Informe de Laboartorio de Mecanica de Rocas - Copia

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOFACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS

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MECÁNICA DE ROCAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

ESCUELA PROFESIONAL INGENIERÍA DE MINAS

CURSO:

LABORATORIO DE MECANICA DE ROCAS

TEMA:

MUESTRA DE ROCA - ARENISCA CUARZOSA

PUNO-PERU

2014



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MECÁNICA DE ROCAS

INDICE

CAPITULO I

ASPECTOS GENERALES

1.1. Introducción

1.2. Objetivos

1.3. Ubicación y vías de acceso

1.4. Aspectos climáticos

1.5. Metodología

CAPITULO II

MARCO TEÓRICO Y CONCEPTUAL

2.1. Marco Geomorfológico

2.1.1. Características regionales

2.1.2. Características locales

2.2. Marco Geológico

2.2.1. Geología regional

2.2.2. Unidades Geológicas

2.2.3. Unidades Estratificadas

2.2.4. Unidades Intrusivas

2.2.5. Marco Geotectónico

2.3. Marco Conceptual



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MECÁNICA DE ROCAS

CAPITULO III

PROPIEDADES DE IDENTIFICACIÓN, CLASIFICACIÓN Y

PROPIEDADES MECÁNICAS – ARENISCA CUARZOSA

3.1. Propiedades De Identificación Y Clasificación

3.1.1. Color

3.1.2. Textura

3.1.3. Tipo De Roca

3.1.4. Composición Mineralógica

3.1.5. Observaciones

3.1.6. Densidad

3.1.7. Porosidad

3.1.8. Contenido De Humedad

3.1.9. Permeabilidad (Coeficiente K)

3.1.10. Coeficiente De Poisson

3.1.11. Modulo De Elasticidad Dinámico ( Ed) Kg/Cm2x 105

3.1.12. Modulo De Elasticidad Elástico (E) Kg/Cm2x 105

3.2. Propiedades Mecánicas

3.2.1. Resistencia A Compresión Simple (Mpa)

3.2.1.1. Resistencia A Compresión Uniaxial (Mpa)



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MECÁNICA DE ROCAS

3.2.2. Resistencia A Tracción (Kp/Cm2)

3.2.3. Resistencia (Coeficiente C Y Φ)

3.2.3.1. Cohesión (C)

3.2.3.2. Angulo De Fricción Básico (Φ°)

3.2.4. Velocidad De Propagación De La Ondas Vp

3.3. Cuadro De Resumen

3.4. Bibliografía Y Web grafía

CAPITULO I



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MECÁNICA DE ROCAS

ASPECTOS GENERALES

1.1. Introducción

El área de estudio se encuentra morfológicamente, dentro la depresión del Lago

Titicaca; cuya geología regional y local están constituidas lito estratigráficamente

correlacionado principalmente rocas que afloran casi exclusivamente del

mesozoico, la Formación Sipín de calizas grises en capas delgadas intercaladas

con lutitas, contacto transicional, le sigue la Formación Muni está ausente

encontrándose contacto transicional las areniscas de la Formación Huancané

sobre las calizas Muni; La Formación Calizas Ayabacas se sobreponen a las

areniscas del cretácico inferior en una secuencia fuertemente plegada, donde

forman parte del Grupo Moho, hasta cenozoico Grupo Barroso de secuencia

volcánica terciaria brechas de flujo, aglomerados, y lavas andesíticas-basálticas y

los depósitos cuaternarios conformado por sedimentos lacustres, arenas y

gravillas, limos, arcilla, arena limosa.

1.2. Objetivos

1.2.1. Objetivo General:

Del presente informe es contribuir al conocimiento geológico,

geomecánico de la cuenca del Titicaca, incidiendo mayormente

en la parte de geomecánica y geotecnia minera.

1.2.2. Objetivo Específicos:

Exploración y reconocimiento de campo.

Identificación de las características, propiedades, descripción de

la roca arenisca cuarzosa del lugar de estudio.



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MECÁNICA DE ROCAS

Análisis de las condiciones estructurales y geomecánica de la

roca in situ.

1.3. Ubicación y vías de acceso

La zona estudiada se encuentra ubicada en los Andes del Sur del

Perú, al suroeste del lago Titicaca, departamento de Puno,

municipalidad menor de Yanamayo. Está comprendida entre los

13°00‟ y 16°15‟.

