1.introduccion e Importancia de Mecanica de Rocas

MECANICA DE ROCAS I
MSc FELIPE MAMANI OVIEDO

INTRODUCCION
Durante la explotación de una mina se

pone de manifiesto una serie de
condicionantes y problemas de
mecánica de rocas que si no se tienen
en consideración con anterioridad y no
se estudia a fondo pueden alterar
significativamente las características
de la operación de minado.
Entre los aspectos más relevantes del sistema de información
geomecánica, relacionado a las características del comportamiento
mecánico de la masa rocosa y sus componentes, son los ensayos de
laboratorio y los ensayos insitu,con la finalidad de determinar las
propiedades físico mecánicas de lasrocas y minerales y el monitoreo de
la masa rocosa. de una operación minera.
En el planeamiento de minado se considera la construcción y/o
ejecución de labores mineras subterráneas y superficiales, por lo que
es necesario, la cuantificación de las características geomecánicas del
macizo rocoso, teniendo una justificación técnico- económica para una
explotación racional, segura y rentable; estando además su utilización
orientada a: diseño de labores mineras, diseño del método de
explotación, selección de equipos, perforación y voladura,
sostenimiento, relleno y drenaje, conservación del medio ambiente,
productividad y loss control, Economía y gestión.
Cuando se diseñan labores mineras subterráneas y superficiales para
propósitos de explotación de un yacimiento minero, se ponen de
manifiesto una serie de condicionantes y problemas que se relacionan
con el comportamiento mecánico del macizo rocoso que deben de
tomarse en cuenta o estudiarse a fin de hacer más racional dicha
actividad minera.
IMPORTANCIA DE MECANICA ROCAS
La mecánica de rocas pone de relieve los puntos que se

han de considerar para evitar o al menos paliar en lo posible
el resultado de las fuerzas que se promueven al alterar el
equilibrio del macizo rocoso en el que se ejecuta las labores
mineras subterráneas y superficiales, este macizo, es un
material muy complejo cuyas composiciones variadas,
discontinuidades estructurales, distribución de presiones,
complicadas por la presencia del agua, las vibraciones
sísmicas debido a la voladura o sismos terrestres, etc;
hacen que sea un autentico mosaico de problemas técnicos.
La caracterización del comportamiento mecánico de la
masa rocosa y sus componentes; como componente de
un sistema de información geomecánica, se determina
mediante los ensayos de laboratorio y ensayos in-situ,
cuyo objetivo es la determinación de las propiedades
físico-mecánicas de la roca y minerales y el monitoreo
de la masa rocosa, razón que en presente trabajo
detallamos cada uno de los procedimientos de los
diferentes ensayos y la implementación de un sistema
de control instrumental.
Del empleo de la Tecnología que la mecánica de rocas
pone a nuestra disposición podemos sacar una rotunda
y probada afirmación: Racionar el diseño; Dar
seguridad a la ejecución de labores mineras, personal e
infraestructura, facilitar el control de la ejecución de las
labores mineras, al actuar con datos reales, los costos
de operación minera, redundando todo esto en el
aumento de la productividad, bajos índices de
accidentes - loss control y mayor conservación del
medio ambiente .
ANTECEDENTES
En Mecánica de rocas se consideran los procedimientos para ejecutar

