Resumen EjecutivoEl siguiente informe corresponde al análisis y discusión de las experiencias prácticas de laboratorio: “Determinación de resistencia a la compresión”, para ello se realizan los ensayos de Resistencia a la Compresión Simple y Ensayo Triaxial Simple. Esta experiencia se llevó acabo el día viernes 29 de mayo del 2015, en las dependencias del laboratorio de mecánica de rocas correspondientes al departamento de ingeniería en minas. La experiencia está regida por la norma ASTM D7012. El ensayo de Resistencia a la Compresión Simple permite determinar en el laboratorio la resistencia uniaxial no confinada de la roca, o resistencia a la compresión simple, σc. Es un ensayo utilizado para la clasificación de la roca mediante su resistencia. Por otro lado, el ensayo Triaxial representa las condiciones de las rocas in situ sometidas a esfuerzos confinantes, mediante la aplicación de presión hidráulica uniforme alrededor de la probeta. Permite determinar la envolvente o línea de resistencia del material rocoso ensayado a partir de la que se obtienen los valores de sus parámetros resistencia de cohesión y ángulo de fricción. El objetivo del presente documento, corresponde a la determinación de la resistencia a la compresión de una probeta, mediante los ensayos de Resistencia a la compresión simple, y ensayo Triaxial. Terminar se encuentra diseñado para representar las condiciones “in situ” en que se encuentra la roca. básicamente en variar continuamente el punto de rotura cambiando la presión lateral. . El ensayo triaxial consiste. cuando estas son sometidas a esfuerzos de diferentes orígenes. el Método de Compresión Triaxial al contrario del ensayo descrito anteriormente. Por otro lado. al ser ésta sometida a esfuerzos confinantes mediante la aplicación de una presión hidráulica uniforme alrededor de la probeta de estudio. con la finalidad de diseñar y construir con criterios fundados las diversas obras de ingeniería. y su valor se emplea para la clasificación geotécnica de las rocas. En el presente documento se analiza y discuten las experiencias correspondientes a la determinación de la resistencia a la compresión simple y la resistencia a la compresión triaxial.Introducción La Mecánica de Rocas corresponde a la ciencia teórica y práctica que estudia el comportamiento y las propiedades mecánicas de la roca. para obtener dicha resistencia se emplea el ensayo de resistencia uniaxial o compresión simple. Cuando la resistencia se mide en probetas de roca sin confinar se denomina resistencia a la compresión simple. La resistencia es el esfuerzo que soporta una roca para determinadas deformaciones. El comportamiento mecánico de las rocas está definido por su resistencia y su deformabilidad. realizada en el laboratorio de mecánica de rocas de la universidad de Santiago de Chile. . sin grietas. Ancho de muestra debe ser >10 veces el tamaño medio del grano. Específicos: Alcances: Para la realización de los ensayos la probeta debe cumplir con: Razón Largo/ancho de la probeta debe ser 2.5:1 Extremos deben ser paralelos y pulidos.Objetivos General: Determinar resistencia a la compresión mediante ensayo UCS y mediante ensayo triaxial simple.0 a 2. Marco Teórico Primeramente se señalaran y describirán los distintos equipos utilizados en la práctica realizada. Equipos de laboratorio: Pie de metro. Gafas de Seguridad. Celda Triaxial. Seguidamente. . siendo almacenados en archivos ASCII para su posterior análisis utilizando los paquetes de software apropiados. se requiere de los siguientes Elementos Personales: Zapatos de Seguridad. Máquina de compresión CONTROLS®. El sistema de ensayo completo está compuesto por los siguientes elementos: 1 Consola de control servohidráulico (ADVANTEST 8) para aplicar las cargas conforme a las normas bajo las cuales serán realizados los ensayos de laboratorio. desde arena blanda hasta muestras basálticas de gran resistencia. Para la implementos: práctica de laboratorio. en esta sección se entregan los conceptos relevantes que permiten determinar y contextualizar las experiencias llevadas a cabo. Todos los datos concernientes a los ensayos realizados a través de esta máquina son mostrados gráficamente en tiempo real. A continuación se detallara el equipo utilizado en la experiencia: Máquina de compresión CONTROLS®: Consiste en un sistema automático de ensayos mecánicos de rocas (Imagen de la maquina adjunta en Anexos) el cual ha sido diseñado para ensayar diferentes materiales. 2 Bastidor de ensayos de gran rigidez que son seleccionados en base al tamaño de la muestra y la resistencia prevista. 3 Consola de control servohidráulico para el control de la presión lateral (SERCOMP 7). Overol. es necesario señalar los conceptos que permitirán la realización y contextualización de la experiencia realizada: Resistencia a la Compresión: Corresponde al máximo esfuerzo que puede soportar la roca cuando es sometida a compresión. de tal modo de producir la presión lateral (confinamiento). A= Área de Influencia (mm2). bombeando dentro de la cámara aceite. y dentro de la cual es introducida la probeta a ensayar (rodeada por una membrana flexible impermeable). Celda Triaxial: Consiste en una cámara de material acero. Una vez descrita la maquinaria a utilizar en el laboratorio. para la muestra de ensayo se determina de la siguiente manera: . La relación entre los esfuerzos aplicados a la probeta es: La fuerza de compresión triaxial. mediante la aplicación de presión hidráulica uniforme alrededor de la probeta. Permite determinar la envolvente o línea de resistencia del material rocoso ensayado a partir de la que se obtienen los valores de sus parámetros resistentes cohesión (c) y ángulo de fricción (ᶲ). Ensayo Triaxial: Este ensayo representa las condiciones de las rocas in situ sometidas a esfuerzos confinantes. La fórmula utilizada para determinar la conpresion simple en el ensayo UCS es la siguiente: σc= P A Con: P= Fuerza compresiva aplicada (KN). reconstruirla y posteriormente fotografiarla. retirar la muestra de la máquina. seleccionar la opción ejecución de ensayo. tipo “Cilindro” e ingresar los datos correspondientes a las dimensiones de la probeta. Encender la máquina. 