros

Compresión elástica

Cierre de microfisuras

Reducción de la porosidad, %

Loaiza et al., 2012

Comportamiento mecánico bajo compresión triaxial de revolución

s3 aumenta

Influencia de la presión de confinamiento

Loaiza et al., 2012

Loaiza et al., 2012

Resistencia al cizallamiento Puede ser determinado por ensayos de cizallamiento directo y por ensayos de compresión triaxial: La roca resiste por dos mecanismos internos : 1. Cohesión 2. Frotamiento interno

La cohesión es una medida del enlace interno de la roca. El frotamiento interno resulta del contacto entre las partículas y es definido por el ángulo de frotamiento interno.

Ensayo de cizallamiento directo

i 

Ti A

s ni 

Ni A

Varias configuraciones utilizadas para medir la fricción a lo largo de las superficies rocosas.

25