Coordenadas UTM

NORTE ESTE ALTURA

8 256 000 389 000 3810

8 250 000 394 000 4020

8 256 000 394 000 4080

La accesibilidad al lugar de estudio se recurre por carretera desde la

ciudad de Puno y luego trocha con dirección a la municipalidad de

Yanamayo hasta Huerta Huaraya, estando en la ciudad de Puno, se

tomó un colectivo urbano hacia que se describe en siguiente tabla.

CUADRO DE ACCESIBILIDAD

Tramo Tipo de vía Km. Tiempo (min)

Puno - Yanamayo

Asfaltado 2.00 30

Puno – Huerta Huaraya

Asfaltado-Trocha

2.00 0.15



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MECÁNICA DE ROCAS

1.4. Aspectos climáticos

En general hay dos estaciones principales, las cuales son modificadas

por la topografía, dando un clima cordillerano y un clima altiplánico. Se

puede ver que el altiplano tiene un periodo frio alcanzando

temperaturas bajas a 0°C entre mayo y agosto, este último es

particularmente un mes con mucho viento.

La estación lluviosa, correspondientes a los meses de verano, con

fuertes precipitaciones pluviales, que se inicia en el mes de enero y

finaliza en el mes de marzo y existe una predominación de ambiente

húmedo a templado con temperaturas de 10°C a 15°C.

1.5. Metodología

I. PRIMERA PARTE

a) RECOPILACION Y REVISION DE FUENTES DE INFORMACION DE LA MUESTRA

En esta etapa del informe se recopilará toda la información necesaria para realizar luego en el laboratorio los respectivos ensayo y análisis.

II. SEGUNDA PARTELa segunda parte del informe, constará de los ensayos realizados a las muestras representativas recogidas in situ del lugar de estudio, donde obtendremos los resultados que posteriormente serán analizados y evaluados.

CAPITULO II

MARCO TEÓRICO Y CONCEPTUAL



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MECÁNICA DE ROCAS

2.1. Marco Geomorfológico

Esta es la parte de la geología que se ocupa de la descripción e

interpretación de las características del relieve terrestre, tratando de

reconstruir la historia de su pasado, su desarrollo y evolución posterior.

La zona de estudio se encuentra geomorfológicamente dentro de la

depresión central de lago Titicaca (Vélez, A; 1996).

2.1.1. Características regionales

Esta región del Perú se divide en 3 unidades geomorfológicas

importantes: cordillera oriental, altiplano, cordillera occidental.

La cuenca que es parte del altiplano muestra un ancho máximo de 150

Km. Y una altura promedio de 4000 msnm.

Puna altiplánica occidental

Depresión central de lago Titicaca.

Sinclinorio de Putina.

2.1.2. Características locales

El área de estudio comprende de las siguientes características

geomórficas: planicie en forma relativa, pampas, colinas aisladas y

mesetas con alturas medianas y pendientes suaves, la inclinación de

esta depresiones la dirección de Lago Titicaca, pequeños valles

producidos por el flujo del agua y lomas sobre llanuras.

2.2. Marco Geológico

2.2.1. Geología regional



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MECÁNICA DE ROCAS

Nuestra zona de estudio forma parte de la cuenca del Titicaca que es

una depresión alargada en dirección NW de origen tectónico. Las

rocas más antiguas que se han identificado son las calizas Sipín de

edad Jurásico Superior, NEWELL (1945). Debido a varios periodos

orogénicos ocurridos en el área. Grandes espesores de la sección han

sido erosionados, motivo por el cual no es posible encontrar una

sección completa en el área.

2.2.2. Unidades Geológicas

El área de estudio está conformada por diversas unidades litológicas,

que se han depositado hace millones de años y acompañado con

fuertes movimientos tectónicos de compresión, las unidades litológicas

son de mares someras y continentales de regresión y transgresiones

distribuidos en millones de años con diferentes colores de cada

unidad.

Las unidades litológicas como el Grupo Moho, caliza Ayabacas,

Formación Muni, esta unidad sufrió un movimiento de compresión, la

cual dejo la posición actual estas unidades.

