Informe carga puntual

“Año de la Consolidación del Mar de Grau”

Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalurgia

ENSAYO DE CARGA PUNTUAL Integrantes

:

Paredes Gamarra, Junior

20122576I Villena de la Cruz, Dilan César Llanos Evagenlista, Miller

20121333E 20121203D

Sección: “R”

Curso: Mecánica de Rocas I

Docente: Ingeniero Valencia Chávez, Elvis William

2016 - II

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

INDICE

1. INTRODUCCION............................................................2 2. OBJETIVOS..................................................................2 3. FUNDAMENTO TEORICO................................................3 4. MATERIALES Y EQUIPOS………………………………………………………………………… …….5 5. PROCEDIMIENTOS Y CALCULOS ……………………………………………………………………..6 6. PRESENTACION DE RESULTADOS ………………………………………………………………..12 7. CONCLUSIONES…………………. ……………………………………………………………………………………15 8. ANEXOS…………………. ………………………………………………………………………………………………. 15

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INTRODUCCION En la mecánica de rocas es muy importante hallar ciertos parámetros de la roca, como la porosidad, densidad, absorción y peso específico aparente. Pero también es necesario hallar la resistencia de la roca, y esto podemos lograrlo con ensayos los cuales podemos encontrar, ensayos de compresión uniáxica, ensayos de carga puntual, ensayo de rebote con el martillo de SCHMIDT, ensayo de Tracción, ensayo de compresión triaxial, ensayos de constantes elásticas, ensayo de corte directo; ya que estos datos necesitamos saberlo, porque el ISRM no exige.

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OBJETIVOS 

Determinar la resistencia a la compresión uniáxica de la roca intacta.



Determinar el índice de resistencia a la carga puntual (compresión franklin y tracción Louis).

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FUNDAMENTO TEORICO Ensayo de Carga Puntual Generalidades El ensayo de carga puntual se utiliza para determinar la resistencia a la compresión simple de fragmentos irregulares de roca, testigos cilíndricos de sondajes o bloques, a partir del índice de resistencia a la carga puntual (Is), de tal forma que el stress aplicado se convierte a valores aproximados de UCS, según el diámetro de la muestra. El procedimiento consiste en romper una muestra entre dos puntas cónicas metálicas accionadas por una prensa. Las ventajas de este ensayo son que se pueden usar muestras de roca irregulares sin preparación previa alguna y que la maquina es portátil. Procedimiento 1. Concebir una idea general de la roca en cuanto a su litología y estructuras. 2. Identificar las muestras. 3. Medir las dimensiones de la muestra. 4. Dependiendo del tipo de muestra, se sitúa el testigo entre las puntas cónicas de la máquina, resguardando que se cumplan las configuraciones de carga y requerimientos de forma del testigo. 5. Se recubre la maquina con una bolsa resistente cuyo fin será el de evitar que al momento de fallar la roca no salten fragmentos y dañen a personas u objetos de alrededor. 6. Una persona se encarga de medir la presión a la cual está siendo sometida la muestra mediante un manómetro conectado directamente a la prensa hidráulica. 7. Una segunda persona será la encargada de ir aumentando paulatinamente la presión en la prensa hidráulica. 8. Una vez falle el testigo se retira y se analizan las condiciones y modo de ruptura.

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ENSAYO DE CARGA PUNTUAL “LOUIS” El ensayo de carga puntual denominado también “Axial” se ejecuta sobre muestras de roca y/o mineral por lo general sobre testigos de perforaciones de raise boring, teniendo en consideración el estándar del ISRM, como se aprecia en la Foto

ENSAYO DE CARGA PUNTUAL “FRANKLIN” El ensayo de carga puntual denominado también “Diametral” Se ejecuta sobre muestras de roca y/o mineral por lo general sobre testigos de perforaciones de raise boring, teniendo en consideración el estándar del ISRM, como se aprecia en la foto.

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MATERIALES Y EQUIPOS 

Sonda saca testigos y cortadora de disco diamantino



Probetas de roca intacta y muestras irregulares



Máquina de ensayo de carga puntual

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PROCEDIMIENTOS Y CALCULOS 1.

