Elasticidad de La Roca

FUNDAMENTOS DE MECNICA
DE ROCA
Profesor: Juan Araya S

Profesin: Ingeniero en Minas
Introduccin
El estudio de los procesos que ocurren en el macizo rocoso durante la
explotacin de los minerales posee una gran importancia lo que permite:
Condiciones de seguridad del trabajo

Aumentar su productividad
La efectividad econmica
Disminucin del impacto.
Los macizos rocosos se diferencian entre s por las condiciones de:
Composicin (qumica y mineralgica)

Estructura
Fuerza de cohesin entre sus partes componentes
Existencia de defectos estructurales y otros factores.
Introduccin
Segn su constitucin los macizos rocosos pueden ser continuos,
discontinuos y combinados.
Para cada una de estas formas de comportamiento del macizo se

pueden mencionar diferentes tipos y stos, desde nuestro punto de
vista, resulta til la divisin teniendo en cuenta sus caractersticas geo -
estructurales en:
Macizos homogneos.
Estratificados.
Bloque muy agrietados y mixtos.
Rotura frgil de la roca
Las microgrietas poros e inclusiones de una roca pueden, en un campo
tensional, dar nacimiento a nuevas grietas. Si stas alcanzan la superficie
de la probeta o si crecen de modo notable al interactuar unas con otras,
se puede producir la rotura de la muestra.
Elasticidad de la roca
La deformacin inducida sobre un cuerpo debida a la accin de un campo de
fuerzas exteriores puede ser elstica o plstica.
Deformacin Elstica: Cuando el cuerpo recupera su forma y volumen

iniciales una vez cesada la accin de las fuerzas externas.
Deformacin Plstica : Cuando el cuerpo se rompe su forma y volumen, en

donde no puede volver a su estado normal.
Deformacin sea elstica o plstica depende de la naturaleza del cuerpo, de

la temperatura, grado y tasa (velocidad) de deformacin al que ha sido
sometido.
A temperatura constante, los materiales se comportan normalmente como

elsticos cuando los esfuerzos aplicados son pequeos, si bien se tornan
plsticos cuando los esfuerzos superan un cierto lmite.
La elasticidad es una propiedad de un material ideal y podemos
vincularla con los materiales que se utilizan en ingeniera, incluyendo a
las rocas en mayor o menor grado y en funcin de cuanto estos
materiales se acercan al ideal. Prcticamente esto depende de tres
factores principales:
Homogeneidad
Isotropa
Continuidad
Istropo: Es una medida de las propiedades direccionales de un material. Un cuerpo
granular ser istropo si todos sus granos tienen una orientacin al azar y cuando un
plano de dimensiones equivalentes lo intercepta, en cualquier direccin, corta al mismo
en un nmero igual o equivalente de granos.
Anistropo: Cuando la propiedad vara segn la direccin considerada. En este caso,

la propiedad es vectorial.
Primer caso las propiedades fsicas son las misma independiente de la direccin.
Segundo caso las propiedades fsicas del medio cambian de acuerdo con la
direccin analizarla.
Homogneo: Significa que tiene Heterogneo: Significa que tiene
un aspecto uniforme y a simple un aspecto uniforme y a simple
vista, no se observan componente vista, no se observan
diferentes. componente diferentes.
La homogeneidad depende en gran medida de la escala y podra ser posible

describir una roca masiva de grano muy fino corno homognea. Mientras
que una roca de grano muy grueso dentro de dimensiones limitadas debe
ser considerada no homognea.
Una diaclasa es una fractura en las rocas que no va acompaada de
deslizamiento de los bloques que determina, no siendo el
desplazamiento ms que una mnima separacin transversal. Se
distinguen as de las fallas, fracturas en las que s hay deslizamiento
de los bloques. Son estructuras muy abundantes. Son deformaciones
frgiles de las rocas.
Continuidad: Puede ser considerada como una referencia de:
Porosidad
Cantidad de diaclasas
Fallas en un cuerpo rocoso particular.
Grado de continuidad: Afectar su cohesin y por lo tanto la

diferente distribucin de tensiones a travs de todo el cuerpo.
Los extremo al considerar la continuidad de una roca. Estarn entre

una masa rocosa fracturada. La cual es completamente discontinua y
un cuerpo rocoso masivo de grano muy fino con un diaclasamiento
muy espaciado, con lo cual es prcticamente continuo.
Curva esfuerzo deformacin para compresin con tramos
elstico y plsticos
Curvas esquemticas esfuerzo y deformacin para
materiales
Obviamente la mayora de las rocas elsticas deben ser
de grano fino, masivas y compactas, una propiedad de
las rocas extrusivas . Estas rocas se aproximan de
muchas formas a las propiedades de un material
elstico, frgil, que tiene una relacin cuasi - lineal entre
tensin / deformacin hacia el punto de ruptura. por lo
cual se las puede denominar rocas casi - elstica.
Rocas de menor elasticidad, son las rocas gneas de

grano grueso y sedimentos compactados de grano fino,
con baja porosidad y una razonable cohesin, por lo
que se l as denomina rocas semi-elsticas.
Un peligro similar existe en obtener datos para un

tercer tipo de relacin tensin/deformacin por medio
de mtodos en laboratorio, lista categora incluye las
rocas cohesivas, con mucha porosidad.
Comprendiendo a la mayora de las rocas
sedimentarias dbiles. Estas son plsticas y cualquier
anlisis apoyado en criterios de plasticidad podra ser
peligroso.
Deformacin frgil y dctil compresin, torsin y
extensin
Dctil: No debe confundirse dctil con blando, ya que la ductilidad es

una propiedad que como tal se manifiesta una vez que el material
est soportando una fuerza considerable.
Efecto de confinamiento
Confinamiento aumenta la
resistencia de las rocas
Desplazamiento normal a
planos de debilidad se hace
ms difcil si hay presin de
confinamiento
Resistencia puede llegar a ser

10 veces el aumento en el
esfuerzo istropo

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Condiciones de seguridad del trabajo

Los macizos rocosos se diferencian entre s por las condiciones de:

Composicin (qumica y mineralgica)

Para cada una de estas formas de comportamiento del macizo se

Deformacin Elstica: Cuando el cuerpo recupera su forma y volumen

Deformacin Plstica : Cuando el cuerpo se rompe su forma y volumen, en

Deformacin sea elstica o plstica depende de la naturaleza del cuerpo, de

A temperatura constante, los materiales se comportan normalmente como

Anistropo: Cuando la propiedad vara segn la direccin considerada. En este caso,

La homogeneidad depende en gran medida de la escala y podra ser posible

Grado de continuidad: Afectar su cohesin y por lo tanto la

Los extremo al considerar la continuidad de una roca. Estarn entre

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