Encabezado Principal: ENSAYO DE CORTE DIRECTO 1

Informe de Laboratorio: Ensayo de Corte Directo

Esar Pedroza San Miguel

Gustavo A. Quiroz Trujillo

Jimmy D. Almeyda Atncar

Juan C. Llerena Santos

Universidad Nacional de Ingeniera

MI 135: Mecnica de Rocas I

Escuela Profesional de Ingeniera de Minas

Elvis W. Valencia Chvez, Ing.

Julio 03, 2015

ENSAYO DE CORTE DIRECTO 2

RESUMEN

Dentro del desarrollo del curso de Mecnica de Rocas I, se tiene como objetivo determinar los

parmetros de la resistencia al corte en discontinuidades estructurales de la masa rocosa, utilizando

muestras simuladas como caso particular en el laboratorio de mecnica de rocas; y es en este

contexto, que se ha realizado el ensayo de Corte Directo detallando los pasos a seguir, aportando

adems bases tericas que permitan una mejor comprensin para el lector.

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Contenido

INTRODUCCIN .........................................................................................................................4

Ensayo de Corte Directo ................................................................................................................5

Objetivos ......................................................................................................................................5

Objetivo general .......................................................................................................................5

Objetivos Especficos ...............................................................................................................5

Mtodo .........................................................................................................................................6

Materiales y equipos .................................................................................................................6

Procedimiento ...........................................................................................................................7

Clculos y Uso de RocData ........................................................................................................10

Resultados .....................................................................................................................................13

Conclusiones .................................................................................................................................14

Referencias....................................................................................................................................15

ENSAYO DE CORTE DIRECTO 4

INTRODUCCIN

El presente informe acadmico est referido al clculo de los parmetros de la resistencia al corte

en discontinuidades mediante el ensayo de Corte Directo

Figura entre sus propsitos, adems, brindar una herramienta bsica de sencilla comprensin

para estudiantes de pregrado de la carrera profesional de ingeniera de minas detallando frmulas

bsicas para el clculo y un programa como el RocData para este tipo de ensayo.

En el captulo I, dnde se desarrolla casi la totalidad el presente informe, se plantean los

objetivos del ensayo as como tambin el mtodo con el cual se ha alcanzo la concretizacin de

los mismos, indicando los materiales y el equipo que permitan dicho mtodo; as como tambin

los clculos requeridos y su sustento terico correspondiente. Posteriormente en el captulo II, se

presentan los resultados obtenidos en el captulo anterior, bajo las normas sugeridas por la ISRM,

para luego en el siguiente captulo hacer las conclusiones que finalizan el informe y tambin las

referencias requeridas que fueron la base con la cual se trabaj este informe en el ltimo captulo.

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I. Ensayo de CORTE DIRECTO

1.1.Objetivos

1.1.1. Objetivo General

Estimar los parmetros de resistencia al corte en discontinuidades estructurales de la

masa rocosa.

Objetivos Especficos

Estimar el ngulo de friccin de la resistencia al corte en discontinuidades,

mediante el ensayo de corte directo

Estimar la cohesin de la resistencia al corte en discontinuidades, mediante el

ensayo de corte directo

Realizar la representacin grfica del ensayo Corte Directo, utilizando para ello el

programa RocData.

ENSAYO DE CORTE DIRECTO 6

1.2.Mtodo

1.2.1. Materiales y equipos

A continuacin se menciona tanto los materiales como equipos utilizados en el ensayo

del cual se est siendo presentado el respectivo informe, entendiendo la diferencia entre lo

que se considera un material y lo que se considera equipo:

Materiales: De durabilidad no tan amplia, por ello debe ser reemplazado con cierta

frecuencia, de carcter no tan sofisticado.

Equipos: De durabilidad ms amplia, debido a lo sofisticado de sus funciones y estructura.

1.2.1.1.Materiales

1 testigo de roca

Botas de seguridad

Guardapolvos

1.2.1.2.Equipos

Mquina de ensayo de corte directo.

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Molde para preparacin de probeta de ensayo.

1.2.2. Procedimiento.

Suponiendo que un plano de discontinuidades se aplica un esfuerzo o carga normal a dicho plano

y un esfuerzo o carga de corte paralelo a dicha discontinuidad. Dicho esfuerzo de corte causara,

naturalmente un desplazamiento tangencial.

