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8/10/2019 PPT Overcoring & HF.pptx

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MECNICA

DE ROCAS

INTEGRANTES:

ING. HERNAN PAREJA AYQUIPA ING. IGIDIO CAYLLAHUA SULLCA

LIMA PERU

2014

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DESAN MARCOS

UNIDAD DE POS GRADOGEOTECNIA

Medici!e" de E"#$e%& i! "i'$ (% )* '+c!ic*de) O,e%c%i!- /+'d USM /+'d

D%"'((e% /+'d deHid%#%*c'$%*/ie!'.DOCENTE: MG. GAITHER DE LA SOTA PERE GUMAN


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MECNICA

DE ROCAS

MEDICIONES DEESFUERZO IN SITU POR

LA TCNICA DELOVERCORING, MTODO

USBM Y MTODO

DOORSTOPPER


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() El conocimientodel estado detensiones naturalesexistentes en unmacizo rocoso en el

que se va a excavaruna obra subterrnea,constituye unelementoindispensable a lahora de efectuarcualquier clculotensodeformacionalde dicha excavacin!()"

INTRODUCCIN


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() El estado de tensin natural de las rocas(tensiones preexistente) es perturbadocuando se e#ecutan excavaciones parat$neles, %aler&as, pozos de acceso, taludes de

mediana y %ran altura y cimentaciones parapresas! El desenvolvimiento de cualquier obraf&sica que altere el estado de tensiones

preexistente inducir una redistribucin detensiones en la vecindad de la obra! Esta

redistribucin se traduce en el aparecimientode zonas plasti'cadas, deformacin %radualde paredes y techos de t$neles(conver%encia), desmoronamiento de pozos, e

incluso, la rotura o explosin brusca de rocas(roc burst)! ()"

INTRODUCCIN


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En la eleccin de la direccin del e#e de

una casa de maquinas, de manera questa no se sit$e perpendicular a ladireccin de la tensin principal mayor!

En la determinacin de la forma de unaexcavacin, a 'n de minimizar los

efectos debido a la concentracin detensiones!

En la decisin de revestir o no un t$nelde presin, en funcin de la relacinentre las tensiones iniciales y la presin

de a%ua interna!

*a medicin de la ma%nitud yorientacin de las tensiones in situes necesario+

NECESIDAD DEL CONOCIMIENTO DELAS TENSIONES IN SITU


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on aquellas encontradas antes de la excavacin o enausencia de cualquier perturbacin causada por la

e#ecucin de una obra de in%enier&a!

El estado tensional inicial del macizo rocoso es unode los factores determinantes de la estabilidad de unt$nel, pues las fuerzas que van a actuar sobre el

sostenimiento son las debidas precisamente a larela#acin de dichas tensiones naturales! En terrenossueltos suele admitirse que el estado tensional eslitosttico, es decir, debido al peso del terreno! En talcaso las tensiones en un punto dado son las

si%uientes+

EL ESTADO NATURAL DE TENSIONES


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-ensinvertical:

-ensinhorizontal:

iendo+ + .eso espec&'co del terreno/+ .rofundidad del punto

+ 0oe'ciente de .oisson de la roca (en torno a 1!2)

-ensinvertical:

-ensinhorizontal:

iendo+ + .eso espec&'co del terreno/+ .rofundidad del punto

+ 0oe'ciente de .oisson de la roca (en torno a 1!2)



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MTODOS DE MEDIDA DEL ESTADONATURAL DE TENSIONES


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MTODOS DE SOBREPERFORACINOVERCORING


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El mtodo consiste en la perforacin de un sonda#e,cuya base debe ser una super'cie lisa con el ob#eto dealo#ar una clula de medidores de deformacin que seadhiere al fondo a travs de cemento, una vez que el

cemento o pe%amento haya endurecido, sesobreperfora el sonda#e de manera que la clulareco#a las deformaciones ,y (el e#e 3 es paralelo ale#e del sonda#e)! *as variaciones de tensiones en el

fondo del sonda#e pueden ser calculadas por medio de

las componentes de deformacin, como si%ue+ 4

El mtodo consiste en la perforacin de un sonda#e,cuya base debe ser una super'cie lisa con el ob#eto dealo#ar una clula de medidores de deformacin que seadhiere al fondo a travs de cemento, una vez que el

cemento o pe%amento haya endurecido, sesobreperfora el sonda#e de manera que la clulareco#a las deformaciones ,y (el e#e 3 es paralelo ale#e del sonda#e)! *as variaciones de tensiones en el

fondo del sonda#e pueden ser calculadas por medio de

las componentes de deformacin, como si%ue+ 4

MTODO DOORSTOPPER


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4

5onde+ a46!21 b4(1!17891!68:;:291!?6:) d4(6!=@2;1!1@>:)

E* valor de debe ser asumido o evaluadoindependientemente!

4

5onde+ a46!21 b4(1!17891!68:;:291!?6:) d4(6!=@2;1!1@>:)

E* valor de debe ser asumido o evaluadoindependientemente!