Ensayo de carga puntual axial Para este ensayo se utilizaron cinco muestras obtenidas de una sonda saca testigos, estas muestras tenían una esbeltez aproximada de 1.Las dimensiones de las muestras fueron medidas y registradas .también se registró la resistencia de la muestra a una carga puntual .Inicialmente las muestras tenían las siguientes formas.

Para conocer el índice de resistencia a la carga puntual axial se debe colocar la probeta de la siguiente manera:

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Este mismo procedimiento fue realizado para las otras cinco muestras .La forma en la que se rompieron las muestras son las siguientes:

INDICE DE CARGA PUNTUAL AXIAL #mues tra

Diámetro (cm)

W(c m)

1

4.345

4

2

4.39

3.95

3

4.35

3.97

4

4.4

3.92

5

4.43

4

A(cm 2)

17.3 8 17.3 4 17.2 6 17.2 4 17.7 2

A rotura (cm2)

Carga (KN)

17.6

9.5

17.6

8

17.38

7

17.6 17.16

IL (Mpa )

Resisten cia (Mpa)

4.613

97

7.8

4.522

95

8

4.516

94

Prome 4.55 95.55 dio Las medidas de las muestras y resultados obtenidos son los siguientes, de los cuales eliminaremos el más alto y el más bajo: CUARTO INFORME DE MECANICA DE ROCAS – Ensayo de carga puntual

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Para hallar el UCS (Resistencia a la compresión uniáxica) a partir del índice de carga puntual se utilizó la siguiente tabla:

2.

Ensayo de carga puntual diametral Para este ensayo se utilizaron cinco muestras de un testigo de perforación, estas muestras tienen aproximadamente una esbeltez de 1.4. Inicialmente las muestras presentan la siguiente forma: Para conocer el índice de resistencia a la carga puntual diametral

se debe colocar la muestra de la siguiente manera

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La forma en la que se rompió cada muestra es la siguiente: Los resultados obtenidos luego de romper cada muestra se observan a

continuación, para calcular el “Is” promedio se eliminaron el valor más alto y más bajo. También se utilizó la tabla anterior para conocer el valor promedio del UCS.

RESISTENCIA ALA CARGA PUNTUAL DIAMETRAL #mues tra 1

Diametro(c m) 4.45

W(c m) 6.1

2

4.41

6.15

3

4.34

6.1

4

4.34

6.15

5

4.33

6.14

A(cm2 ) 19.802 5 19.448 1 18.835 6 18.835 6 18.748 9

Carga(K N) 10

Is(Kg/cm 2)

Resistencia(M pa)

9

4.627

101

8.5

4.512

99

9

4.778

105

4.63

102

8 PROMEDI O

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3.

Ensayo de carga puntual en muestras irregulares Para este ensayo inicialmente se contaron con 7 muestras irregulares, pero para calcular el índice de carga puntual solo se utilizaron 5. Se midieron las dimensiones de cada una de estas muestras y se registró el esfuerzo en la rotura de cada muestra.

Las muestras irregulares fueron colocadas en la máquina de ensayo puntual de la siguiente manera.

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Las medidas de las dimensiones dela muestra, del área en la rotura y el valor de la resistencia a la carga puntual se muestra en la siguiente tabla. Para calcular el “Is” se eliminó el valor obtenido más alto y más bajo. Algunas muestras que se rompieron siguiendo planos de debilidad también siguieron eliminadas.

CARGA PUNTUAL EN MUESTRAS IRREGUALRES #muest ra 1 2 3 4 5

w1(c m) 9 10 12 10.4 9.5

W2(cm )

W3(cm 2)

9.7 10.7 13.5 10.8 10.2

2.6 2.6 2.9 4.1 2.2

A rotura (cm2) 24.31 26.91 36.975 43.46 21.67

Carga(( KN) 8.5 9 8.5 10 9 Promed io

Is (Mpa)

Resistencia (Mpa)

3.49 3.344

61 58

4.15 3.66

83 68

PRESENTACION DE RESULTADOS

ENSAYO DE CARGA PUNTUAL AXIAL CUARTO INFORME DE MECANICA DE ROCAS – Ensayo de carga puntual

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Normas sugeridas por ISRM (International Society for Rock Mechanics) Referencia: Norma ASTM 2216-98

