propiedades mecanicas y de sostenimiento de los pernos de roca inflabes

1

PROPIEDADES MECANICAS Y DE SOSTENIMIENTO DE LOS PERNOS DE ROCA INFLABES CARGADOS Y DESCARGADOS MSc. Ing. Emiliano Mauro Giraldo Paredez Docente de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM)

I. INTRODUCCION

Entre los meses de Setiembre de 2010 y Abril de 2011, se desarrolló un trabajo de investigación sobre las cualidades de sostenimiento de 4 tipos de pernos de roca, entre ellos: Split Sets, Barras Helicoidales, Hydrabolts y Swellex, para lo cual, se hicieron las pruebas de arranque (pull test) en la Unidad Minera Reliquias de la Cia. Minera Castrovirreyna (Huancavelica). Entre los 4 tipos de pernos estudiados, los que demostraron tener mayor capacidad de anclaje, fueron los Hydrabolts (Giraldo, 2011). Esa ventaja comparativa, es la que motivó para realizar la presente investigación, sobre las causas por las cuales, los Hydrabolts tienen mayor capacidad de sostenimiento que sus similares.

Con el propósito antes indicado, se planteó hacer un estudio comparativo de la resistencia a la compresión y deformación de los pernos Hydrabolts, su capacidad de sostenimiento, entre otros. Para lo cual, en atención a nuestra solicitud, la Cía. New Concept Mining, puso a nuestra disposición 36 pernos Hydrabolt de 6 pies, los que luego de inflarlos a 25 MPa, 18 quedaron con agua a presión en su interior (cargados) y los 18 restantes sin agua (descargados). Las pruebas de compresión se llevaron a cabo en el Laboratorio de Materiales de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), que cuenta entre otras, con la prensa hidráulica marca Zwick / Roell modelo SP 600, que tiene una capacidad de carga de 600 KN (60 TM).

Previamente se estableció, que las pruebas se llevarían a cabo en 6 posiciones sobre los pernos, 3 con la costura de la soldadura en posición horizontal (0º) y 3 en posición vertical (90º), para las 2 condiciones cargado y descargado, y a fin de establecer una base de datos que den resultados confiables, se hicieron 3 pruebas de cada caso, totalizando 36 pruebas y en ningún caso, se hizo más de una prueba sobre un mismo perno. Las posiciones donde comprimieron las mordazas de la prensa, se marcaron adecuadamente a 16 cm de cada extremo y uno al centro. Adicionalmente, se hizo un ensayo sobre un Swellex Estándar inflado (Atlas Copco, 2010; Ros, 2005).

Para las pruebas de compresión de los Hydrabolts cargados, se limitó a 400 KN de carga,

por temor del personal de laboratorio de la PUCP a que estallen violentamente, sin embargo, sólo un Hydrabolt se destruyo, el resto solo quedó deformado sin llegar a destruirse. En caso de los Hydrabolts descargados, las cargas máximas aplicadas estuvieron por el orden de 50 KN. Los resultados de los ensayos fueron reportados por la PUCP; para el caso de los Hydrabolts cargados únicamente reportó la máxima carga aplicada más no el límite elástico; pero en el caso de los Hydrabolts descargados, además de ello, reportó las cargas en el límite elástico.

Con los datos reportados por la PUCP y los registrados por el autor, se hicieron los cálculos y análisis para establecer las bondades de estos elementos de sostenimiento. Entre otros aspectos, se analizaron la deformación diametral de los pernos, tanto vertical como horizontal, las cargas en el límite elástico y máximas aplicadas, límite elástico en caso de los Hydrabolts cargados, capacidad de recuperación de forma y deformaciones diferenciales.

Los resultados indican que los pernos Hydrabolts cargados tienen mayores ventajas que los descargados, incluyendo al Swellex (similar a un hydrabolt descargado) en cuanto a capacidad, resistencia, deformación y recuperación de forma como de detalla en los capítulos II, III, IV y V. En base a lo detallado en dichos capítulos, se arriban a las conclusiones que se presenta en el capítulo VI.

