SOPORTE DE ROCA DEVIL Y FRACTURADALa mecnica de rocas se ocupa del estudio terico y practico de las propiedades y comportamiento mecnico de los materiales rocosos y de su respuesta ante la accin de las fuerzas aplicadas en su entorno fsico.El desarrollo de la mecnica de rocas se inici como consecuencia de la utilizacin del medio geolgico para obras superficiales y subterrneas y explotacin de recursos mineros Las propiedades fsicas controlan las caractersticas resistentes y las deformaciones de la matriz rocosa (composicin mineralgica, densidad, estructura y fabrica, porosidad, permeabilidad, alterabilidad dureza, etc.) y son el resultado de la gnesis condiciones y procesos geolgicos y tectnicos sufridos por las rocas a lo largo de la historiaMecnica de rocases la cienciatericay aplicada alcomportamientomecnico derocasy demacizos rocosos. Tal como engeologa, es la rama de lamecnicaconcerniente a la respuesta de estosenteslitolgicosa loscampos de fuerzasde suambientefsico. La mecnica de rocas forma parte de lageomecnica,disciplinarelativa a las respuestas mecnicas de todos losmaterialesgeolgicos, incluidos lossuelos. Aplicada aingeniera geolgica,del petrleoycivil, se enfoca a puesta en operacin de los principiosdeingeniera mecnicaadiseodeestructuraslitolgicas generadas por: Minado Perforacin Extraccindehidrocarburosde losyacimientos Tneles Tirosdeminas Excavacionessubterrneas Minas a cielo abierto(tajos) Pozosdepetrleoy degas Cortes de carreteras Rellenos sanitarios Otras estructuras construidas en o de rocas

GeomecanicaEl trminogeomecnicase aplica al conjunto dedisciplinasrelacionadas congeologa,ingeniera civil, ingeniera de minasygeofsica, para estudio de las condiciones de estabilidad,deformacinyresistenciade macizos rocosos. Parcialmente se le puede considerarsinnimode mecnica de rocas, pues adems comprendemecnica de suelos.La geomecnica se distingue de lageotecniaen que en sta se atienden principalmenteterrenosnoconsolidados. En algunos casos, para el avance y la culminacin de proyectos constructivos, las caractersticas geolgicas locales requieren integracin de ambas disciplinas. Se puede dividir en: Geo mecnica de superficie Geo mecnica aplicada al subsuelo

Geomecnica de superficieDe manera prevalente, en estaramase estudia: Estabilidad de: Taludesrocosos Colapsos rocosos. Tnelesdecarreterasyferrovas. Caracterizacinde macizos rocosos:bloquesde rocas separados porsuperficiesojuntasdediscontinuidady determinacin de susfactores de seguridad. Caractersticasy estabilidad de rocas destinadas acimentacinde obrasediliciasimportantes comoestribosderepresasy depuentesas comopilaresde puentes.

Geomecnica aplicada al subsueloEn esta rama, principalmente desarrollada en el mbito de la investigacin petrolera, se indagan primordialmente laspropiedadesgeo mecnicas de las rocas atravesadas (o por atravesar) por la perforacin de un pozo, con el fin de: Determinar y cuantificar ladireccindelcampo de esfuerzosexistente en elsubsuelo. Aportar indicaciones de la ventana de valores ptimos dedensidaddellodo de perforacin, para evitar: Derrumbesde las paredes del pozo Fracturacininvoluntaria de lasparedesde roca circundante al pozo. Indicar la direccin y el mejorperfilde perforacin de un pozo para garantizar la estabilidad. Estimar la posibilidad deirrupcindearenaasociada a la dehidrocarburosdurante la etapa productiva de un pozo, a fin de prevenirla. Aportar los valores depresindefracturacinrequeridos en caso deestimulacin mecnicadel pozo. Determinar las caractersticas ptimas de labarrena de perforacinque se utilizar.