Informe

: 002

Proyecto

: Mecánica de Rocas 1 - Practica

Ubicación

: Laboratorio de Mecánica de Rocas UNI

Fecha de recepción de la muestra: 4 de Noviembre del 2015 Fecha de ejecución del ensayo: 4 de Noviembre del 2015 Muestra

: RIOLITA PORFIRITICA

# muestr a

1 2 3 4 5

Diámet ro (cm)

4.345 4.39 4.35 4.4 4.43

W(cm )

4 3.95 3.97 3.92 4

Area de rotura(c m2) 17.6 17.6 17.38 17.6 17.16

Carga (KN)

9.5 8 7 7.8 8

Observacio nes

Índice carga puntual lL(Mpa)

Resistenci a a la compresió n simple (Mpa)

Descartada 4.613

97

4.522 4.514

95 94

4.633

95

Descartada

Promedio

ENSAYO DE CARGA PUNTUAL DIAMETRAL Normas sugeridas por ISRM (International Society for Rock Mechanics) Referencia: Norma ASTM 2216-98 CUARTO INFORME DE MECANICA DE ROCAS – Ensayo de carga puntual

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Informe

: 002

Proyecto

: Mecánica de Rocas 1 - Practica

Ubicación

: Laboratorio de Mecánica de Rocas UNI

Fecha de recepción de la muestra: 4 de Noviembre del 2016 Fecha de ejecución del ensayo: 4 de Noviembre del 2016 Muestra #mues tra

: RIOLITA PORFIRITICA Diame tro (cm)

W(c m)

Area (cm2)

Carga(K N)

1 2

4.45 4.41

6.1 6.15

19.80 19.44

10 9

3

4.34

6.1

18.83

4

4.34

6.15

5

4.33

6.14

Observaci ones

Índice carga puntual Is (Mpa)

Resistenci a a la compresió n simple (Mpa)

Descartada 4.627

101

8.5

4.512

99

18.83

9

4.778

105

18.74

8

4.63

102

Descartada

PROMEDIO

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ENSAYO DE CARGA PUNTUAL ENMUESTRAS IRREGULARES Normas sugeridas por ISRM (International Society for Rock Mechanics) Referencia: Norma ASTM 2216-98

Informe

: 002

Proyecto

: Mecánica de Rocas 1 - Practica

Ubicación

: Laboratorio de Mecánica de Rocas UNI

Fecha de recepción de la muestra: 4 de Noviembre del 2016 Fecha de ejecución del ensayo: 4 de Noviembre del 2016 Muestra

: LUTITA

#mues tra

w1 (cm )

W2 (cm)

W3 (cm2)

1 2 3 4

9 10 12 10. 4 9.5

9.7 10.7 13.5 10.8 10.2

5

Car ga (KN )

2.6 2.6 2.9 4.1

Área de rotur a (cm2) 24.31 26.91 36.975 43.46

2.2

21.67

9

8.5 9 8.5 10

Observaci ones

Índice carga puntual Is (Mpa) 3.49 3.344

Resistencia a la compresión simple (Mpa)

61 58

Descartada Descartada

Promedio

4.15 3.66

83 68

CONCLUSIONES 

Se determinó la resistencia a la compresión uniáxica de la roca intacta.

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

Se determinó el índice de resistencia a la carga puntual (compresión franklin y tracción Louis).

ANEXOS GALERÍA DE FOTOS: Preparación de los testigos.- Se perfora la roca con la sonda saca testigo obteniéndose un aproximado de 44mm de diámetro, posteriormente se sujeta los testigos con la cortadora de disco diamantino, realizando cortes en los testigos con longitudes variables según el ensayo a realizar. CUARTO INFORME DE MECANICA DE ROCAS – Ensayo de carga puntual

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Medición de dimensiones y la resistencia puntual diametral de Franklin.- Se realiza el apunte de dimensiones de los testigos y se efectúa el análisis de esfuerzo puntual de Franklin para 5 muestras.

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Medición de dimensiones y la resistencia puntual axial de Louis.- Se realiza el apunte de dimensiones de los testigos y se efectúa el análisis de esfuerzo puntual axial de Louis para 5 muestras.

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Medición del índice de carga puntual de muestras irregulares.- Se realiza el apunte de dimensiones de las muestras irregulares y se procede a realizar la medición de la resistencia de 10 muestras.

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