II. ASPECTOS GENERALES

2.1 OBJETIVO DEL ESTUDIO 1) Determinar la deformación diametral de

los pernos Hydrabolts al aplicar compresión.

2) Determinar el comportamiento de los pernos Hydrabolts cargados y descargados.

3) Comparar la capacidad de sostenimiento de los Hydrabolts cargados y descargados.

2.2 La capacidad de anclaje de los pernos

Hydrabolts, se debe al agua a presión retenida en su interior.

2.3 CARACTERISTICAS DE LOS PERNOS HIDRABOLTS UTILIZADOS Los 48 pernos Hydrabolts usados para las

pruebas fueron proporcionados por la Cía. New Concept Mining Perú, del modelo HYDRABOLT Ф 29 (New Concept Mining, URL 2010), con 29 mm de diámetro y todos de 6 pies de longitud (1,8 m) y espesor de la pared del tubo de 2 mm.

2

Foto Nº 2-1: Marcado de los pernos Hydrabolts cargados y

descargados en su cabeza

Foto Nº 3-2: Cola del Hydrabolt en compresión con soldadura a 90º (código CO-90º-2)

III DISCUSION DE LOS RESULTADOS 3.1 DEFORMACIÓN VERTICAL DE LOS

HYDRABOLTS BAJO LA PRENSA Como puede observarse en dichos

gráficos, la carga pico alcanzado con los Hydrabolts cargados es alrededor de 400 KN y esto por suspensión de las pruebas antes que el perno se destruya, mientras que en los descargados fue alrededor de 50 KN o sea 8 veces menor.

Adicionalmente, haciendo el análisis para cargas comunes de 0, 20 y 40 KN (únicos valores comunes que pueden ser comparados) a ambas condiciones de los Hydrabolts, cargados y descargados, se obtienen los valores que presenta el cuadro Nº 3-1, destacando que para 40 KN de carga los Hydrabolts cargados se encuentran en estado de deformación elástica, mientras que los descargados en deformación plástica, graficando los valores mostrados en dicho cuadro se obtiene el gráfico Nº 3-3, donde se visualiza que las reducciones diametrales de los Hydrabolts descargados son más vertiginosas que las de los cargados.

Gráfico Nº 3-1: Deformación diametral de los pernos

Hydrabolts cargados Vs. Carga aplicada en sus diferentes tramos ensayados.

Gráfico Nº 3-2: Deformación diametral de los pernos

Hydrabolts descargados Vs. Carga aplicada en sus diferentes tramos ensayados

3.2 CARGAS Y DEFORMACIONES EN EL

LIMITE ELASTICO DE LOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESCARGADOS

En vista de que la PUCP no reportó los límites elásticos para el caso de los Hydrabolts cargados, indicando que su comportamiento era atípico, por lo cual, fue necesario hacer una análisis diferencial de su deformación, cuyo resultado se presenta en el gráfico Nº 3-4, del que se puede deducir que la carga en el límite elástico para los Hydrabolts cargados es 120 KN, casi en todos los casos (salvo con un valor errático de 100 KN para en ensayo en el centro del Hydrabolt con la línea de soldadura en posición horizontal). Las cargas en el límite elástico para los Hydrabolts descargados fueron reportadas por la PUCP.

