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Geomecánica
Ing. Rosario Cruz Pérez
INTRODUCCIÓN 
Origen de la 
Geomecánica
Geomecánica en la Ing. Civil
Geomecánica en Minería
En la Industria Petrolera
Esfuerzo y 
Deformación 
Fuerza
• Cantidad de fuerza por unidad de área.
• La magnitud del esfuerzo depende de la magnitud 
de la fuerza y el tamaño de la superficie sobre la 
que actúa.
Definición De 
Esfuerzo
Tipos de Esfuerzo
Definición De 
Deformación
• Se define como el cambio de un material, en 
longitud o espesor, bajo la influencia de un 
esfuerzo.
• Está representado por la letra griega ypsilón ε. 
Mientras mayor sea el esfuerzo al que la roca está 
sometida, mayor será la deformación que 
experimente.
• Esfuerzos de tensión Deformaciones longitudinales
• Esfuerzos de compresión Deformaciones transversales
• Esfuerzos de corte Deformación de corte
Constantes 
Elásticas
• Las constantes elásticas describen las propiedades 
elásticas del material para condiciones donde 
existe una relación lineal entre el esfuerzo aplicado 
y la deformación resultante
• Módulo de Young
• Relación de Poisson
• Módulo de Corte
• Módulo volumétrico
• Coeficiente de Biot
CONSTANTES 
ELÁSTICAS
• Módulo de Young
• Relación de Poisson
• Módulo de Corte
• Módulo volumétrico
• Coeficiente de Biot
Módulo de Young
• Es la relación entre el
esfuerzo aplicado y la
deformación.
Caracteriza la rigidez
de un material.
• Ley de Hooke. el
alargamiento unitario
que experimenta un
material elástico es
directamente
proporcional a la
fuerza aplicada sobre
el mismo.
• Módulo de Young
• Relación de Poisson
• Módulo de Corte
• Módulo volumétrico
• Coeficiente de Biot
Relación de Poisson
Es una medida del
cambio lateral de un
cuerpo, con respecto
al cambio longitudinal
respectivo, bajo la
acción de un esfuerzo. 
• Módulo de Young
• Relación de Poisson
• Módulo de Corte
• Módulo volumétrico
• Coeficiente de Biot
Módulo de Corte
Describe la relación
entre el esfuerzo de
corte y la deformación
de corte
• Módulo de Young
• Relación de Poisson
• Módulo de Corte
• Módulo volumétrico
• Coeficiente de Biot
Módulo de Volumen
Es una medida de la relación del esfuerzo
hidrostático con respecto a la deformación
volumétrica.
• Módulo de Young
• Relación de Poisson
• Módulo de Corte
• Módulo volumétrico
• Coeficiente de Biot
Coeficiente de Biot
Relación entre la
consistencia de la roca y
su compresibilidad.
• ¿por qué queremos conocer la relación de Poisson
para el material que perforamos?
• Porque las rocas plásticas tienden a estrechar el 
agujero debido al peso de la roca que se
encuentra por encima. Se necesitará una densidad 
de lodo mayor para las rocas con una mayor
relación de Poisson para evitar que el agujero se 
estreche o se colapse.
• Los valores de la relación de Poisson, son 
determinados en una prueba de laboratorio, 
suponen que la presión de confinamiento es igual 
en todas las direcciones. Este no es el caso en la 
corteza terrestre.
ESFUERZO
Esfuerzo
Notaciones 
Notaciones 
Unidades del Esfuerzo 
Tabla de 
Equivalencias:
Presión Litostática 
EJEMPLO 
Esfuerzos Principales
• σ1, σ2, σ3
• Los esfuerzos principales son perpendiculares
entre ellos y perpendiculares al plano donde se
aplican.
• σv=Sv = Esfuerzo Vertical, Esfuerzo de
sobrecarga
• σH=SH = Esfuerzo Horizontal Máximo
• σh=Sh = Esfuerzo Horizontal Mínimo
Esfuerzos In Situ
• In situ: Que la roca está en su lugar y sin
perturbar. Está en equilibrio.
• El peso de la roca que está por encima la 
presiona hacia abajo.
• El esfuerzo de sobrecarga hará que la roca se 
acorte y se ensanche.
• Todas las rocas vecinas experimentan la misma 
sobrecarga y también se acortan y se 
ensanchan.
• Estos elementos vecinos de roca empujan 
hacia todas direcciones, aplicando una 
presión de confinamiento sobre el elemento de
roca.
Tensor De Esfuerzos
Componentes Del Esfuerzo 
Esfuerzos Principales
−40 −30 45−30 80 −5045 −50 60
Círculo de Mohr
Círculo de Mohr
Círculo de Mohr
Tridimensional
• En términos físicos, si un circulo de Mohr para 
estados particulares de esfuerzo, yace 
enteramente por debajo de la envolvente, el 
suelo esta en condiciones estables. Si el circulo 
de Mohr toca la envolvente, la resistencia 
máxima del suelo ha sido alcanzada, es decir, 
la falla ha ocurrido en un plano determinado.