CÁLCULO DE RESISTENCIA COMPRESIVA – ENSAYO DE LABORATORIO.
1. MARCO TEORICO Resistencia a la compresión. - Esfuerzo máximo que puede soportar un material bajo una carga de aplastamiento. La resistencia a la compresión de un material que falla debido a la rotura de una fractura se puede definir, en límites bastante ajustados, como una propiedad independiente. Sin embargo, la resistencia a la compresión de los materiales que no se rompen en la compresión se define como la cantidad de esfuerzo necesario para deformar el material una cantidad arbitraria. La resistencia a la compresión se calcula dividiendo la carga máxima por el área transversal original de una probeta en un ensayo de compresión. 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, en la tabla 1 se incluyen los valores
típicos de este parámetro para
diferentes
tipos
de
Se
obtiene
mediante
el
ensayo
roca.
de
resistencia uniaxial o
de
simple.
3
compresión
CÁLCULO DE RESISTENCIA COMPRESIVA – ENSAYO DE LABORATORIO.
COMPRESIÓN SIMPLE. – consiste en Tabla 1: Valores promedios de resistencia de rocas
aplicar a los especímenes de la roca cargas axiales sin confinamiento (ilustración
N°1).
Para cada incremento
de
carga
se
mide
la
deformación longitudinal del espécimen; este tipo de prueba reproduce las condiciones de esfuerzos de las rocas (ilustración N°2). La resistencia del espécimen es el
Ilustración N°2: Sección de una roca mostrando la distribución de esfuerzos
valor del esfuerzo bajo el cual el
material falla. Dicho esfuerzo se calcula generalmente en mega pasacales (1 MPa =10.197 Kg/cm).
Ilustración N°1: Prueba de compresión simple
PRUEBA DE PUNTO DE CARGA (PRUEBA PUNTUAL). - Las pruebas de punto de carga o pruebas puntuales son un método apropiado para estimar la resistencia a la compresión para el diseño de taludes en
4
CÁLCULO DE RESISTENCIA COMPRESIVA – ENSAYO DE LABORATORIO.
roca. El equipo es portátil, y las pruebas se pueden llevar a cabo rápidamente y de una manera económica en campo tanto en muestras de núcleo como en muestras de roca 8ISRM,1985) debido a que la prueba de punto de carga proporciona un valor índice de la resistencia, una práctica común es calibrara los resultados con un limitado de pruebas a la compresión simple de muestras de núcleo preparadas. El procedimiento implica colocar la muestra entre dos puntos y aplicarle la carga con un gato hidráulico hasta quebrar la muestra. Si P, es la fuerza de ruptura en el punto de carga, entonces el índice de prueba puntual Is, está dado por:
I S=
P 2 D
2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL EN LABORATORIO
1.- Escogemos la muestra a analizar y le damos un nombre:
2.- Medimos el diámetro de la muestra, y anotamos el resultado:
5
CÁLCULO DE RESISTENCIA COMPRESIVA – ENSAYO DE LABORATORIO.
3.- Medimos la longitud de la muestra, y anotamos el resultado:
4.- Marcamos la mitad de la longitud de la muestra para realizar el ensayo:
6
CÁLCULO DE RESISTENCIA COMPRESIVA – ENSAYO DE LABORATORIO.
5.-
Colocamos la muestra en la máquina de carga puntual, asegurándonos
que
se
intersecte el punto medio y que este recto tal como se muestra en la figura:
7
CÁLCULO DE RESISTENCIA COMPRESIVA – ENSAYO DE LABORATORIO.
6.- Encendemos la máquina de carga puntual y procedemos con el ensayo respectivo:
8
CÁLCULO DE RESISTENCIA COMPRESIVA – ENSAYO DE LABORATORIO.
7.- Anotamos los resultados de la carga puntual inicial y la carga
puntual
final,
que
sucede cuando la muestra sede a la carga y se rompe:
9
CÁLCULO DE RESISTENCIA COMPRESIVA – ENSAYO DE LABORATORIO.
3. CALCULO DE RESISTENCIA COMPRESIVA MEDIANTE ENSAYODE LABORATORIO Para el cálculo de la resistencia compresiva se tuvo que realizar lo siguiente.
Roca neta como muestra. Verificación de la esbeltez de la probeta.
10
CÁLCULO DE RESISTENCIA COMPRESIVA – ENSAYO DE LABORATORIO.
Se puso la probeta en el equipo de carga puntual aplicándole una fuerza lentamente, verificando el esfuerzo que está
soportando dicha muestra. Cuidar el último momento en el que la muestra llega a su
máxima resistencia y llega la rotura de dicha muestra. Anotamos los resultados y se desarrolló la operación matemática para determinar la resistencia compresiva de la roca.
A continuación, se detallan los datos tomados en laboratorio:
DIAMETRO ALTURA
: 12.8 cm
1. RELACION DE ESBELTEZ
⟹
L ≥ 1.4 D
⟹
12.8 ≥ 1.4 4.7
⟹ 2.73≥ 1.4 2. INDICE DE CARGA PUNTUAL
⟹ I S=
P D2
Donde: P = carga de rotura de la roca
11
: 4.7 cm
CÁLCULO DE RESISTENCIA COMPRESIVA – ENSAYO DE LABORATORIO.
P = 8.6 KN D = Diámetro de la probeta Convirtiendo la carga P tenemos.
⟹ P=
8.63∗1000 9.964
⟹ P=866.118 kg Remplazando datos tenemos:
⟹ I S=
866.118 2 4.7
⟹ I S =39.208
kg 2 cm
3. CALCULO DE LA RESISTENCA COMPRESIVA
⟹ σ C =[ 14 +0.175( D) ] ¿ I S Donde: D = Diámetro de la probeta en mm
⟹ σ C =[ 14 +0.175 ( 47 ) ]∗39.208 ⟹ σ C =871.397 Pasando a MPa tenemos:
⟹ σ C=
871.397 10.203
⟹ σ C =85.410 MPa
12
CÁLCULO DE RESISTENCIA COMPRESIVA – ENSAYO DE LABORATORIO.
4. COCLUSIONES
Con los estudios realizados la roca en que se tomó como muestra para el grupo se pudo determinado los cálculos de laboratorio podemos decir que la roca media. La forma de depositación y tectónica de los sedimentos influye directamente en la resistencia de la roca. Esto se observó durante todos los ensayos, especialmente en los ensayos de carga puntual. Según los resultados de Is (50) obtenidos en este trabajo, la presencia de fósiles, hace inconveniente el uso del ensayo carga puntual, para estimar la resistencia a Compresión Uniaxial de estos materiales. Conociendo con la realización de este trabajo de investigación, todos
los
parámetros
Geomecánica
de
involucrados
Macizos
Rocosos,
en
la
puede
Caracterización decirse
que,
al
momento de clasificar, existen muchos parámetros relacionados con
diferentes
elementos
de
Caracterización.
Por
conveniente utilizar más de un Criterio de clasificación.
13
esto
es