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

Deformación (aplastamiento) (m

m)

Carga aplicada (kN)

DEFORMACIÓN VERTICAL DE LOS HYDRABOLTS CARGADOS Vs CARGA APLICADA

Cabeza soldadura horizontal (0º)

20

25

30

35

40

45

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

Deformación de

l perno

(aplastamiento) (m

m)

Carga aplicada (kN)

DEFORMACIÓN VERTICAL DEL PERNO Vs CARGA APLICADA

Cabeza con soldadura horizontalCabeza con soldadura verticalCentro con soldadura horizontalCentro con soldadura verticalCola con soldadura horizontalCola con soldadura vertical

3

Cuadro Nº 3-1: Deformación diametral para cargas de 0, 20 y 40 KN sobre Hydrabolts cargados y descargados en función de la posición de compresión

Posición de la compresión

Deformación diametral en función de la carga aplicada

(mm) 0 20 40

Cabeza con soldadura horizontal cargado 40,30 38,71 37,46

Cabeza con soldadura vertical argado 40,30 37,62 35,91

Centro con soldadura horizontal cargado 40,50 39,02 37,79

Centro con soldadura vertical cargado 40,50 39,25 38,28

Cola con soldadura horizontal cargado 40,90 39,25 37,97

Cola con soldadura vertical cargado 40,90 38,58 37,27

Cabeza con soldadura horizontal descargado 40,10 38,59 33,07

Cabeza con soldadura vertical descargado 40,10 37,78 34,90

Centro con soldadura horizontal descargado 41,10 39,72 37,34

Centro con soldadura vertical descargado 41,10 38,55 34,96

Cola con soldadura horizontal descargado 40,50 39,11 37,09

Cola con soldadura vertical descargado 40,50 38,90 36,13

Gráfico Nº 3-3: Variación del diámetro en diferentes zonas

de los Hydrabolts cargados y descargados para cargas hasta 40 KN

En base a la información anterior, se

obtiene el gráfico Nº 5-5, donde se observa la gran diferencia que existe entre el comportamiento de los Hydrabolts cargados respecto a los descargados. La carga promedio en el límite elástico sería 120 KN y 36,8 KN, para los Hydrabolts cargados y descargados respectivamente, es decir los Hydrabolts cargados son 326 % más resistentes a la deformación que los descargados. Esto significa que si un Hydrabolt cargado es aplastado por un

bloque de roca de hasta 12 TM, no sufrirá deformación, mientras que el descargado quedará completamente aplastado y de estar instalado dentro del taladro, quedará deformado perdiendo su capacidad de anclaje, este caso equivaldría al comportamiento del Swellex.

Gráfico Nº 3-4: Deformación diferencial de los diámetros de los

Hydrabolts Vs. carga para visualizar el límite elástico

Gráfico Nº 3-5: Cargas en el límite elástico de los Hydrabolts

cargados y descargados en sus diferentes zonas

Asimismo, el gráfico Nº 3-6 ilustra las deformaciones de los Hydrabolts en su límite elástico, donde se puede destacar que, a pesar de la baja carga (36,8 KN en promedio) a la que los Hydrabolts descargados alcanzan el límite elástico, su deformación ya es muy superior al de los Hydrabolts cargados que alcanzan el límite elástico a 120 KN de carga. Tal es así que, en promedio hay una diferencia de deformación entre los cargados y descargados de 6 mm, es decir, la deformación de los Hydrabolts descargados es 120 % mayor. Esta propiedad de los Hydrabolts cargados, garantizarán un anclaje permanente y constante del macizo rocoso, toda vez que generarán un perfecto arco de sostenimiento y los efectos de las ondas vibracionales de las voladuras serán absorbidos y

41.10

39.72

37.34

30.00

32.00

34.00

36.00

38.00

40.00

42.00

0 20 40

Redu

ccion de

l diámetro (m

m)

Carga aplicada (kN)

DEFORMACION DIAMETRAL DEL HYDRABOLT Vs CARGA APLICADA

cabeza con soldadura horizontal cargadoCabeza con soldadura vertical cargadoCentro con soldadura horizontal cargadoCentro con soldadura vertical cargadoCola con soldadura horizontal cargadoCola con soldadura vertical cargadoCabeza con soldadura horizontal descargadoCabeza con soldadura vertical descargadoCentro con soldadura horizontal descargadoCentro con soldadura vertical descargadoCola con soldadura horizontal descargadoCola con soldadura vertical descargado

