PROPIEDADES FÌSICAS Y MECANICAS DE LAS ROCAS

Propiedades Físicas de las Rocas.- Las propiedades llegan a controlar las características resistentes y deformación de la matriz rocosa mediante el resultado de la génesis, condiciones y procesos geológicos y tectónicos sufrido por rocas a lo largo de la historia.

Las propiedades físicas que se logra apreciar en una roca son:

1. Porosidad.- La porosidad en un material rocoso, es un parámetro de conjunto que logra definir como la relación entre el volumen total de poros y el volumen de la probeta o roca.

Formula:

n = Vv / V……. (%)

Vv = Volumen ocupado por los huecos en la roca

V = Volumen total de la roca

Interpretación: Esta propiedad interviene y afecta las características resistentes y mecánicas de las rocas. Es inversamente proporcional a la resistencia y a la densidad; es directamente proporcional a la deformabilidad.

2. Porosidad Eficaz.- Se define como relación que existe entre el volumen de poros interconectados y el volumen total de la muestra.

Formula:

ne = (Wsat –Wseco) / (γw* V)

Wsat = Peso de la muestra saturada

Wseco = Peso de la muestra seca

γw = Peso específico del agua

V = Volumen de la muestra

Interpretación: Es usual encontrar rocas que sus poros no están conectados por que la porosidad real será mayor que la eficaz.

3. Peso Específico.- También llamado peso unitario se define por el peso de la muestra (Wm) por unidad de volumen de la muestra (Vm)

Formula:

γ = W m/V m - γ =ρ*g Interpretación:

ρ = densidad de la roca

g = gravedad

4. Permeabilidad.- Se define como la capacidad de transmitir agua en una roca. Esta se mide por el coeficiente de permeabilidad o de conductividad hidráulica (k) y se define por lo siguiente.

Formula:

k=K (γw / µ)

γw: peso específico del agua.

µ: viscosidad del agua.

También es empleada la Ley de Darcy, que relaciona la cantidad de flujo (Q) con el gradiente hidráulico de presión durante el flujo por la unidad de longitud y la formula es la siguiente: Q=k * i *A

Interpretación:

5. Durabilidad.- Se define como la resistencia que presenta la roca ante los procesos de alteración y desintegración. Esta propiedad índice también es conocida como alterabilidad, en otras palabras, esta propiedad mide la tendencia a la rotura de los componentes o de las estructuras de la roca.

Formula:

ID = Peso Seco después de uno o dos ciclos / Peso Inicial de la muestra

Interpretación:

Propiedades Mecánicas de las Rocas.- Las propiedades mecánicas de las rocas son muy importantes ya que en ella se puede desarrollar y evaluar la resistencia, velocidad, resistencia, y deformidad del macizo rocoso.

1. Resistencia a compresión simple.- Es llamada también resistencia uniaxial y se define como el esfuerzo máximo que soporta la roca sometida a compresión uniaxial, la cual se determina a través de una probeta cilíndrica sin confinar en el laboratorio.

Fórmula:

L/D = 2 Donde:

L = Longitud de la probeta (cms).

D = Diámetro de la probeta (cms).

2. Factor de Corrección de Protodyakonov: Esta se da cuando la relación de esbeltez es L/D = 2 se puede aplicar el factor de corrección de Protodyakonov, cuya relación es la siguiente:Fórmula:

σ O= Resistencia Compresiva uniaxial con L/D = 2.

σ C = Resistencia Compresiva uniaxial con L/D = 2.

L = Longitud de la Probeta.

D = Diámetro de la Probeta.