Fundamentos de Geomecánica Departamento de Ingeniería en Minas 1 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE Cristian Orrego B. / 2do Semestre 2014 PROGRAMACIÓN • 28-08: Introducción • 04-09: Esfuerzos Planos • 11-09: Ayudantía Esfuerzos Planos • 18-09: Fiestas Patrias • 25-09: Esfuerzos en tres dimensiones • 02-10: Análisis de deformación • 09-10: Teoría de Elasticidad y Soluciones Elásticas • 16-10: PEP 1
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Fundamentos de Geomecánica Departamento de
Ingeniería en Minas
1 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE
Cristian Orrego B. / 2do Semestre 2014
PROGRAMACIÓN
• 28-08: Introducción
• 04-09: Esfuerzos Planos
• 11-09: Ayudantía Esfuerzos Planos
• 18-09: Fiestas Patrias
• 25-09: Esfuerzos en tres dimensiones
• 02-10: Análisis de deformación
• 09-10: Teoría de Elasticidad y Soluciones Elásticas
• 16-10: PEP 1
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CAPÍTULO I : INTRODUCCIÓN
1. ¿QUÉ ES LA MECÁNICA DE ROCAS? Una definición ampliamente aceptada de mecánica de rocas, es la ofrecida por el US National
Committee on Rock Mechanichs en 1964, y subsiguientemente modificada en 1974:
Mecánica de Rocas es una ciencia teórica y aplicada del comportamiento mecánico de la roca y de
los macizos rocosos, es una rama de la mecánica preocupada por la respuesta de la roca y de los
macizos rocosos al campo de fuerzas y su ambiente físico.
La mecánica de rocas forma parte de la geomecánica, la cual esta preocupada de la respuesta
mecánica de todos los materiales geológicos, incluyendo los suelos.
La mecánica es la rama de la física que estudia y analiza el movimiento y reposo de los cuerpos, y su
evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerzas.
2. OBJETIVOS DE LA MECÁNICA DE ROCAS
Caracterización del Comportamiento Mecánico de la Roca Intacta, Discontinuidades Geológicas y
Macizo rocoso.
Análisis de Esfuerzo, Deformaciones y Energía Almacenada para Macizos Rocosos en condiciones
Estáticas y/o dinámicas.
Diseño y Evaluación de Estabilidad de Excavaciones Superficiales y/o Subterráneas en el Macizo
Rocoso.
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Material Isotrópico
r (q) = r0 q
Material Direccional
r = r (q)
Material Anisotrópico
r1 r (q) r2
TIPOS DE MATERIAL & MODELOS GEOMECÁNICOS
q r
r 1 r 1
r 2
r 1
r 2
r 1
r 2
Material Homogéneo
Material Heterogéneo
Material Continuo Material Discontinuo
Modificado de Karzulovic (2001)
3. MACIZO ROCOSO COMO UN MATERIAL
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COPORTAMIENTOS ESFUERZO-DEFORMACIÓN
Tomado de Karzulovic (2001)
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Tomado de Karzulovic (2001)
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Tomado de Karzulovic (2001)
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4. DEFINICIONES
ROCA INTACTA
VOLUMEN DE ROCA DE TAMAÑO “PEQUEÑO” PERO
REPRESENTATIVO DE LA PETROFÁBRICA DE LA ROCA
CONSIDERADA, SIN MOSTRAR IRREGULARIDADES NI DEFECTOS
TALES QUE INFLUYAN EN SU COMPORTAMIENTO MECÁNICO
“PROPIO”, ESPECIALMENTE EN LO QUE DICE RELACIÓN CON LA
CINEMÁTICA DE SU RUPTURA.
SE ENTIENDE COMO VOLUMEN “PEQUEÑO” EL DE UNA PROBETA
TÍPICA DE LABORATORIO, O SEA DEL ORDEN DE 10-4 A 5-3 m3
(PROBETAS DE 42 A 150 mm DE DIÁMETRO Y DE 84 A 300 mm DE
ALTO).
SE ENTIENDE POR IRREGULARIDADES LA PRESENCIA DE
CUERPOS QUE PUEDAN AFECTAR EL COMPORTAMIENTO
MECÁNICO DE LA PROBETA (POR EJEMPLO CLASTOS DE TAMAÑO