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

Dife

rencial de de

form

ación (m

m)

Carga aplicada (kN)

DIFERENCIAL DE LA EFORMACIÓN VERTICAL DEL HYDRABOLT CARGADO Vs CARGA

Centro soldadura horizontal (0º)

Cabeza soldadura vertical (90º)

Centro soldadura horizontal (0º)

Centro soldadura vertical (90º)

Cola soldadura horizontal (0º)

Cola soldadura vertical (90º)

120.0 120.0 120.0 120.0 120.0 120.0

33.7 38.8 36.5 38.8 36.0 37.1

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

Cabeza con soldadura horizontal

(0º)

Cabeza con soldadura

vertical (90º)

Centro con soldadura

horizontl (0º)

Centro con soldadura

vertical (90º)

Cola con soldadura horizontal

(0º)

Cola con soldadura

vertical (90º)

Carga ap

licad

a (kN)


CARGA EN EL LIMITE ELASTICO Vs POSICIÓN SOBRE EL PERNO

Hydrabolts cargados

Hydrabolts descargados

4

amortiguados convenientemente sin afectar la calidad de anclaje de los Hydrabolts cargados.

Gráfico Nº 3-6: Deformación diametral de los Hydrabolts

cargados y descargados en su límite elástico de acuerdo a la posición de la compresión

3.3 DEFORMACIÓN DIAMETRAL Y SU

RECUPERACION EN LOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESCARGADOS

Este análisis se ha realizado para las

cargas máximas aplicadas tanto a los Hydrabolts cargados como descargados. La carga pico aplicada a los Hydrabolts cargados alcanzó un poco más de 400 KN, mientras que en los descargados 50 KN. En el gráfico Nº 3-7, se puede apreciar que, a pesar que la deformación en los Hydrabolts cargados es mayor, su recuperación es superior a la de los Hydrabolts descargados.

Por ejemplo, durante la compresión en la

cola de los pernos con la línea de soldadura horizontal: En el caso de los Hydrabolts cargados, en la prensa (400 KN de carga) se registró un aplastamiento equivalente a 18,05 mm, pero luego de retirarlo de ella se registró 32,58 mm, es decir, recuperaron en 14,53 mm su forma inicial; mientras que para los Hydrabolts descargados, en la prensa (50 KN de carga) se registró 23,10 mm y fuera de ella 27 mm (se recuperó en 3,9 mm). Esto significa que el Hydrabolt cargado tiene una capacidad 373 % mayor que el Hydrabolt descargado o Swellex para recuperar su forma. Esta característica ratifica una vez más, las cualidades de sostenimiento de los Hydrabolts cargados, detallados en el punto anterior.

Gráfico Nº 3-7: Recuperación de forma por los Hydrabolts

cargados y descargados para las cargas pico aplicadas en diferentes zonas del perno.

3.4 RECUPERACION DE FORMA DESPUES

DE LA CARGA PICO El presente análisis se ha hecho analizando las diferenciales de deformación correspondientes a las carga pico aplicadas en las zonas establecidas sobre los Hydrabolts. Así, para los Hydrabolts cargados a una carga de 400 KN y para los descargados 50 KN, ambos casos en deformación plástica; a pesar de esa diferencia de carga sometida en caso de los cargados (800 % mayor) respecto a los descargados, los Hydrabolts cargados recuperan su forma en promedio 12 mm, mientras que los Hydrabolts descargados lo hacen en 5,4 mm, valor que es menos de la mitad del caso del Hydrabolt cargado, como ilustra el gráfico Nº 3-8. 5.5 ANALISIS COMPARATIVO FINAL Y

SIMULADO DE LOS PERNOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESCARGADOS

Con lo tratado en los capítulos y tópicos anteriores, y con la idea de ilustrar mejor las cualidades de los pernos Hydrabolts cargados y descargados, se ha elaborado las láminas Nº 2, 3 y 4, presentados en los anexos D, E y F, simulando un sostenimiento idealizado en un túnel, cuya explicación resumida se presenta en el cuadro Nº 3-2. Finalmente, todo lo antes expuesto se sintetiza en el cuadro Nº 3-3, que resume las características más importantes y cualidades de sostenimiento de los pernos Hydrabolts cargados y descargados.

