UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACFACULTAD DE INGENIERIAESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINASMECANICA DE ROCASPRACTICA 06: ENSAYO DE CARGA PUNTUAL. DOCENTE : DR. ING LEONCIO T. CARNERO CARNERO.ALUMNO : CODIGO : FECHA DE PRCTICA: FECHA DE ENTREGA : ABANCAY-APURIMACOBJETIVOLa fnalidad de este ensayo es determinar la resistencia a la compresin simplede la roca de una forma simple, pudindose realizar en el campo. En esteensayo se rompen trozos de testigo o rocas de forma irregular aplicando lacarga entre dos piezas cnicas con puntas esfricas.El ensayo de la carga puntual debe ser entendido como un mtodo indicativopara la roca, que proporciona una evaluacin aproximada de la resistencia alos esfuerzos de especmenes de roca, que puede ser empleado para laclasifcacin de las rocas de acuerdo a su resistencia. Con el objetivo dedeterminar el ndice de resistencia a la carga puntual (Compresin Franklin y,traccin Louis).-PERSONAL EJECUTANTE.Alumnos del quinto nivel (V).Escuela de Ingeniera de Minas de la UNAMBA-EQUIPO:APARATO DE CARGA CONCENTRADA Equipo para ensayo de carga puntualEste equipo de carga concentrada y determinacin dela resistencia acepta tamao demuestras de hasta 101.6mm. (4 pulg.) de dimetro.La resistencia de la roca se puede determinar rpidamente en el campo mediante este equipoutiliando muestras de n!cleo o de muestras irregulares de in"situ. El #astidor$ la gata de carga y los indicadores componen una unidad integral montada so#re la#ase de ca%a de trasporte. &e puede aplicar presiones de carga hasta ''() (1*000 l#+) $ unaescala montada so#re el #astidor proporciona la in+ormacin re+erente al dimetro de muestraque se utiliapara los clculos del ,ndice de resistencia de la carga concentrada. Acepta tamaos de muestra hasta 101.6 mm (4 pulg) de dimetro. La presines indicada directamente en dos cuadrantes de grandimetro. Proteccin de sobrecarga del indicador de goma alta. Prctico maletn para facilitar su trasporte.La resistenciade una roca se puede determinar rpidamente en el campomediante el aparato de Carga Concentrada utilizando muestras de ncleo ode terrenos irregulares.El bastidor, el gato de carga y los indicadores componen una unidadintegral montada sobre la base de la caja de transporte. Se pueden aplicarpresiones de cargas de hasta 55 KN (13000 lbf) sobre especmenes de hasta101.6 mm (4 pulg.) de dimetro. Una escala montada sobre el bastidorproporciona la informacin referente al dimetro de la muestra que seutiliza para los clculos del ndice de resistencia a la cargaconcentrada, elAparato de Carga Concentradase suministra montado y listo para supuesta en servicio, incluyendo dos anteojos resistenteshomgrafoygrfco de correccin.Especifcaciones Capacidad:55 KN (13000 lbf) Tamao de la muestra:101.6 mm (4 pul.) mximo Goma de carga Goma baja: 5.5 KN x 0.1 KN (0 -1.300lbfx 20 libras) Goma alta: 55 KN x 1 KN (0 -13000lbfx 200 libras) Peso Neto:28 Kg (62 libras)EQUIPO DE PROTECCION PERSONAL.Guantes, casco, lentes, zapatos de seguridad, chaleco, refractante.ETAPAS DE TRABAJO.a.- preparacin de testigob.- Ensayo de la carga y lectura.c.- Llenar planilla de carga puntual RIESGOS POTENCIALES. Cortes en la mano, evitar golpes por salto de partculas del testigo almomento de la ruptura. Deterioro y alergias en las manos, por efecto de aditivos y lavadocontinuo de muestras. Afeccin visual y de la piel por exposicin prolongada a rayos solares enel campo. Fatiga fsica y mental (stress). Proyeccin de fragmentos de roca en la ruptura.PROCEDIMIENTO DELENSAYOA) CLASIFICACION DE LAS ROCAS.Las rocas al ser clasifcadas deben ser primero divididas en unidades, cadaunidad es considerada de acuerdo a una inspeccin preliminar de tal formaque sean similares litolgicamente o que tengan una resistencia similar. Lamuestra obtenida corresponde a una corrida, de cada 5 metros, de perforacindiamantina, son de forma cilndrica de las perforadoras diamantinas.B) ENSAYO DIAMETRAL.Los testigos cilndricos, obtenidos a partir de perforaciones diamantinas,deben tener una relacin longitud/dimetro mayor que 1.4. Es preferiblerealizar por lo menos 10 ensayos, dependiendo de la calidad de testigosdisponible y de la uniformidad de la roca en la muestra. El espcimen esinsertado en la mquina de ensayo y las platinas cerradas de forma que hagancontacto en ambos lados