Practicas Rocas - MACHACANDO CANICAS

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Compresión simple en rocas 
Objetivo 
Determinar la resistencia a la compresión simple de un macizo rocoso y obtener su clasificación. Los resultados de estos ensayes se podrán utilizar en el diseño de túneles bajo presión y de cimentaciones de estructuras pesadas. 
Marco teórico
La compresión simple en rocas al igual que en suelos, es utilizada para determinar una de las propiedades, la capacidad de carga; es decir la resistencia que posee un macizo rocoso al someterlo a una carga axial sin confinamiento.
· Los especímenes son generalmente cilindros de 2.5 a 7.5 cm de diámetro y altura igual a dos diámetros.
· La resistencia del espécimen es el valor de esfuerzo bajo el cual el material falla. Dicho esfuerzo se calcula comúnmente en mega pascales (mpa). 
· El intervalo de variación de la resistencia a la compresión simple en rocas es usualmente de 5 a 400 mpa, en este intervalo han surgido variaciones que se muestran en la siguiente lista. 
	Resistencia mn/m2
	Término descriptivo
	Menor al .25
	Muy débil
	1.25 a 25
	Débil
	5 a 12.5
	Moderadamente débil
	12.5 a 50
	Moderadamente resistente
	50 a 100
	Resistente
	100 a 200
	Muy resistente
	Mayor a 200
	Extremadamente resistente
· Cualquier roca con una resistencia menor a 1.25 mn/m2 se considerará como suelo.
Puede tenerse una idea de la resistencia de material en el campo con pruebas simples usando un martillo o una navaja.
 