30.79

28.63

30.93

31.74

31.2130.60

37.3

35.1

38.3

33.7

38.037.5

26.00

28.00

30.00

32.00

34.00

36.00

38.00

40.00


(0º)

Cabeza con soldadura vertical (90º)

Centro con soldadura horizontl

(0º)

Centro con soldadura vertical (90º)


(0º)

Cola con soldadura vertical (90º)

Deformación diametral (mm)


DEFORMACIÓN DIAMETRAL EN EL LIMITE ELASTICO Vs POSICIÓN DE LA COMPRESION

Hydrabolts cargados

Hydrabolts descargados

17.8919.45

17.4018.73 18.05 18.29

26.95

30.59

28.64

30.04

32.58 32.58

22.72

24.51

22.26 22.3623.10 22.70

26.81 30.0128.72

30.74

27.00 26.92

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00


(0º)



(0º)



(0º)


Deformación diam

etral (mm)

Posición de la compresión en sobre el perno

DEFORMACION DIAMETRAL BAJO LA PRENSA Y FUERA DE ELLA Vs POSICION DE LA COMPRESIÓN

Cargado bajo la prensaCargado fuera de la prensaDescargado bajo la prensaDescargado fuera de la prensa

5

Gráfico Nº 3-8: Valores de recuperación de forma después del

sometimiento de los Hydrabolts cargados y vacíos a cargas pico bajo la prensa: cargados a 400 KN y Descargados a 50 KN de acuerdo a la posición de la deformación.

Cuadro Nº 3-2: Explicación sucinta del contenido de las

láminas Nº 2, 3 y 4 (anexos …) Suponiendo que los bloque inestables B1, B2 Y B3 pesan 12 TM cada uno y que los bloques B2 y B3 están separados por una fisura sub vertical, luego se tiene la siguiente comparación: PERNOS HYDRABOLTS

CARGADOS PERNOS HYDRABOLTS

DESCARGADOS Si el bloque B1 de 12 TM se apoya sobre el Hydrabolt cargado, no le sucederá absolutamente nada, dado que se encuentra en su límite elástico (120 KN). Por consiguiente, el bloque no se desplazará más de 1 mm, pero gracias a la actuación del Hydrabolt vecino, se anulará ese mínimo desplazamiento, mejor dicho se compensará por dicha actuación.

Si el bloque B1 que pesa 12 TM se apoya sobre el Hydrabolt descargado o Swellex, los aplastará completamente, dado que sus límites elásticos son 3,68 y 3,9 TM respectivamente; sin posibilidad de recuperar su forma, por haber superado en más de 3 veces su límite elástico. Por consiguiente, el bloque B1 descenderá una altura equivalente al aplastamiento de estos pernos, es decir, no menos de 17 mm.

El bloque B2 gracias a las fuerzas compresivas de los Hydrabolts vecinos, la fisura no se ensanchará, en consecuencia, el bloque B2 no se moverá de su lugar.

Como consecuencia del desplazamiento del bloque B1 (no menos de 17 mm), la fisura entre los bloques B2 y B3 se ensanchará, porque los pernos vecinos son incapaces de producir fuerzas compresivas. Como consecuencia de ello, el bloque B2 sufrirá un corrimiento e inclusive aplastando al Hydrabolt adyacente con un componente de su peso.

Como hay una cooperación de Hydrabolt a Hydrabolt, el bloque B3 no se moverá de su lugar, dado que las fuerzas compresivas entre los pernos, evitan que las fisuras se ensanchen.