Además como la zona cuenta en su gran mayoría de calizas,

ocurriendo asi disolución de carbonatos en la superficie y subsuelo

hacia la ribera lacustre e inmediaciones, dando origen a las arcillas,

limos, etc.

2.2.3. Unidades Estratificadas

SISTEMA MESOZOICO



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MECÁNICA DE ROCAS

FORMACION ARENISCAS HUANCANÉ (Ki-h)

En el área de estudio, la formación consiste de areniscas rosadas,

impuras, masivas, localmente cuarcíticas y feldespáticas, de textura

granular media a fina; en parte, presenta conglomerados finos.

Formando colinas, rangos de la potencia varían de 55 a 100 metros,

llegando a 600 metros en otras áreas vecinas.

Arenisca de grano fino, delgada estratificada, con limolitas areniscosas

10 a 20 centímetros de grosor y arenisca marrón-rojizo de grano fino a

grueso hasta 30 centímetros de grosor las areniscas gruesas están

finalmente laminadas en gruesa capa cruzada de canal, grosor de 200

metros.

La formación Huancané es de ambiente semicontinental a continental

y tiene su mayor desarrollo en la parte nororiental de Lago Titicaca.

GRUPO MOHO (Km-m)

Se da esta denominación a una secuencia sedimentaria constituida

principalmente por areniscas y lutitas calcáreas.

ERA SISTEMA PISO FORM.UNIDADES LITOESTRATIGRAFICAS

DESCRIPCION



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MECÁNICA DE ROCAS

CE

NO

ZO

ICO

CU

AT

ER

NA

RIO

Sedimentos lacustres, arenas y gravilla.Limos, arcilla, arena limosa.Discordancia erosional.

INE

OG

EN

O

PLI

OC

EN

O

GP

O.

BA

RR

OS

O

Derrames andesiticos, piroclasticos y brechas

volcánicos.

ME

SO

ZO

ICO

CR

ET

AC

EO

CE

NO

MA

NIA

NO

AY

AB

AC

AS

Lutitas rojas, negras y grises.Caliza gris fino con huecos, fosilesContacto concordante.

ALV

IAN

O

HU

AN

CA

NE Areniscas de estratificación gruesa, fino a

medio redondeado y bien clasificado,

porosidad. Contacto gradacional.

AP

TIA

NO

MU

NI

Limolitas, lutita y areniscas rojas a marrón.

TIT

ON

IAN

O

SIP

IN Caliza gris terrosa amarillenta, arenisca finas.

Discordancia angular.

CAPITULO III



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MECÁNICA DE ROCAS

PROPIEDADES DE IDENTIFICACIÓN, CLASIFICACIÓN Y

PROPIEDADES MECÁNICAS – ARENISCA CUARZOSA

3.1. Propiedades De Identificación Y Clasificación

3.1.1. Color

Es una de las características más importantes de las rocas ya que lo

primero que llama la atención es el color. La complejidad de sus

colores se debe a los minerales constituidos en su estructura y

muchos de ellos se deben su nombre a su color representativo.

3.1.2. Textura

Tamaño, forma y disposición de los minerales componentes de las

rocas. Las rocas sedimentarias presentan las siguientes texturas:

granoblásticas, porfiroblásticas, cristaloblásticas, masivas, oolíticas,

sacaroides, etc.

3.1.3. Tipo De Roca

Por la formación detallada en el capitulo anterior nuestra muestra es

de tipo de roca sedimentaria ya que son rocas exógenas producto de

la consolidación y diagénesis de los materiales fragmentados

originados por la erosión de rocas pre-existentes.

3.1.4. Composición Mineralógica

Es la descripción en porcentajes de la distribución de minerales en una

matriz total de la roca.

3.1.5. Observaciones



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MECÁNICA DE ROCAS

Son anotaciones que nos podrían ser muy útiles en el momento de los

análisis para tomar decisiones correctas. Como en muestra presenta

alto contenido de cuarzo.

3.1.6. Densidad

Es la relación de peso de un mineral con respecto al peso del agua en

igualdad de volúmenes. Con respecto en rocas esto varía mucho a la

composición de minerales presentes, en nuestra muestra es de 2.4

gr/cm3.