Material y equipo
· Muestras de rocas 
· Agua 
· Máquina universal 
· Cortadora 
· Vernier 
Desarrollo 
1. Concebir una idea general de la roca en cuanto a su litología y estructuras. 
2. Identificar las muestras. 
3. Medir las dimensiones de la muestra para validar si satisface las condiciones del ensayo. 
4. Se sitúa el testigo de tal forma que el pistón de la máquina quede paralelo a las caras transversales de la muestra. 
5. Una persona se encarga de medir la presión a la cual está siendo sometida la muestra mediante un manómetro conectado directamente a la prensa hidráulica, la presión debe ser medida a cada instante ya que al momento de fallar, la aguja que indica el valor de la carga vuelve al punto de partida y na segunda persona será la encargada de ir aumentando paulatinamente la presión en la prensa hidráulica. 
6. Una vez falle el testigo se retira y se analizan las condiciones y modo de ruptura.
7. Se realizan los cálculos correspondientes.
	Diámetro (mm)
	Áreas (cm2)
	47.41
	17.65
	47.36
	17.61
	47.48
	17.69
Altura (h): 94.41 mm
Carga máxima registrada (p)= 20.01 ton = 20010 kg
Conclusiones
Debido a la resistencia obtenida en laboratorio se puede argumentar con las suficientes bases que el macizo rocoso representado en la muestra es de una resistencia inscrita en la categoría de muy resistente.
Tensión por flexión en rocas 
Objetivo 
Determinar la resistencia a la tensión por medio de un ensaye a flexión en rocas y comparar el resultado con la práctica de compresión. 
Marco teórico 
La resistencia a la tensión obtenida a partir de ensayes de laboratorio, es un parámetro útil para el diseño de excavaciones subterráneas cimentaciones. Este parámetro debe emplearse como un factor de seguridad. Los ensayos de tensión axial y brasileña permiten representar el comportamiento de la roca en la zona de los macizos de los que se induce esfuerzos de tensión al realizar excavaciones y aplicar cargas. Los ensayes de flexión permiten el comportamiento de estratos que forman el techo de excavaciones subterráneas. Los ensayos de tensión en especímenes de rocas se han inspirado en las pruebas desarrolladas para probar cilindros de concreto. Estas técnicas consisten en someter a la muestra de roca a tensión axial, compresión diametral (prueba brasileña) o flexión. 
La resistencia a la tensión es la propiedad mecánica de la roca más sensible a la dimensión del espécimen. La prueba de flexión con especímenes cilíndricos tiene la ventaja sobre las efectuadas en los prismáticos de permitir la libre rotación alrededor del eje de la viga, evitando así esfuerzos de torsión. En la siguiente tabla se muestran valores típicos de resistencia a la compresión simple y a tensión.
	Roca
	Compresión
	Tensión
	Granito
	100-250
	7-25
	Diorita
	150-300
	15-30
	Docenia
	100-350
	15-35
	Gabro
	150-300
	10-30
	Basalto
	150-300
	10-30
	Arenisca
	20-170
	4-25
	Lutita
	5-100
	2-10
	Caliza
	30-250
	5-25
	Dolomita
	30-250
	15-25
	Carbón
	5-20
	2-5
	Cuarcita
	150-300
	10-30
	Gneis
	50-200
	5-20
	Mármol
	100-250
	7-20
	Pizarra
	100-200
	7-20
*Resistencia en mpa.
Prueba de flexión 
Consiste en someter a un espécimen d roca simplemente apoyado en sus dos extremos a una carga en el punto medio del claro. Cuando los esfuerzos son más altos que la resistencia a la tensión de la roca, el espécimen falla. 
Cuando una carga, p, se aplica al centro de una viga simplemente apoyada de longitud 2l, produciendo una flecha y perpendicular al eje de la viga, el módulo de elasticidad promedio a la flexión es: cuando una carga, p, se aplica al centro de una viga simplemente apoyada de longitud 2 l , produciendo una flecha y perpendicular al eje de la viga, el módulo de elasticidad promedio a l flexión es:
La resistencia de tensión a la flexión es:
Donde: 
I = momento de inercia de la sección transversal de la viga.
Y = distancia del eje neutro de la viga al punto extremo de la sección transversal en el lado de tensión.
· Es recomendable que la longitud total de la probeta sea de 14 cm. Y la longitud del claro sea igual a 12.7 cm.
Material y equipo 
· Muestras de roca 
· Cortadora 
· Máquina universal 
· Aditamentos para tensión por flexión 
· Vernier 
Desarrollo 
1. Seleccionar y cortar las muestras de roca. 
2. Medir con el vernier los diámetros medio, inferior y superior de las muestras, así como también su longitud.
3. Colocar los aditamentos en la máquina universal y sobre estas la muestra, aplicar carga hasta la falla y anotar el dato. 
4. Con los datos obtenidos calcular la resistencia a la tensión, utilizando la siguiente fórmula:
Ds=47 mm= 4.7 cm
Dm=47 mm= 4.7 cm
Di= 47 mm=4.7 cm
L= 20 cm
l = 12.75 cm
P=700 kg.
Cálculo.
Resistencia de la roca a la tensión.
Conclusiones
Dados los resultados obtenidos durante la prueba de laboratorio, la resistencia indica que la roca puede ser:
· Granito
· Diorita
· Docenia
· Gabro
· Basalto
· Arenisca
· Caliza
· Dolomita
· Cuarcita
Pero por su apariencia , esta es indicativa de bien granito o un basalto. Ambos materiales rocosos de resistencia significativa.
Tensión indirecta o compresión diametral (prueba brasileña) en rocas.
Objetivo 
Determinar la resistencia a la tensión en rocas por medio de una prueba indirecta. 
Marco teórico 
Consiste en someter a compresión diametral a un espécimen cilíndrico produciéndose así esfuerzos de tensión, y y de compresión, x 
Cuando la longitud es igual al radio.
Donde: 
Ti = resistencia a la tensión, en mpa 
P = carga registrada en la máquina universal, en kg. 
D = diámetro, en mm 
T = espesor, en mm
A pesar de que el esfuerzo de tensión inducido es menor que el de compresión, el espécimen falla a lo largo del eje vertical debido a su menor resistencia a la tensión.
Material y equipo 
· Muestras de roca 
· Cortadora 
· Máquina universal 
· Vernier
Desarrollo 
1. Seleccionar y cortar las muestras de roca. 
2. Medir con el vernier los diámetros medio, inferior y superior de las muestras, así como también su longitud. 
3. Colocar el espécimen en la máquina universal y aplicar carga hasta la falla y anotar el dato. 
4. Con los datos obtenidos calcular al resistencia a la tensión, utilizando la siguiente fórmula:
D= 47.71 mm = 4.771 cm
H1=26.12 mm = 2.612cm
H2=26.92 mm = 2.692 cm
P=5.36 ton
Cálculos.
Resistencia a la tensión por la prueba brasileña:
 