Como se ha sentado el bloque B1 y consecuentemente el bloque B2, el bloque B3 caerá inevitablemente, aun cuando la longitud efectiva de anclaje del Hydrabolt o Swellex adyacentes, estén activas.

Cuadro Nº 3-3: Cuadro comparativo de los pernos Hydrabolts cargados y descargados

PARAMETROS COMPARATIVOS

VALORES / APRECIACION

HYDRABOLTS CARGADOS

HYDRABOLTS DESCARGADOS

Presión de inflado (Mpa) 25 25

Presión en el interior del Hydrabolt después del inflado (Mpa) 25 1 atm (0,1013 Mpa)

Carga en el límite elástico ( TM ) 12 3,68

Diámetro deformado en el límite elástico (mm), (diámetro inicial = 40,5 mm)

39,3 36,2

Carga pico aplicada ( TM ) 400 50

Diámetro deformado después de la carga pico (mm) aplicada en el centro de los Hydrabolts

18,05 23,1

Recuperación de la forma inicial del diámetro, después de la acción de la carga pico, desde la deformación plástica (mm)

12 5,4

Consecuencia de colocar un Hydrabolt bajo un bloque de roca de 12 TM de peso

Sólo deformación elástica

Completamente aplastado

Consecuencia de colocar un Hydrabolt bajo un bloque de roca hasta 40 TM de peso

Deformación plástica, con capacidad de recuperar su

forma en 30 %

Completamente aplastado, con nula

capacidad de recuperar su forma

Fuerzas activas a lo largo del taladro como consecuencia de la presión activa en el interior del Hydrabolt cargado.

Sí No

Capacidad para evitar la formación de fisuras o reducir la separación entre bloques de roca por las ya existentes.

Alta Baja

Fuerza de rozamiento en el contacto con las paredes de los taladros Alta Baja

IV CONCLUSIONES

1) La capacidad de sostenimiento de

los pernos Hydrabolts, se debe al agua a presión retenida en su interior.

2) El comportamiento de los Hydrabolts cargados es muy diferente a los descargados, en cuanto a resistencia, deformación y evidencia del límite elástico.

3) Del análisis de la deformación diferencial de los Hydrabolts cargados, se concluye que el límite elástico se presenta bajo una carga de 120 KN, y de los reportes de la PUCP se deduce lo propio para los Hydrabolts descargados en 36,8 KN. Es decir, los Hydrabolts cargados son 326 % más resistentes a la deformación plástica. Asimismo, el Swellex alcanza el límite elástico a una carga de 38,97 KN (3,897 TM), lo cual quiere decir que el Hydrabolt cargado es 308 % más resistente a ser deformado que el Swellex.

4) La deformación en el límite elástico para los Hydrabolts cargados (a 120 KN), es menor que para los descargados (a 36,8 KN) en 6 mm. Debido a esta propiedad, los Hydrabolts cargados, garantizan un anclaje permanente y constante del macizo, generando un arco de sostenimiento y no se verán afectados por los efectos de las voladuras.

5) Para las cargas pico alcanzadas en los ensayos de 50 KN para los Hydrabolts descargados y 400 KN para los cargados, es decir, 800 % mayor, los Hydrabolts cargados tienen 373 % más capacidad para recuperar su

9.06

11.15 11.23 11.31

14.53 14.29

4.09

5.506.46

8.39

3.90 4.22

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00


(0º)



(0º)



(0º)


Recupe

ración

de form

a (m

m)

Posición de la deformación

RECUPERACION DE FORMAS DESPUES DE CARGAS MAXIMAS Vs POSICIÓN DE LA COMPRESIÓN

Hydrabolts …

6

forma inicial que los descargados, estando en deformación plástica. Asimismo, 326 % más capacidad estando en deformación elástica, debido exclusivamente a la presión del agua retenida en su interior.