2) Segunda parte.5 MPa/s a 1 MPa/s. Medir las dimensiones de la probeta para validar si satisface o no las condiciones para llevar a cabo el ensayo (La muestra debe ser preparada según norma ASTM D4543). consiste en realizar un ensayo para la determinación de la resistencia a la compresión simple. ingresar sensibilidad y velocidad de carga esta debe estar entre 0. Ensayo Triaxial Simple: .Procedimiento Experimental: La experiencia continuación: consta de dos partes. Una vez terminado el ensayo. Identificar la Muestra. seleccionar el tipo de ensayo “Compresión”. Situar el testigo de tal forma que el pistón de la maquina quede paralelo a las caras transversales del espécimen. Fotografiar la muestra antes de realizar el ensayo. las cuales se detallaran a 1) La primera parte de la práctica de laboratorio. dicho ensayo considera los siguientes pasos: Concebir una idea general de la muestra en cuanto a sus estructuras. Ejecutar Ensayo. Fotografiar la muestra antes de realizar el ensayo. de tal forma que el casquete invertido coincida con la base de la celda triaxial. para ello se deben quitar todos y cada uno de los discos ubicados al interior de la máquina con el fin de abrirle paso a la Celda Triaxial. Introducir en uno de los extremos del espécimen un Casquete de forma invertida y en el otro extremo un Casco y Casquete. Se debe recubrir la muestra con una membrana impermeable. se sellará por completo el testigo con cinta adhesiva con el fin de evitar que el aceite tenga cualquier tipo de contacto con el espécimen para evitar que este pudiera llegar a cambiar sus propiedades básicas. encender la Máquina Sercomp 7. Sellar la celda con una tapa giratoria y a medida que esta va girando. el exceso de aceite se irá botando por la llave que posee incorporada. visualizar la pantalla de inicio y seleccionar la opción de “Ejecutar Ensayo”. Concebir una idea general de la muestra en cuanto a sus estructuras. Introducir la Celda Triaxial por medio del Puente de Abraham que permite desplazar la Celda Triaxial hasta la máquina. Identificar la Muestra. seleccionar el Canal 1 con el Botón F2. Posteriormente. es necesario vaciar el bastidor de Ensayos. Una vez realizado los preparativos de la probeta. cuyo fin será el de evitar que el líquido usado para generar la presión de confinamiento penetre en el testigo. Una vez ingresado al Canal 1 se debe ingresar la carga de confinamiento que se utilizara en el ensayo Triaxial. Introducir la probeta sellada con los asientos esféricos en la celda triaxial. . Medir las dimensiones de la probeta para validar si satisface o no las condiciones para llevar a cabo el ensayo (La muestra debe ser preparada según norma ASTM D4543). Para ingresar la cámara triaxial a la maquina Controls. para recuperar la probeta de estudio. Cuando la pantalla del bastidor registre la carga de rotura de la probeta. y determinar el tipo de ruptura tras el ensayo. a través de esta manguera se introducirá el líquido que generará el confinamiento. Finalmente se procederá a retirar de la Celda Triaxial. Velocidad de carga y Sensibilidad. se debe eliminar la “luz” existente entre la superficie superior de la Celda Triaxial y la sección que aplica la carga a la celda. y luego se presiona F3 para apagar la bomba. Una vez ingresado los datos se procederá a ajustar el instrumento que se encuentra en la parte superior a la Máquina Control Automax 5 que permite fijar el “0”. Se debe desprender la membrana impermeable junto con el Casquete y el Casco. En este momento el ensayo de compresión axial se encuentra en curso. para ello. para detener la circulación de aceite. y luego presionar F4. es necesario configurar la Máquina Controls Automax 5 introduciendo los siguientes datos: Ensayo Triaxial. . A continuación. Presionar el botón F3 sobre la máquina SERCOMP 7. Una vez que dejó de escurrir aceite se fijará el “0” y se volverá a generar la carga. el cual permite encender la bomba de esta máquina. se posicionan discos para eliminar este espacio entre el pistón y la celda. botón que permite hacer circular el aceite desde la bomba hacia el interior de la celda triaxial. Se realiza el bombeo de aceite hasta alcanzar la carga confinante establecida anteriormente. Fotografiar la muestra. se presiona el botón F4 en la máquina SERCOMP 7. para ello se comenzará a producir carga proveniente de la Sercomp7 la cual generará que el aceite que se encontraba en exceso en la Celda Triaxial comience a ser expulsado por las llaves de la celda y una vez que deje de escurrir líquido se habrá generado las condiciones necesarias para comenzar el Ensayo Triaxial. Ajustada ya la Celda. Diámetro. para luego registrar los resultados observados de esta actividad. Posteriormente se procederá a conectar la manguera de la Sercomp 7 a la Celda Triaxial. Largo. Resultados . Análisis de Resultados . Conclusión .