de su dimetro, asegurndose que la distancia Lentre el punto de contacto y la cara libre ms cercana sea por lo menos 0.70.Donde D, es el dimetro del testigo. La distancia D se registra en la planilla dendice de carga puntual y la carga se incrementa progresivamente hasta que elespcimen rompa. La carga de ruptura es registrada y el procedimiento serepite para el resto de especmenes de muestra.C) ENSAYO AXIAL.Para el ensayo se debe emplear especmenes obtenidos a partir de sondajesdiamantinos, de relacin L/D de 1.1 0.05, en caso se obtiene especmenescon una tolerancia de 1.1 0.04 se puede obtener resultados satisfactorio quepueden ser empleados corrigiendo el valor del ndice obtenido (Is) por un factor(F), es decir. lk= Is*FSe requiere un espcimen de la corrida de 5.00mts, con caractersticas quehaya salido de la muestra del ensayo diametral. El espcimen es introducidoen la mquina de ensayo, se registra la longitud axial que es observada en laregla, luego se aplica la carga y se incrementa hasta quefalle el espcimen, lacargade falla P, es registrado en la pantalla de carga puntual as como el tipode roca, dimetro de ruptura D y tipo de fractura; el procedimiento se repitepara todos los ensayos que resten.CALCULOS DE CARGA PUNTUAL.INDICE DE RESISTENCIA A LA CARGA PUNTUAL (IS) El ndice se calcula por la siguiente relacin: ls = P/D2 Dnde:P = Fuerza aplicada o carga de falla, KN.D = Distancia entre los dos puntas cnicas en el momento de rotura, mm.La relacin entre ls y c, segn Bieniaswski, viene dada por:c= 23 Is. Con Testigo de 50mm de dimetro para roca dura.c = 18 Is. Para roca blanda. ls > 10kg/cm2, este ndice pierde su validez. Para obtener valores confables de ls, es mejor utilizar ensayos diametrales entestigos cercanos a 50 mm la correccin por tamao es: F = (D/50) x0.45Para testigos de dimetro cerrado a los 50 mm es posible utilizar F = (D/50) x0.5Si los ensayos se realizan sobre bloques o pedazos irregulares de roca, elndice a la resistencia e la compresin simple de roca se le calcula: ls = P/WdDIFERENTES FORMAS DE ENSAYO DE CARGA !NT!A"-l--e(#)0.*./-0.(a)L00.'-1estigo equi2alente.-L.-e3L00.'-0.*/-0.1estigo equi2alenteL(d)L00.'--.4.1-e0.*./-0-1estigo equi2alente0.*./-0..5 .1 6.474FORMATO DEL NDICE DE CARGA PUNTUAL NMUESTRAProfundidad detaladro (m)TIPO DE ROCA DIREC. DELACARG.D/AGEOMETRIA. DE LAMUESTRAFUERZAAPLICADA(KN)DRUPTURA(mm)TIPODEFRACTURAc(KN)W (cm) D(mm)1 Supef. caliza 5.85 47 19.35 122759.642 Supef. caliza 6.15 49 23.10 169392.70Direccin de la carga D = diametralA = axial Tipo de fracturaM = matriz (roca intacta)E = estructural (ya tiene fractura)F = fracturadoCLCULOS DE CARGA PUNTUAL: Las cargas puntuales son axiales.ndice de resistencia a la carga puntual (Is)Is = P/WD Dnde:P=Fuerza aplicadao carga de falla, KND= Distancia entre los dos puntos cnicos en el momentode ruptura (mm)W= Longitud promedio de las muestras irregulares.MUESTRA N 01: Caliza (clase sedimentaria, es uniforme y es masivairregular)Is = P/WD: P = 19.35 KNPara poder hallar el D debemos hacer un promedio:Di=48.5 mmy Df=45.5 mmD = 48.5 mm x 1 m = 0.0485 m. 1000 mmPara poder hallar el W debemos hacer un promedio:W1=5.5 cm yW2=6.2cmW= 5.5 cm+ 6.2 cm 2W=5.85 cmW = 5.85 cm x 1 m = 0.0585 m.100 cmLUEGO: ls = 19.35 KN Is = 6819.98 KN/m2(0.0485m x 0.0585 m) Luego el csegnBienaswski, vienedada por: c = 18 xIs ;para una roca blanda (CALIZA) sedimentariasegn la fuerzaaplicadaen el ensayo c 5 189 (6819.98 :;a) c =122759.64 KPaOBSERVACIONES:La muestra N01 se tuvo que aplicar una fuerza de 19.35 KN, para que sepueda romperse, donde la muestra llego al punto mximo de la roca o a sumxima resistencia, al verifcar la muestracuando se parti a la mitad,pudimos observar en el interior algunas vetillas (como tipo relleno), por esoinfuyen a su resistencia de la roca y as podemos podemos considerar unaroca blanda.MUESTRA N 02: Caliza (masiva irregular compacta)Is = P/WD: P = 4*.10 KNPara poder hallar el D debemos hacer un promedio:Di=51 mm Df=47 mmD = 51 mm x 1 m = 0.051 m.1000 mmPara poder hallar el W debemos hacer un promedio:W1=5.8 cm yW2=6.5 cmW= 5.8 cm +6.5 cm 2W=6.15 cm W = 6.15 cm x 1 m = 0.0615 m. 100 cm Is =23.10 KN Is = 7364.90 KN/m2 (0.051m x 0.0615 m) Luego el csegnBienaswski, vienedada por: c = 23 xIs;para una roca dura (CALIZA) sedimentaria segn la fuerzaaplicadaen el ensayo c = 23x (7364.90KPa) c 516