MECANICA DE ROCAS

MECANICA DE ROCAS APLICADA APLIC ADA A GEOTECNIA

REFERENCIAS

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Chernyshev, S.N. and Dearman, W.R. Rock Fractures. Butterworth-Heinemann, London Goodman, R.E. Introduction to Rock Mechanics. John Wiley & Sons, New York

NATURALEZA DISCONTINUA DE LAS ROCAS

Contraposición «roca intacta» - «macizo rocoso»

NATURALEZA DISCONTINUA DE LAS ROCAS

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Las propiedades del macizo rocoso están determinadas por las discontinuidades: «lo importante en mecánica de rocas es lo que no es roca».

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Excepciones:  – Construcciones a gran profundidad (aprox. 3000m para rocas duras)  – Perforaciones y excavaciones.  – Rocas blandas (rocas salinas, yeso, argilitas, limolitas, depósitos terciarios que se comportan como suelos).

NATURALEZA DISCONTINUA DE LAS ROCAS

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Los bloques de roca se mueven mas fácilmente en la dirección cinemáticamente posible.

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Bloques de roca rodeados por planos débiles de formas irregulares. Juntas en un túnel. Los bloques coaccionados dilatan la roca durante deformaciones por corte

NATURALEZA DISCONTINUA DE LAS ROCAS

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Comparación de algunos propiedades  – Resistencia:

muestra intacta > macizo rocoso  – Permeabilidad:

muestra intacta < macizo rocoso  – Deformabilidad:

Muestra intacta < macizo rocoso

CLASIFICACION E IDENTIFICACION BASICA DE LAS ROCAS

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Desde el punto de vista genético:  – Sedimentarias  – Metamórficas  – Ígneas

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Desde el punto de vista de su textura ( según Goodman). Esta clasificación resulta mas adecuada en ingeniería, en la evaluación del comportamiento mecánico.  – Textura cristalina  – Textura clástica  – Rocas de grano fino  – Rocas orgánicas

CLASIFICACION E IDENTIFICACION BASICA DE LAS ROCAS

TEXTURA CRISTALINA Cristales fuertemente entrelazados de silicatos, sulfuros u otras sales Carbonatos y sales solubles Micas u otros minerales de forma plana en bandas continuas Silicatos formando bandas, sin laminas continuas de mica Silicatos de tamaño de grano uniforme orientados y distribuidos aleatoriamente

Calizas, dolomitas, rocas salinas, mármol, yeso Esquistos de mica, clorita, grafito

Gneiss

Granito, diorita, gabro, sienita

Silicatos orientados y distribuidos aleatoriamente en una matriz de grano

Basalto, riolita, otras rocas volcánicas

muy fino, con cavidades Rocas que han soportado grande esfuerzos de corte

Serpentinita, milonita

CLASIFICACION E IDENTIFICACION BASICA DE LAS ROCAS

TEXTURA CLASTICA Bloques de varios tipos y granos de minerales diversos, cuyas propiedades viene determinadas por el tipo de cementación que une los distintos elementos Cementación estable Cementación ligeramente soluble Cementación altamente soluble

Areniscas de matriz silícea y areniscas limosas Areniscas y conglomerados de matriz de calcita Areniscas y conglomerados con matriz de yeso

Cementación incompleta o débil

Areniscas desmenuzable, toba

Sin cementación

Areniscas de matriz arcillosa

CLASIFICACION E IDENTIFICACION BASICA DE LAS ROCAS

ROCAS DE GRANO FINO Compuestos principalmente de arcilla o limos con deformabilidad, resistencia, durabilidad y tenacidad muy variable Rocas duras, isótropas

Corneana, algunos basaltos

Rocas duras, macroscópicamente anisótropas pero isótropas

Pizarras cementadas, rocas laminares

microscópicamente Rocas duras microscópicamente anisótropas Rocas blandas, de características similares a los suelos

Pizarras, filitas

Creta, esquistos compactados, marga

CLASIFICACION E IDENTIFICACION BASICA DE LAS ROCAS

ROCAS ORGANICAS Pueden ser de comportamiento viscoso, plástico o elástico Carbón blando Lignito, carbón bituminoso Carbón duro “Oil shale” Esquistos bituminosos  Alquitrán arenoso

INDICES

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Las propiedades de las rocas son muy variables debido a la variedad de estructuras y componentes.

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Interesa disponer de una descripción cuantitativa de las rocas con cierto numero de medidas básicas.

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 Algunas propiedades son relativamente fáciles de medir

índices

INDICES

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Porosidad: proporción relativa de materia solida y huecos.

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Densidad: añade información acerca de la composición mineralógica.

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Velocidad de transmisión de ondas: permite estimar el grado de figuración (en combinación con un estudio petrográfico).

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Permeabilidad: permite evaluar la interconexión relativa de los poros.

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Durabilidad: indica la tendencia a la descomposición de los componentes o estructuras, con la consecuente degradación de la calidad de roca.

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Resistencia: determina la competencia de la matriz rocosa para mantener unidos sus componentes.

INDICES

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Los índices permiten una clasificación de las rocas para su uso en ingeniería.

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Los índices se obtienen a partir de ensayos de laboratorio con probetas de roca intacta clasificación para aplicaciones relacionadas principalmente con el comportamiento de la roca matriz, y para el macizo rocoso. (discontinuidades,…)