Si: 10.2 kg/ cm2 = 1Mpa
Entonces:
Conclusiones
Dados los resultados obtenidos durante la prueba de laboratorio, la resistencia indica que la roca puede ser:
· Diorita
· Docenia
· Gabro
· Basalto
· Cuarcita
Pero por su apariencia , esta es indicativa de biengranito o un basalto. Ambos materiales rocosos de resistencia significativa.
Prueba de intemperismo acelerado
Objetivo 
Determinar la resistencia de una muestra de roca sana, a la acción del intemperismo provocado en laboratorio y con ello, sus posibles usos en la construcción.
Marco teórico 
Los cambios bruscos de temperatura, la humedad que empara el suelo, la incesante actividad de los seres vivos, todo tiende a destruir las rocas. Este proceso de destrucción es lo que se llama intemperismo y se le define como los cambios que tiene lugar en los minerales y rocas en o cerca de la superficie de al tierra por efectos de la atmósfera, del agua, de las plantas y de la vida animal. 
El intemperismo deja sus huellas donde quiera alrededor de nosotros. El proceso es tan común, que tenemos la tendencia a pasar por alto la forma en que se realiza y la significación de sus resultados. Desempeña un papel vital en el siglo de las rocas, pues mediante el ataque del material superficial de la corteza terrestre - tanto la roca sólida como los depósitos si consolidar - producen las materias primas para la formación de nuevas rocas. Los productos del intemperismo son, por lo común, acarreados por el agua y por la influencia de la gravedad y menos corrientemente por el viento y el hielo de glaciar a continuación caen para acumularse y asentarse en otros nuevos lugares. 
El lodo de un no crecido, es, en realidad, material intemperizado, que está siendo transportado del terreno a alguna cuenta de asentamiento, por lo común el océano. Sin embargo algunas veces los productos del intemperismo permanecen en el mismo sitio donde se formaron y se incorporan a las rocas del lugar. Ciertas menas, como de las del aluminio, por ejemplo son en realidad antiguas zonas de intemperismo.
Tipos de intemperismo 
Existen dos tipos generales de intemperismo: el mecánico y el químico. En la naturaleza es difícil separar estos dos tipos, porque a menudo van juntos, aunque determinados ambientes predominan uno u otro. No obstante, es más conveniente para nuestros propósitos tratarlos separadamente.
Intemperismo mecánico 
El intemperismo mecánico, que también es mencionado como desintegración, es un proceso por el que las rocas se rompen en fragmentos más y más pequeños, como resultado de energía desarrollada por las fuerzas físicas. Por ejemplo, cuando el agua se congela en una roca fracturada, la presión de vida a la expansión del agua congelada puede desarrollar suficiente energía para astillar fragmentos de roca. O bien, un peñasco que por la fuerza de gravedad desciende sobre la pendiente pedregosa, se puede despedazar en fragmentos más pequeños.
Intemperismo químico 
El intemperismo químico, llamado algunas veces descomposición, es un proceso más complejo que el intemperismo mecánico. Como hemos visto, el intemperismo mecánico simplemente rompe la roca en partículas más y más pequeñas, sin alterar su composición, sin embargo, el intemperismo químico en realidad, transforma el material original en algo diferente. Por ejemplo, el intemperismo químico del feldespato produce arcillas que tiene una composición distinta y características físicas diferentes de los feldespatos originales. Algunas veces los productos del intemperismo químico no tiene del todo forma mineral, como la solución salada que resulta de la transformación del mineral halita o sal común.
Material y equipo 
· Muestra de roca sana.
· Sulfato de sodio. 
· Agua 
· Horno eléctrico
· Balanza 
· Recipiente
Desarrollo 
1. Primero se prepara una solución de sulfato de sodio diluido en agua en una proporción del 10 al 20%.
2. Se toman sus pesos iniciales ( w i ) de las muestras de roca sana y se sumergen en la solución de sulfato de sodio (comienzo del ciclo) por un periodo de 12 horas. 
3. Terminadas estas 12 horas se retiran de la solución y se procede a introducirlas al horno por un periodo de 12 horas. 
4. Concluidas las 12 horas en el horno se retiran de este (así termina el ciclo) se introducen nuevamente en la solución (el ciclo comienza de nuevo).
5. Las muestras se someterán a 5 ciclos. 6. Terminados los ciclos se toma el peso de las muestras (w5c) se calcula la pérdida de peso y el porcentaje de éste.
Datos y resultados
Peso inicial=52.9g 
Peso final=52.6g
Cálculos
%intemperismo=(52.9-52.6/52.9)*100=0.56%
Nota: si una roca después de la prueba de intemperismo pierde más del 10% de su peso entonces se dice que esa roca no sirve para los fines estructurales.
Conclusiones
Dado que la roca no ha perdido un porcentaje mayor al 10%, la roca puede ser empleada con fines estructurales. La perdida incluso por los agentes químicos no han sido significativos.
Referencias
· Manual de prácticas de los laboratorios de ingeniería civil. Laboratorio mecánica de suelos.facultad de estudios superiores aragón
Contenido
Compresión simple en rocas	1
Objetivo	1
Marco teórico	1
Material y equipo	1
Desarrollo	2
Conclusiones	3
Tensión por flexión en rocas	4
Objetivo	4
Marco teórico	4
Prueba de flexión	5
Material y equipo	5
Desarrollo	5
Conclusiones	7
Tensión indirecta o compresión diametral (prueba brasileña) en rocas.	8
Objetivo	8
Marco teórico	8
Material y equipo	8
Desarrollo	8
Conclusiones	9
Prueba de intemperismo acelerado	10
Objetivo	10
Marco teórico	10
Tipos de intemperismo	10
Intemperismo mecánico	10
Intemperismo químico	11
Material y equipo	11
Desarrollo	11
Conclusiones	12
Referencias	13
1
1
 