6) Los Hydrabolts cargados muestran una resistencia más uniforme en toda su longitud que los descargados y en menor magnitud.

7) Cuando el Hydrabolt cargado alcanza su límite elástico a 120 KN, se produce una deformación plástica pico para una carga de 140 KN, luego del cual, el Hydrabolt gracias al agua retenida a presión en su interior, inmediatamente trata de recuperar su forma inicial, estabilizándose su deformación a partir de 160 KN de carga, a partir del cual se mantiene una deformación constante de 1 mm por cada 20 KN de carga, hasta más de 400 KN, fenómeno que no se presenta en los Hydrabolts descargados o el Swellex, que no tienen mucha capacidad para recuperar su forma inicial.

8) Los pernos Hydrabolts cargados, tienen mayor capacidad de adherencia a las paredes de los taladros (mayor fuerza de fricción) que los Hydrabolts descargados, debido a la fuerza compresiva radial que genera el agua retenida en su interior a la presión de 25 MPa. Asimismo, previene la formación de grietas o fisuras en el macizo rocoso, y sobre las ya existentes, reduce su separación y dependiendo del material de relleno entre ellas, pueden juntar los bloques evitando su caída por el incremento de fricción entre los planos de junturas. REFERENCIAS Atlas Copco (2010). Swellex Mn 12. Atlas Copco Reinforcement. Giraldo Paredez, Emiliano Mauro (2011). Capacidad de Sostenimiento de los Pernos de Roca en función de sus Longitudes. Facultad de Ingeniería Geológica, Minera, Metalúrgica y Geográfica de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima-Perú. New Concept Mining. Hydrabolt. [En línea]

URL<WWW.ncm.co.za> Consulta, 20 de Oct. 2010.

Ros Esteban, Antonio (2005). Bulones SWELLEX. Tipos de Anclajes (pag. 230 – 254). Smith, William F, y Hashemi, Javad (2006). Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales (4ta ed.). Editorial Mc Graw- Hill Interamericana, España.

7

ANEXO A

POSICIÓN DE LAS MORDAZAS DE LA PRENSA SOBRE LOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESCARGADOS

Univerdad Nacional Mayor de San MarcosFacultad de Ingeniería Geológica, Minera, Metalúrgica y Geográfica

estudio: PROPIEDADES MECANICAS Y DE SOSTENIMIENTO DE LOSPERNOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESCARGADOS

Responsable:Ing. Emiliano Mauro Giraldo Paredez

Lamina Nº

Fecha:

1

Junio, 2011

Mordaza de la prensa

Línea de la soldadura

Dimensiones de la mordaza de la prensa

POSICIONES DE LAS MORDAZAS SOBRELOS HYDRABOLTS INFLADOS

Modelos de posicionamiento de las mordazas de la prensa en Hydrabolts con soldadura horizontal (0º)

RESUMEN DEL NUMERO DE PRUEBASCONDICION DE

PERNOPOSICION DE LA

SOLDADURAPOSICION SOBRE EL

HYDRABOLTNUM. DEPRUEBAS

NUM. TOTALDE PRUEBAS

CARGADO

Horizontal (0º)CABEZA 3

18

CENTRO 3

COLA 3

Vertical (90º)CABEZA 3

CENTRO 3

COLA 3

DESCARGADO

Horizontal (0º)CABEZA 3

18

CENTRO 3

COLA 3

Vertical (90º)CABEZA 3

CENTRO 3

COLA 3

Cabeza

Cola

Hydrabolt inflado a 25 MPa

Válvula anti retorno

8

ANEXO C MODELO DE REPORTES DE LA PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU

a) Hydrabolt cargado b) Hydrabolt descargado

ANEXO D

ANALISIS COMPARATIVO DE RESISTENCIA Y CAPACIDAD DE ANCLAJE DE LOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESCARGADOS

Eestudio: PROPIEDADES MECANICAS Y DE SOSTENIMIENTODE LOS PERNOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESCARGADOS

