Análisis de la relación longitud/diámetro en especímenes de roca, mediante ensayos de compresión uniaxial

Abstract

Al hacer un análisis, en nuestro medio de la aplicación y el conocimiento de la mecánica de rocas, llegamos a la conclusión de que, la ingeniería minera y civil, - han llegado a un adelanto muy acentuado en los últimos años dentro de los conceptos del comportamiento de la roca. Este adelanto de la ingeniería, se puede atribuir a que grandes compañías, han resuelto sus problemas de mecánica de rocas, instalando laboratorios costosos, que les permiten hacer estudios muy avanzados dentro de este campo. Es de conocimiento de la ingeniería en general, que las pruebas mecánicas en el material rocoso, se han realizado en otros países que han llegado a una tecnología muy adelantada, por lo tanto, las conclusiones y recomendaciones son del conocimiento de la ingeniería peruana. La aplicación de estos conocimientos sería directa, siempre y cuando, que el comportamiento de los factores físico-geológicos fuesen iguales o semejantes, lo cual, no es cierto. No se puede considerar que la geología de Norte América sea igual a la geología del Perú. Sólo el hecho de comparar la formación de los Andes del Perú y las formaciones litológicas de Norte América nos indican que son diferentes. Por lo tanto, el comportamiento de los mismos tipos de rocas, de uno y otro país serán diferentes. Al hacer estas observaciones tratamos de indicar que el ingeniero peruano, debe tener en cuenta los valores que emplea para el diseño de pilares, cavidades etc. aplicando la mecánica de rocas; y debe darse un factor de seguridad aceptable para poder aplicar tablas, resultados, etc., a las rocas de nuestro medio. Estos conocimientos, pueden ser muy bien adquiridos por la experiencia de muchos años de labor dentro de la Industria Minera. Sería deseable que la Universidad Nacional de Ingeniería trate de resolver estos problemas, aplicando la tecnología ya conocida de los estándares ya establecidos en materiales peruanos; y así se llegaría a obtener resultados reales de cualquiera de las propiedades físico -mecánicas de las rocas peruanas. El término "Resistencia de una Roca" es ampliamente conocido en la Industria Minera. Este término significa resistencia de una roca a las fuerzas exteriores. Se emplea en relación, con la estabilidad de la roca, frente al efecto que produciría una cavidad que induciría esfuerzos debido al peso de la roca suprayacente. También se considera este término como la resistencia a la destrucción durante el minado, y operaciones posteriores. Esto se aplica a cualquier tipo de rotura, por lo que la resistencia puede - considerarse como una medida de fallamiento o fractura de la roca. Por medio de pruebas, para determinar sus propiedades mecánicas, se miden las deformaciones, los esfuerzos, dimensiones geométricas y otros factores que influyen en las propiedades físicas de las rocas. Otros factores pue den determinarse de acuerdo a ciertos índices bases que se pueden obtener, los cuales son considerados como tipos esenciales de su resistencia en diversos tipos de fracturamiento. El comportamiento de una roca a la compresión uniaxial está influenciado por un cierto grado de pruebas. Una de las variables más importantes, es la relación (longitud/diámetro) en especímenes cilíndricos de­ roca cuando se ensaya a compresión.

El presente trabajo trata de analizar la relación anterior en forma experimental, aplicando la compre si6n directa. Esta relaci6n que es una variable de la ecuación · experimental de Obert y Duvall, da cierto grado de certidumbre para llegar a conocer la resistencia de la roca, en pruebas de especímenes de diferentes longitudes.

La prueba de resistencia compresiva, en un aspecto general puede ser simple, sin embargo, en la ingeniería práctica existen un sin número de factores que pueden afectar significativamente el resultado de las pruebas. Si las muestras de roca, con valores pequeños de , son probadas, los planos de falla no podrán ser capaces de formar en la muestra las condiciones óptimas de una prueba. De este modo la fricción entre la muestra y la cabeza de carga, ejercen un efecto cerrado o triaxial.

El uso correcto de la relación, y sus límites admisibles, serán probados y analizados por medio de la ex­ presión dada en el texto de Obert y Duvall (ref. 1). El presente ensayo tiene pues objeto de determinar si la ecuación dada por Obert y Duvall funciona para la andesita, y dentro de que rangos será aceptable la relación: longitud a diámetro; cuando se ensaya la roca a compresión uniaxial. Se determinará también el módulo de Young para dicha roca, y la razón de Poisson. Como medida de comparación se realizará algunas pruebas de tensión indirecta (Método - Brasilero) para la misma roca y determinar su resistencia a la tensión.