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MECNICA DE ROCAS

INGBETTY M. CONDORI QUISPE

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ing.cimentacionesMECNICA DE ROCASLa mecnica de rocas se ocupa del estudio terico y prctico de las propiedades y comportamiento mecnico de los materiales rocosos y de su respuesta ante la accin de fuerzas aplicadas en su entorno fsico.

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ing.cimentacionesLa mecnica de rocas guarda una estrecha relacin con otras disciplinas como la geologa estructural, para el estudio de los procesos y estructuras tectnicas que afectan a las rocas, y la mecnica de suelos, para abordar el estudio de rocas alteradas y meteorizadas en superficie.

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ing.cimentacionesFig No1: Material arcilloso muy alterado con caractersticas de suelos y rocas

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ing.cimentacionesLas rocas: son agregados naturales duros y compactos de partculas minerales con fuertes uniones cohesivas permanentes que habitualmente se consideran un sistema continuo.El suelo: segn su acepcin en ingeniera geolgica, son agregados naturales de granos minerales unidos por fuerzas de contacto normales y tangenciales a las superficies de las partculas adyacentes

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ing.cimentacionesLas masas rocosas aparecen en la mayora de los casos afectadas por discontinuidades o superficies de debilidad que separan bloques de matriz rocosa o roca intacta, constituyendo en conjunto los macizos rocosos.El conocimiento de las tensiones y deformaciones que puede llegar a soportar el material rocoso ante unas determinadas condiciones permite evaluar su comportamiento mecnico y abordar el diseo de estructuras y obras de ingeniera.

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ing.cimentacionesPermiten cuantificar las propiedades fsicas y mecnicas de la matriz rocosa

- La naturaleza rocosa- La resistencia a la rotura- la deformacin a corto y largo plazo- la influencia del agua - el comportamiento ante la meteorizacin- el comportamiento en funcin del tiempo.

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ing.cimentacionesa)Limite entresuelo y roca, b) transicin entre roca y suelo que ha sufrido transporte

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ing.cimentacionesClasificacin de las rocasRocas sedimentarias: dentrticas, qumicas , orgnicas.Rocas gneas: plutnicas y volcnicasRocas metamrficas.

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ing.cimentacionesPropiedades GranitoRoca gnea cida intrusivaCristales de grano gruesoComposicin, de cuarzo, feldespato, micas y minerales.LutitaRoca sedimentaria elstica arcillosaGrano fino Composicin, minerales arcillosos (ilita, caolinita etc)

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ing.cimentacionesPropiedades fsicasLas propiedades fsicas controlan las caractersticas resistentes y deformacionales de la matriz rocosa (composicin minerolgica, densidad, estructura, porosidad, permeabilidad, alterabilidad, dureza, etc.

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ing.cimentacionesPropiedades fsicas La porosidad: es la relacin de volmenesEl peso especfico o peso unitario: depende del peso por unidad de volumen.La permeabilidad: es la capacidad de transmitir agua de una roca. La mayoria de las rocas presentan permeabilidades bajas o muy bajas.

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ing.cimentacionesLa durabilidad: es la resistencia que la roca presenta ante los procesos de alteracin y desintegracin, propiedad a la que tambin se alude como alterabilidad, definindose en este caso como la tendencia a la rotura de los componentes o de las estructuras de la roca.

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ing.cimentacionesLa resistencia a compresin simple o resistencia uniaxial es el mximo esfuerzo que soporta la roca sometida a compresin uniaxial determinada sobre una probeta cilindrica sin confinar en el laboratorio.

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ing.cimentacionesEl grado de meteorizacin del macizo rocoso puede estimarse a partir de su grado de fracturacin mediante el parmetro RQD.

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ing.cimentacionesPermeabilidad y flujo de aguaLas rocas, los suelos y el agua son los tres elementos naturales que constituyen el medio geolgico. El agua fluye a travs de suelos y rocas con mayor o menor velocidad. En funcin de que la roca tenga o no capacidad para transmitir agua, se denomina permeable o impermeable, dependiendo de la porosidad y de la interconexin entre poros.

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ing.cimentacionesTensiones principalesEn cualquier punto sometido a esfuerzos, se pueden encontrar tres planos ortogonales entre s en los que los esfuerzos tangenciales son nulos, estos planos se denominan planos principales de esfuerzos y los esfuerzos normales que actan sobre ellos son las tensiones principales.

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ing.cimentacionesCirculo de MohrEl circulo de Mohr permite representar diferentes estados de esfuerzos.

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ing.cimentacionesResistencia y roturaLas tensiones o esfuerzos generados por la aplicacin de las fuerzas pueden producir deformaciones y roturas en las rocas dependiendo de la resistencia de las mismas y de otras condiciones extrnsecas al propio material rocoso.Mecanismos de rotura- Rotura por esfuerzo cortante- rotura por compresin- rotura por flexin- rotura por traccin- rotura por colapso

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ing.cimentacionesResistencia y Deformabilidad de la Matriz RocosaEl comportamiento mecnico de las rocas esta definido por su resistencia y su deformabilidad. La resistencia es el esfuerzo que soporta una roca para determinadas deformaciones.La cohesin, c, es la fuerza de unin entre partculas minerales que forman la roca. El ngulo de friccin interna es el ngulo de rozamiento entre dos planos de la misma roca.

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ing.cimentacionesCriterio de Hoeck y BrownPara evaluar la resistencia de la matriz rocosa es mas adecuado un criterio no lineal, donde la representacin grfica de la rotura es una curva de tipo cncavo.

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ing.cimentacionesEl agua presente en los macizos rocosos reduce su resistencia, genera presiones en el interior de los mismos y altera sus propiedades dificultando las excavaciones superficiales y subterrneas.

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ing.cimentacionesTambin pueden darse proceso de hinchamiento o expansin en algunos tipos de rocas por liberacin de tensiones o por reacciones qumicas, como el paso de anhidrita a yeso por hidratacin.

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