los ensayos de acuerdo a los estándares del ISRM (Society International
For Rock mechanic´s), con el objetivo de determinar las propiedades
fisicomecánicas de las rocas y minerales , y la implementación de un
sistema de control instrumental para garantizar la estabilidad de una
operación minera, tiene un carácter de particular relevancia e
importancia, puesto que en la actualidad, es necesaria la aplicación de
estos parámetros cuantificados, en el diseño de las diferentes labores
mineras, subterráneas y superficiales.
Es de conocimiento que en estos últimos años, la aplicación de la
mecánica de rocas en muchas proyectos mineros de nuestro país, se
viene dando con mayor énfasis, así como también se tiene bibliografía
técnica referida a la especialidad, referido a la determinación de
propiedades fisico-mecánicas de las rocas y mineral, y monitoreo de la
masa rocosa, codyuvará al entendimiento, conocimiento y aplicación
en forma sencilla y práctica dicha Ciencia
Tiene por objetivo primordial, elaborar, conocer y aplicar los
procedimientos para determinar las propiedades físico -mecánicas de
las rocas y minerales y el monitoreo de la masa rocosa, teniendo en
consideración los estándares sugeridos por el ISRM (Society
International For Rock Mechanic´s).
Saber y dominar los fundamentos teóricos y prácticos
acerca de los procedimientos para ejecutar los ensayos
de acuerdo a los estándares y evaluar los parámetros
cuantificados de dichas propiedades en monitoreo y
auscultación.
Dominar los conceptos básicos acerca de las características y
propiedades físico-mecánicas de las diferentes rocas y minerales y
monitoreo de la masa rocosa existentes en nuestro país para ser
aplicadas por la ciencia de mecánica de rocas.
Saber identificar y representar las propiedades de las rocas y minerales

y monitoreo de la masa rocosa que serán aplicadas al diseño de labores
mineras subterráneas y superficiales.
Es necesario adquirir gran destreza para observar, analizar, discriminar,
seleccionar y evaluar las propiedades físico-mecánicas de las rocas y
minerales y monitoreo de la masa rocosa que constituyen las
variedades de las rocas y control instrumental localizadas durante la
ejecución de los ensayos y mediciones de los componentes de la masa
rocosa.
Desarrollar la capacidad de atención, análisis y las
habilidades necesarias para: identificar, diferenciar,
discriminar, seleccionar los datos e informaciones
de los ensayos más relevantes y de máxima
importancia al ejecutar mediciones de los
componentes de la masa rocosa.
Conocer, dominar y aplicar correctamente los

conceptos teóricos y prácticos acerca de los
estandares del ISRM (Society International For Rock
Mechanic´s).
CONCEPTOS GENERALES
• En cualquier diseño estructural se quiere predecir su desempeño al

ser sometido a cargas durante su vida útil.
• En mecánica de rocas, interesa el desempeño de las excavaciones en

roca generadas por la actividad minera.
• La mecánica de rocas está asociada a la mecánica clásica y mecánica

de continuo, pero hay factores específicos que la distinguen…
DEFINICION DE MECANICA DE ROCAS
Se ocupa del estudio teórico y práctico de las

propiedades y comportamiento mecánico de
los materiales rocosos y de su respuesta ante
la acción de fuerzas aplicadas en su entorno.
Anisotropía
Es el conjunto de presencia de planos de
debilidad de orientaciones preferentes como
lo son la estratificación, laminación, familias de
diaclasa, etc. Los macizos poseen esta
cualidad.
Discontinuidad
Es cualquier plano de origen

mecánico que independiza y separa a
los bloques de matriz rocosa que
pertenecen a un macizo rocoso. Por lo
general los planos de
discontinuidades presentan nula
resistencia a la tracción.
La presencia de discontinuidades
(fallas, juntas, diques, etc.) ofrece una
variedad de características en el
macizo, pues al estar fungiendo como
separaciones de los bloques estos sus
características y comportamientos
están condicionados por la
naturaleza, frecuencia y orientación
de los planos discontinuos.
OTRAS DEFINICIONES
• Mecánica: área de la física que estudia el efecto de las fuerzas sobre los cuerpos.
• Mecánica de rocas: rama de la ingeniería que estudia el efecto de las fuerzas sobre las
rocas.
• Roca: parte sólida de la corteza terrestre formada por bloques sólidos y duros de gran
tamaño, encajados y ligados entre sí. Agregado de minerales.
• Suelo: acumulación de partículas de pequeño tamaño (hasta 3 o 4”) y sin una ligazón
fuerte entre sí.
• Discontinuidades (joints): cualquier tipo de fractura en la roca. Son planos de fragilidad.