ANALISIS COMPARATIVO DE RESISTENCIAY CAPACIDAD DE ANCLJE

Por:MSc. Ing. Emiliano Mauro Giraldo Paredez

Lamina Nº

Fecha:

2

Junio, 2011

HYDRABOLTS CARGADOS HYDRABOLTS DESCARGADOS

FSLongitu

d de ann

claje

P = 1

atm

(0,1

013

MPa)

FS1

FS1FS

FS

P = 25 MPa

Longitud de annclaje

FS1

P = 1 atm (0,1013 MPa)

FS1

FS1FS

FS

P = 25 MPa

Longitud efectiva de annclaje(Bond length)


Longit

ud de

ann

claje

Bloque inestable Bloque inestable Bloque inestableBloque inest

able

Grieta

Fisura

Grieta

B1 B1

B2

B3 B3

B2

W W

Macizo rocoso inalterado Macizo rocoso inalterado

TUNEL

FS = Fuerza de fricción en Hydrabolts cargados

FS1 = Fuerza de fricción en Hydrabolts descargados

Bi = Bloques de roca inestables

W = Peso de los bloques inestables

WW W

FisuraW

9

ANEXO E

ANALISIS COMPARTIVO DE RESISTENCIA Y CAPACIDAD DE ANCLAJE DE LOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESSCARGADOS– DETALLE EN LA CORONA DEL TUNEL

Eestudio: PROPIEDADES MECANICAS Y DE SOSTENIMIENTODE LOS PERNOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESCARGADOS

ANALISIS COMPARATIVO DE RESISTENCIAY CAPACIDAD DE ANCLJE - DETALLE EN LACORONA DEL TÚNEL


Lamina Nº

Fecha:

3

Junio, 2011

HYDRABOLTS CARGADOS HYDRABOLTS DESCARGADOS

FSLongitu

d de annclaje

P = 1

atm

(0,10

13 M

Pa)

FS1

FS1FS

FS

P = 25 MPa


FS1

Long

itud

de an

nclaj

e

Bloque inestable

Bloque inest

able

Grieta

Fisura

Grieta

B1

B2

B3 B3

B2

Macizo ro

coso inalterado Macizo rocoso inalterado

FS = Fuerza de fricción en Hydrabolts cargados

FS1 = Fuerza de fricción en Hydrabolts descargados

Bi = Bloques de roca inestables

W = Peso de los bloques inestables

W

WW

FisuraW

Bloque inestable

Bloque inestable

Caí

da d

el b

loqu

e

Fuerzas compresivas

Corrim

iento

y ca

ída

TÚNEL

ANEXO F ANALISIS COMPARTIVO DE RESISTENCIA Y CAPACIDAD DE ANCLAJE DE LOS HYDRABOLTS

CARGADOS Y DESCARGADOS – DETALLE DE PRESIONES Y FUERZAS

Estudio: PROPIEDADES MECANICAS Y DE SOSTENIMIENTO DELOS PERNOS HYDRABOLTS CARGADOS Y DESCARGADOS

ANALISIS COMPARATIVO DE RESISTENCIAY CAPACIDAD DE ANCLJE


Lamina Nº

Fecha:

4

Junio, 2011

FS

FS

P = 25 MPa


Bloque inestable

Macizo rocoso inalterado

B2

FS

FS1

P = 1 atm (0,1013 MPa)

FS1

FS1

Bloque inestable

Bloque inestable

Bloque inestable


FisurasFuerzas compresivascontra las fisuras

HYDRABOLTSDESCARGADOS

HYDRABOLTSCARGADOS

FS1 = Fuerza de fricción en

hydrabolts descargados

FS = Fuerza de fricción en

hydrabolts cargados

Grieta

TaladrosGrieta

B1

B3

B3

B2

propiedades mecanicas y de sostenimiento de los pernos de roca inflabes

Documents