Laboratorio Mecánica de Rocas

Laboratorio de Mecánica de Rocas

descripción general

Este laboratorio tiene como propósito principal el contribuir a la investigación y docencia en las áreas de geomecánica y diseño minero. Se encuentra emplazado en el subterráneo del Edificio de Ingeniería en Minas de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile con un área de 100 m2

Sus profesionales poseen expertiz en caracterización de roca intacta, estimación de propiedades de macizo rocoso, diseño y estabilidad de excavaciones subterráneas y en superficie, soporte de excavaciones, sismicidad inducida por minera y tronadura. Conocimiento complementado con tecnología y desarrollo de herramientas computacionales, lo que posiciona al laboratorio a nivel nacional e internacional.

Ofrecemos múltiples soluciones a la industria minera para la caracterización de macizos rocosos mediante ensayos destructivos y no destructivos. Adicionalmente contamos con licencias de softwares especializados en el área: :Itasca (FLAC3D, 3DEC, PFC3D), Rocscience (RS3, RS2, Slide, DIPS, entre otros) y Simulia (ABAQUS).

Ensayos

Ensayo de compresión uniaxial UCS

Este ensayo permite determinar en el laboratorio la resistencia uniaxial no confinada de la roca, o resistencia a la compresión simple, UCS. Es un ensayo para la clasificación de la roca por su resistencia. NORMA ASTM D7012-10 ISRM (1981), ISRM (1979b) ISRM (1999)

Ensayo de compresión triaxial

Este ensayo representa las condiciones de las rocas in situ sometidas a esfuerzos confinantes, mediante la aplicación de presión hidráulica uniforme alrededor de la probeta. Permite determinar la envolvente de resistencia del material rocoso ensayado a partir de la que se obtienen los valores de sus parámetros resistentes cohesión (c) y ángulo de fricción (phi). NORMA ASTM D7012-10, ISRM (1981), ISRM(1978d), ISRM (1983)

Ensayo de carga puntual (PLT)

El ensayo de carga puntual se utiliza para determinar la resistencia a la compresión simple de fragmentos irregulares de roca, testigos cilíndricos de sondajes o bloques, a partir del índice de resistencia a la carga puntual (Is) y su índice anisotrópico de resistencia (la). NORMA ASTM D5731-08, ISRM (1985)

Ensayo de corte directo en discontinuidades

El ensayo de corte directo es un procedimiento que se realiza con el fin de definir las propiedades de resistencia de materiales bajo el efecto de cargas combinadas, donde fuerza de corte se genera a lo largo de una superficie horizontal determinada. NORMA ASTM D5607-08, ISRM (1981)

Ensayo de tracción indirecta (método brasilero)

Este ensayo permite conocer la resistencia a la tracción de probetas cilíndricas de roca. NORMA D3967-08, ISRM (1981), ISRM (1978b)

Preparación de muestras

En la sala de preparación de muestras se cortan y rectifican probetas cilíndricas provenientes de colpas o núcleos de sondajes. NORMA ASTM D4553-08. ISRM (1981)

Ensayos de compresión con deformación controlada (post-peak)

¿QUE ES?

Al someter a compresión la roca, en la curva tensión-deformación el comportamiento post-peak corresponde a la porción desde la resistencia máxima, continuando con la deformación plástica hasta llegar a la resistencia residual.

El comportamiento, dependerá de la calidad de la roca, proceso de formación y discontinuidades presentes en ella. Además de la presión de confinamiento a la cual se somete la probeta o el macizo, el tamaño de la probeta y la velocidad a la cual se realice el ensayo.

¿para qué sirve?

El estudio de la falla progresiva de los macizos rocosos, cobra mayor relevancia al poder incorporar el comportamiento post-peak como una variable en las leyes constitutivas aplicadas en los modelos numéricos, permitiendo estimar de manera más precisa las deformaciones plásticas del macizo rocoso. Algunos campos de aplicación al definir modelos que incorporen este comportamiento son:

• Análisis del potencial spalling generado en excavaciones sometidas a altos esfuerzos en roca de buena calidad;
• Diseño de pilares en minería subterránea;
• Predicción y control del comportamiento en fracturamiento hidráulico (industria petrolera, pre-acondicionamiento del macizo rocoso en minería);
• Estallidos de roca, al contar con un análisis de las condiciones de confinamiento bajo las cuales la roca presentaría un comportamiento frágil a dúctil;
• Diseño de sistemas de soporte o reforzamiento; back -análisis para verificar comportamiento, entre otros.

NORMA ISRM (1999)