La mecánica de rocas es la ciencia
teórica y aplicada del
comportamiento mecánico de la
roca. Por lo general, es poco
rentable llevar a cabo pruebas
complicadas y costosas in-situ para
la determinación de los parámetros
de ingeniería de la roca a menos
que sea un proyectos de gran
tamaño.
Una solución, es combinar las

pruebas de laboratorio con el
simple pero eficaz equipo de
prueba de campo.
La Mecánica de Rocas se encarga
del estudio teórico y práctico de
las propiedades y
comportamiento mecánico de los
materiales rocosos, y de su
respuesta ante la acción de
fuerzas aplicadas en su entorno
físico.
La finalidad de la Mecánica de
Rocas es conocer y predecir el
comportamiento de los materiales
rocosos ante la actuación de las
fuerzas internas y externas que se
ejercen sobre ellos.
Los distintos ámbitos de aplicación

de la mecánica de rocas se agrupan
en:
• Cuando el material rocoso

constituye la estructura
(excavaciones de túneles,
taludes, etc.).
• Cuando la roca es el soporte de
otras estructuras (cimentaciones
de edificios, presas, etc.).
• Cuando las rocas son empleadas
como material de construcción
(terraplenes, gaviones, rellenos,
etc.).
Macizo, masa o medio rocoso
El macizo es un conjunto de bloques
de matriz rocosa y también de las
discontinuidades que afectan a este.
Mecánicamente son medios
discontinuos anisótropos y
heterogéneos. Posee una resistencia
a la tracción nula.
Matriz Rocosa .
Material rocoso que se encuentra
exento de discontinuidades
también entre estas, se pueden
encontrar bloques de roca intactas
aisladas. A pesar de que la matriz
es considerada un elemento
continuo su comportamiento es
anisótropo y heterogéneo.
• Macizo rocoso (rock
mass): gran masa de
roca componente de la
corteza terrestre. Está
compuesto por:
• Roca intacta: el volumen

de roca que se encuentra
entre las
discontinuidades.
También se llama matriz
rocosa o sustancia
rocosa.
• Discontinuidades: fallas,
diaclasas, planos de
fractura, de clivaje, etc.
DEFINICION DE ISRM
• Mecánica de rocas (US National Committee on Rock

Mechanics, 1964, 1974):
“La mecánica de rocas es la ciencia teórica y aplicada del

comportamiento mecánico de la roca y de los macizos rocosos.
Corresponde a la rama de la mecánica que estudia la respuesta
de la roca y del macizo rocoso a los campos de fuerza de su
entorno físico.”
• Mecánica de rocas < geomecánica (incluye suelo) = ingeniería

geotécnica
• Excavaciones mineras cambian los campos de fuerza de su
entorno
Composición de la Tierra
Tectónica de Placas
En los márgenes divergentes, hay creación de corteza oceánica
Margen convergente (subducción): placa oceánica bajo placa continental;
Sismicidad, magmatismo, volcanismo, creación de montañas
Tipos de materiales geológicos
•Rocas y Suelos
ROCAS
• Las rocas se definen como agregados sólidos de minerales.
Dependiendo de su origen, las rocas se dividen en tres
grandes grupos:
• Rocas ígneas
• Rocas sedimentarias
• Rocas metamórficas

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MECANICA DE ROCAS I

MSc FELIPE MAMANI OVIEDO

Durante la explotación de una mina se

La mecánica de rocas pone de relieve los puntos que se

En Mecánica de rocas se consideran los procedimientos para ejecutar

Saber identificar y representar las propiedades de las rocas y minerales

Conocer, dominar y aplicar correctamente los

• En cualquier diseño estructural se quiere predecir su desempeño al

• En mecánica de rocas, interesa el desempeño de las excavaciones en

• La mecánica de rocas está asociada a la mecánica clásica y mecánica

Se ocupa del estudio teórico y práctico de las

Es cualquier plano de origen

• Discontinuidades (joints): cualquier tipo de fractura en la roca. Son planos de fragilidad.

Una solución, es combinar las

Los distintos ámbitos de aplicación

• Cuando el material rocoso

• Roca intacta: el volumen

• Mecánica de rocas (US National Committee on Rock

“La mecánica de rocas es la ciencia teórica y aplicada del

• Mecánica de rocas < geomecánica (incluye suelo) = ingeniería

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