3.1.7. Porosidad

Es la relación existente entre el volumen de los intersticios porosos y

el volumen de la roca o suelo. La porosidad se expresa siempre en

porcentaje. La porosidad eficaz es la relación de los poros

interconectados y el volumen de la muestra, sin embargo en rocas

será menor que la real.

3.1.8. Contenido De Humedad

Es el porcentaje de agua con respecto al volumen seca de la muestra.

3.1.9. Permeabilidad (Coeficiente K)

O conductividad hidráulica es la capacidad de transmitir agua de una

roca. La filtración y el flujo de agua a través de la matriz rocosa se

produce a favor de los poros y fisuras, dependiendo de la

permeabilidad de la interconexión entre ellos y de otros factores como

el grado de meteorización, anisotropía.



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MECÁNICA DE ROCAS

3.1.10. Coeficiente De Poisson

Es la constante de proporcionalidad del comportamiento elástico del

material rocoso, método para obtener la constante elástica es a partir

del ensayo de resistencia Uniaxial.

3.1.11. Modulo De Elasticidad Dinámico ( Ed) Kg/Cm2x 105

Ley que mide los esfuerzos y controla la deformación de las rocas.

3.1.12. Modulo De Elasticidad Elástico (E) Kg/Cm2x 105

O llamado también modulo de Young, lo cual es la proporcionalidad

entre l esfuerzo y la deformación axial.

3.2. Propiedades Mecánicas

3.2.1. Resistencia A Compresión Simple (Mpa)

Sirve para determinar la resistencia a compresión uniaxial de una

probeta cilíndrica de roca de altura entre el doble y el triple del

diámetro.

3.2.1.1. Resistencia A Compresión Uniaxial (Mpa)

3.2.2. Resistencia A Tracción (Kp/Cm2)

Es el máximo esfuerzo que soporta el material ante la rotura a por

tracción. Se obtiene aplicando fuerzas traccionales y distensivas a una

probeta cilíndrica de roca en laboratorio.

3.2.3. Resistencia (Coeficiente C Y Φ)



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MECÁNICA DE ROCAS

3.2.3.1. Cohesión (C)

Es la fuerza de unión entre sus partículas de minerales que forma la

roca.

3.2.3.2. Angulo De Fricción Básico (Φ°)

Es el ángulo de rozamiento entre dos planos de la misma roca.

3.2.4. Velocidad De Propagación De La Ondas Vp (M/S)

La velocidad de las ondas longitudinales o de compresión, Vp, se

utiliza como índice de clasificación, y su valor es indicativo de Ia

calidad de la roca, correlacionándose linealmente con la resistencia a

la compresión simple.

3.3. Cuadro De Resumen

CUADRO DE RESUMEN DE LA MUESTRA DE ROCA

ARENISCA CUARZOSA



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MECÁNICA DE ROCAS

Propiedades De Identificación Y Clasificación

Color Pardo Rojizo

Textura Clástica

Tipo De Roca Sedimentaria

Composición Mineralógica CZ=80%, CEMENTO SILÍCEO=10%, FE=10%.TOTAL = 100%

Observaciones Son arenisca con alto contenido

de cuarzo. Formación Huancané

(KI – HU)

Densidad 2.4 Gr/Cm3

Porosidad 15 %

Contenido De Humedad 9%

Permeabilidad (Coeficiente K) 10-5- 10-10 K (M/S)

Coeficiente De Poisson 0.1-0.4

Modulo De Elasticidad

Dinámico ( Ed) Kg/Cm2x 105….

0.5-5.6

Modulo De Elasticidad Elástico

(E) Kg/Cm2x 105….

0.3-6.1

Propiedades Mecánicas

Resistencia A Compresión

Uniaxial (Mpa)

(122 Mpa)

Resistencia A Tracción

(Kp/cm2)

(50-200 Kp/Cm2)

Cohesión (c) 80-350 Kp/ cm2

Angulo De Fricción Básico (Φ°) 30-50 Grados

Velocidad De Propagación De

La Ondas Vp (m/s)

1400-4200 m/s



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MECÁNICA DE ROCAS

Imagen 01: roca arenisca cuarzosa

3.4. Bibliografía Y Web grafía

- Distribución espacial de las temperaturas mínimas para la

primera década del mes de Junio 2013. Fuente SENAHMI.

- Mecánica De Rocas- Capitulo 3 – Ingeniería Geológica -

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