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Primero se prepara los moldes de concreto, aunque por tema de tiempo nos brindaron

moldes ya hechos.

Luego se coloca la probeta con el molde en la mquina de ensayo de corte directo.

Encabezado Principal: ENSAYO DE CORTE DIRECTO 9

Finalmente se aplica diferentes carga =cte. Y se aplica con una gata carga hasta que el

desplazamiento se incremente excesivamente y se toma el ltimo dato de dicha carga.

ENSAYO DE CORTE DIRECTO 10

1.3.Clculos y Uso de RocData

Primera medida

FUERZA NORMAL

(libras)

FUERZA TANGENCIAL

(libras) ( 10-2)

500 450 2

Segunda medida

FUERZA NORMAL

(libras)

FUERZA TANGENCIAL

(libras) ( 10-2)

1000 750 5

Tercera medida

FUERZA NORMAL

(libras)

FUERZA TANGENCIAL

(libras) ( 10-2)

1500 1075 6

Cuarta medida

FUERZA NORMAL

(libras)

FUERZA TANGENCIAL

(libras) ( 10-2)

2000 1500 9

Quinta medida

FUERZA NORMAL

(libras)

FUERZA TANGENCIAL

(libras) ( 10-2)

2500 1700 10

Dimetro promedio:

5.4 =2.1256 pulgadas

rea =14.194 pulgadas2

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Se aplica la siguiente frmula para determinar la resistencia en cada caso:

=

Si se sabe que el rea =

RESISTENCIA

NORMAL

(libra/pulgada2)

RESISTENCIA

TANGENCIAL

(libra/pulgada2)

35.226 31.703

70.452 52.839

105.678 75.736

140.904 105.678

176.130 119.769

Luego de llevar los datos al programa Rock Data, donde se obtiene:

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La teora de Mohr-Coulomb es un modelo matemtico que describe la respuesta de materiales

quebradizos a esfuerzo cortante, as como tensin normal. La mayora de los materiales en

ingeniera clsica se comportan siguiendo esta teora al menos en una parte del corte. La teora

explica que el corte de un material se produce para una combinacin entre tensin normal y tensin

tangencial, y que cuanto mayor sea la tensin normal, mayor ser la tensin tangencial necesaria.

Grfica que representa las tensiones tangenciales en el eje de ordenadas y las tensiones

normales en el eje de coordenadas. La rotura se producir en la lnea marcada.

Los datos mostrados por el programa en base a la teora previamente sealada fueron:

Segn el programa, la unidad que trabaja es kilolibra/pulgada2, pero nuestros datos ingresados

fueron en libra/pulgada2, por ello requiere de una previa conversin a 0.008454

kilolibra/pulgada2 antes de poder convertir a MPa.

La cohesin resulta ser: 0.0582 MPa

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II. RESULTADOS

2.1.Presentacin de resultados

INFORME : ROCAS I

SOLICITANTE : Ing. VALENCIA CHAVEZ, ELVIS WILLIAM

PROYECTO : Determinar parmetros de resistencia al corte de discontinuidades

UBICACIN : LABORATORIO DE ROCAS

FECHA : 03/07/2015

MUESTRA : EG - 02

Muestra Cohesion

(MPa)

Angulo de

friccin

EG - 02 0.058 33.024

Presentacin Grfica: Ensayo de Corte Directo

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

Norma sugeridas por ISRM (International Society for Rock Mechanics)

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III. CONCLUSIONES

Como la muestra se trata de una discontinuidad simulada, result algo sencillo obtener los

datos referidos al rea y el desarrollo del ensayo.

Mediante este ensayo se logra obtener un adecuado ngulo de friccin y cohesin de la

muestra en estudio, siendo estos valores aceptables en la ciencia de la geomecnica.

El proceso de mezclado del cemento es de suma importancia ya que al momento de hacer

el ensayo, el molde obtenido necesita de una buena resistencia puesto que, si se fractura

sera invalido.

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IV. REFERENCIAS

Manual de Laboratorio de rocas de la FIGMM-UNI 2009

http://www.isrm.net

GUA PARA LA ELABORACIN DE ARTCULOS Y DE PROYECTOS DE INVESTIGACIN BASADA EN LAS NORMAS DE LA AMERICAN

PSYCHOLOGICAL ASSOCIATION (APA) (RESUMEN Y

GENERALIDADES)