 
Compresión simple en rocas 
 
Objetivo 
 
Determinar la resistencia a la compresión simple de un macizo rocoso y obtener su 
clasificación. Los resultados de estos ensayes se podrán utilizar en el diseño de túneles 
bajo presión y de cimentaciones de estructuras
 
pesadas. 
 
Marco teórico
 
La compresión simple en rocas al igual que en suelos, es utilizada para determinar una de 
las propiedades, la capacidad de carga; es decir la resistencia que posee un macizo rocoso 
al someterlo a una carga axial sin confinamiento.
 
·
 
Los especímenes son generalmente cilindros de 2.5 a 7.5 cm de diámetro y altura 
igual a dos diámetros.
 
·
 
La resistencia del espécimen es el valor
 
de esfuerzo bajo el cual el material falla. 
Dicho esfuerzo se calcula comúnmente en mega pascales (mpa). 
 
·
 
El int
ervalo de variación de la resistencia a la compresión simple en rocas es 
usualmente de 5 a 400 mpa, en este intervalo han surgido variaciones qu
e se 
muestran en la siguiente lista. 
 
Resistencia mn/m2
 
Término descriptivo
 
Menor al .25
 
Muy débil
 
1.25 a 25
 
D
ébil
 
5 a 12.5
 
Moderadamente débil
 
12.5 a 50
 
Moderadamente resistente
 
50 a 100
 
Resistente
 
100 a 200
 
Muy resistente
 
Mayor a 200
 
Extremadamente resistente
 
 
·
 
Cualquier roca con una resistencia menor a 1.25 mn/m2 se considerará como 
suelo.
 
Puede tenerse un
a idea de la resistencia de material en el campo con pruebas simples 
usando un martillo o una navaja.