Rocas y SuelosLas rocas son agregados naturales duros y compactos de partculas minerales con fuertes uniones cohesivas permanentes que habitualmente se consideran un sistema continuo. La proporcin de diferentes minerales, la estructura granular, la textura y el origen de la roca sirven para su clasificacin geolgica.Los suelos son agregados naturales de granos minerales unidos por fuerzas de contactos normales y tangenciales a las superficies de las partculas adyacentes, separables por medios mecnicos de poca energa o por agitacin en agua.Las rocas, los suelos y el agua son los tres elementos naturales que constituyen el medio geolgico. El agua fluye a travs de suelos y rocas con mayor o menos velocidad. En funcin de que la roca tenga o no capacidad para transmitir agua, se denomina permeable o impermeable, dependiendo de su porosidad y de la interconexin entre los poros.La permeabilidad puede ser definida como la capacidad del medio rocoso para que el agua fluya a travs de sus huecos o vacos interconectados se representa por el coeficiente de permeabilidad que se expresa como una velocidad. Los valores normales para las rocas varan de 1m/da a 1m/ao.El agua como material geolgico, coexiste con las rocas e influye en su comportamiento mecnico y en su respuesta ante las fuerzas aplicadas. Los efectos ms importantes son: Juega un papel importante en la resistencia de las rocas blandas y de los materiales meteorizados Reduce la resistencia de la matriz rocosa en rocas porosas Rellena las discontinuidades de los macizos rocosos e influye en su resistencia Las zonas alteradas y meteorizadas superficiales, las discontinuidades importantes y las fallas son caminos preferentes para el flujo del agua Produce reacciones qumicas que pueden dar lugar a cambios en la composicin del agua Produce meteorizacin qumica y fsica en la matriz rocosa y en los macizos rocosos Es un agente erosivoResistencia y RoturaLas tensiones o esfuerzos generados por la aplicacin de las fuerzas pueden producir deformaciones y roturas en las rocas dependiendo de la resistencia de las mismas y de otras condiciones extrnsecas al propio material rocoso.La deformacin indica el cambio en la forma o configuracin de un cuerpo, correspondindose con los desplazamientos que sufre la roca al soportar la carga. Ante la dificultad de medir desplazamientos muy pequeos, la deformacin se expresa comparando el estado el estado deformado con respecto al inicial y, por tanto, no tiene unidades.La resistencia compresiva es la propiedad mas caracterstica y frecuentemente medida en la matriz rocosa, por la facilidad de obtencin de testigos y de su ensayo en laboratorioLa rotura es un fenmeno que se produce cuando la roca no puede soportar las fuerzas aplicadas, alcanzando el esfuerzo un valor mximo correspondiente a la resistencia de pico del materialEl fenmeno de la rotura va acompaado de la generacin de planos de fractura a travs de la roca, cuya direccin depende de: La direccin de aplicacin de las fuerzas Las anisotropas presentes en el material rocoso a nivel microscpico(orientacin preferente de minerales, presencia de fisuras orientadas) o macroscpico (superficies de esquistosidad o laminacin)

Mecanismos de RoturaEl proceso de rotura de las rocas es muy variado y complejo, englobando varios tipos de fenmenos de manera conjunta e interviniendo multiples factores. El anlisis de la rotura en rocas es ms complejo que en suelos

Rotuta por esfuerzo cortanteSe produce cuando una determinada superficie de la roca est sometida a esfuerzos de corte suficientemente altos como para que una cara de la superficie deslice con respecto a la otra

Rotura por compresinTiene lugar cuando la roca sufre esfuerzos a compresin. Microscpicamente se producen grietas de traccin y planos de corte que progresan en el interior de la roca

Rotura por flexinSe produce cuando una seccin de la roca est sometida a momentos flectores Rotura por traccinEste tipo de rotura se produce cuando la disposicin y/o estructura del macizo rocoso hace que una cierta seccin de la roca este sometida a una traccin pura o casi puraRotura de colapsoUna rotura de colapso mecanico se produce bajo condiciones de compresin isotrpica, es decir cuando el material recibe compresiones en todas las direcciones del espacio. La estructura de la roca se rompe transformndose en un material pulvurento , tipo suelo . es un caso particular de la rotura por compresin. Se produce en rocas muy porosas , tales como rocas volcnicas de baja densidad o areniscas cementadas tipo creta