UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERFacultad de Ingeniera de
Minas CURSO: Mecnica de Rocas I TEMA: Mdulo Young y Poisson 2011 -
I
Docente :
Paulino Jos AVELLANEDA PURI [email protected]
1.1 IntroduccinMDULO YOUNG Y POISSON
1.1. Introduccin Trata sobre los diferentes tipos de ensayos en
el laboratorio para determinar las propiedades mecnicas de las
rocas los que son aplicados en el dimensionado rocas, de las
minas.Para obtener las propiedades mecnicas de las rocas hay que
acudir a una muestra de un tamao suficiente para que incluya un
gran nmero de partculas constituyentes, pero suficientemente pequeo
para excluir las discontinuidades estructurales mayores de mayores,
forma que las propiedades de la muestra sean 2 homogneas.
1.1 IntroduccinMDULO YOUNG Y POISSON
Para el dimensionado de minas subterrneas es necesario obtener
muestras del techo, muro, hastales, pilares, pilares etc.Las
probetas se suelen preparar a partir de los testigos de sondeos de
investigacin del yacimiento, aunque en determinados puntos
especficos se pueden efectuar sondeos con el nico objeto de ensayar
los testigos obtenidos. A veces se pueden extraer bloques de roca
de la mina y obtener de ellos probetas cilndricas mediante una
sonda en el laboratorio. Estos bloques deben extraerse
prescindiendo de voladuras para evitar posibles errores voladuras,
en los resultados de los ensayos debido a las tensiones 3 generadas
en la voladura.
1.2 Ensayos de compresin simpleMDULO YOUNG Y POISSON
Cuando la humedad tiene una influencia sensible sobre el
comportamiento de la roca, las muestras que se van a ensayar en el
laboratorio deben parafinarse en el momento de su extraccin en la
mina.1.2. Ensayos de compresin simple
En los ensayos de compresin simple, se pueden distinguir tres
aspectos: compresin simple en s, mdulo de elasticidad y coeficiente
de Poisson. Poisson. 1.2.1. Ensayo de compresin simple propiamente
dichoEl propsito de este ensayo es medir la resistencia a compresin
de una probeta cilndrica de roca, sometida a carga axial. 4
1.2.1. Ensayo de compresin simple propiamente dicho Para
realizar el ensayo, hay que disponer de una prensa de capacidad
adecuada que permita aplicar la carga sobre la probeta a velocidad
constante hasta que se produzca la rotura en la misma en un
intervalo de tiempo entre 5 y 15 minutos, tambin la velocidad de
carga puede establecerse entre los lmites de 0,5 a 1 Mpa/s. La
probeta se coloca entre los discos de la prensa (Figura 41 bien
centrada. Se aplica una carga de Figura 41), asentamiento
equivalente al 1% de la resistencia a compresin simple estimada. En
este momento, el reloj indicador de carga se pone en cero. Se fija
la velocidad de aplicacin de la carga, dando comienzo la compresin,
hasta que la muestra se rompe. 5
MDULO YOUNG Y POISSON
1.2.1. Ensayo de compresin simple propiamente dicho
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c
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1.2.1. Ensayo de compresin simple propiamente dicho
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1.2.1. Ensayo de compresin simple propiamente dicho
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1.2.1. Ensayo de compresin simple propiamente dicho
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1.2.1. Ensayo de compresin simple propiamente dicho
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MDULO YOUNG Y POISSON
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1.2.2. Determinacin del mdulo de elasticidad1.2.2. Determinacin
del mdulo de elasticidadMDULO YOUNG Y POISSON
Para este ensayo hay que disponer de una prensa adecuada, con
suficiente capacidad para aplicar una carga axial a una velocidad
constante (Figura 41 Figura 41).La muestra se coloca centrada en la
prensa sobre el disco inferior; el disco superior se coloca sobre
la probeta y se aplica una carga equivalente al 1% de la
resistencia a compresin simple estimada. A continuacin, se empieza
a estimada. aplicar la carga; la primera lectura de la deformacin
se hace al llegar al 5% de la resistencia y las sucesivas lecturas
se hacen al 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 y 60% de la resistencia
estimada. Acto seguido de una forma anloga, se procede a rebajar la
carga aplicada siguiendo los mismos escalones anteriores hasta la
descarga total, 12 aplicando nuevamente la carga, hasta alcanzar la
rotura.
1.2.2. Determinacin del mdulo de elasticidadClculosMDULO YOUNG Y
POISSON
La resistencia a la compresin uniaxial c se obtiene dividiendo
la carga mxima a que se ha sometido la muestra, por el rea de la
seccin normal de la misma; a continuacin se dibuja la curva
tensin-deformacin (Figura 42). El mdulo E de Young tiene el
siguiente valor: E = /
Donde: es el incremento de tensin (Psi) entre dos puntos de la
tangente elegidos arbitrariamente. es el incremento de deformacin
(pulg/pulg) correspondiente. 13
1.2.2. Determinacin del mdulo de elasticidadEQUIVALENCIAS
1 Mpa = 145.18 Psi
MDULO YOUNG Y POISSON
17,000
1 Psi = 1 lb f/pulg2RELACION LONGITUD/DIMETRO TESTIGO DE
PERFORACIN DIAMANTINA L/D = 2-2.5 4.5/2 = 2.25
DEFORMACION UNITARIA = 0,001 = 0.0045/4.5 2,000 0.0013
0.0035
= 0,002 = 0.0090/4.5 = 0,003 = 0.0135/4.5
= 0,004 = 0.0180/4.5
UNITARIA
pulg/pulg14
1.2.3. Determinacin del coeficiente de Poisson1.2.3.
Determinacin del coeficiente de PoissonMDULO YOUNG Y POISSON
Para determinar el coeficiente de Poisson, se requiere por lo
menos una banda extensomtrica vertical y otra horizontal, para
medir los desplazamientos correspondientes durante el proceso de
compresin. Una vez terminado el ensayo, se trazan las curvas
tensindeformacin axial y tensin-deformacin diametral (Figura 43).
Anlogamente, la pendiente de la tangente de la curva
tensin-deformacin diametral, define el mdulo Ed, es decir: Ed = d/
d
El coeficiente de Poisson se define como el cociente de ambos
mdulos anteriores: = E/Ed15
1.2.3. Determinacin del coeficiente de Poisson
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