MTODO DOORSTOPPER


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MTODO DOORSTOPPER


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MTODO DOORSTOPPER


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MTODO USBM


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MTODO USBM


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MTODO USBM


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MTODO USBM


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El mtodo ! "## !$ l# m!d%d# d! l# d!&o'm#(%o$! !$ l#)#'!d! d! o$d!o )'od*(%d# )o' l# l%"!'#(%+$ d! t!$%o$! #*! d# l*-#' l# o"'!)!'&o'#(%+$. L# (l*l# t%)o USBM )!'m%t!$!t%m#' !$ do d%m!$%o$!. El o$d!o ! o"'!)!'&o'# *#$do*$# (o'o$# d! m#/o' d%0m!t'o, d! &o'm# *! ! l%"!'!$ l#t!$%o$! !$ !l #$%llo *! *!d# #l'!d!do' d!l t#l#d'o o'%-%$#l.

Lo t'#$d*(to'! %$(o')o'#do # l# (l*l# USBM m%d!$ l#d!&o'm#(%o$! # t'#1 d! 2 d%0m!t'o d!l o$d!o. S% lo !3! d!

'!&!'!$(%# !t0$ #l%$!#do )#'#l!l# / )!')!$d%(*l#'m!$t! #lo$d!o, l# m!d%d# )!'m%t!$ (o$o(!' l# 2 (om)o$!$t! d!l!t#do d! !&*!'4o "%d%m!$%o$#l! !$ l! )l#$o )!')!$d%(*l#' #lo$d!o: , , . P#'# m!d%' l# t!$%o$! t'%d%m!$%o$#l! ! d!"!$!&!(t*#' l# m!d%d# !$ 2 o$d!o d! d%'!((%o$! d%&!'!$t!,)!'&o'#do !$ !l %$t!'%o' d! *$# -#l!'5#.

El mtodo ! "## !$ l# m!d%d# d! l# d!&o'm#(%o$! !$ l#)#'!d! d! o$d!o )'od*(%d# )o' l# l%"!'#(%+$ d! t!$%o$! #*! d# l*-#' l# o"'!)!'&o'#(%+$. L# (l*l# t%)o USBM )!'m%t!$!t%m#' !$ do d%m!$%o$!. El o$d!o ! o"'!)!'&o'# *#$do*$# (o'o$# d! m#/o' d%0m!t'o, d! &o'm# *! ! l%"!'!$ l#t!$%o$! !$ !l #$%llo *! *!d# #l'!d!do' d!l t#l#d'o o'%-%$#l.

Lo t'#$d*(to'! %$(o')o'#do # l# (l*l# USBM m%d!$ l#d!&o'm#(%o$! # t'#1 d! 2 d%0m!t'o d!l o$d!o. S% lo !3! d!

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MTODO USBM


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MTODO USBM


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MTODO USBM


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MTODO VENTAJAS LIMITACIONES

CSIRDoorstopper

E l# t($%(# m0d!#''oll#d# !$ t!o'5# /)'#(t%(#

P!'m%t! %$t!')'!t#'t!$%o$! # m#/o'!)'o&*$d%d#d!.

M!d%d# d!d! -#l!'5#

D%)!'%+$ d!"%d# # *$ 1ol*m!$)!*!6o d! 'o(#.

R!*%!'! 7!''#m%!$t# d!)!'&o'#(%+$.

USBMBo'!7ol!D!&o'm#(%+$G#-!

Et! mtodo d! !$#/o! ll!1#'0 # (#"o d!d!*$# #"!'t*'#*"t!''0$!#.

S! )*!d! '!#l%4#' !$o$d!o ll!$o d! #-*#8d!l $%1!l &'!0t%(o o d!l# )'o)%# !9(#1#(%+$.

Et! mtodo d! !$#/o ! ll!1## (#"o -!$!'#lm!$t! #)'o&*$d%d#d! d!$t'o ;< )%!8=; m d! l# (#'# d! t'#"#3o,

d!"%do # d%>(*lt#d! !$ l#)!'&o'#(%+$ # m#/o'!)'o&*$d%d#d!.

Et! mtodo d! !$#/o ! d%&5(%l!$ 'o(# (o$ !)#(%#m%!$to d!&'#(t*'# d! m!$o d! ;)*l-#d# 8=2< mm.

S! '!*%!'! *$ m5$%mo d! t'!o4o $o #'#l!lo #'#

VENTA?AS Y LIMITACIONES DE LOSMTODOS OVERCORING


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MTODODEL

@IDROFRACTURAMIENTO



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DEFINIC

IN



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DEFINICIN

Inyecc!n "e #n$#"o %r&ct#r&nte'Gener&r en e((&c&n&(es "e $#)o*%r&ct#r&s+'Co(oc&r e(e,ento"e e,p&-#e'C#&n"o (& %r&ct#r&

se .ener& se s.#e&p(c&n"o pres!np&r& e/ten"er(&


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Es el rompimiento de la formacin mediante n flido a na alta tasa ! presin"

La in!eccin cont#na de dic$o flido permite ampliar ! e%tender la fractra& !cando alcan'a na amplitd tal& se le a(re(a n material slido al flido para

)e lo cond'ca" El flido empleado reci*e el nom*re de flido fractrante ! el

slido es conocido como a(ente apntalante "

EN 0U CONSISTE UN1RACTURAMIENTO 2IDRULICO


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PROCES

O



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PROCESO

Se 3o,3e&n "os

s#st&nc&s prncp&(es4&p#nt&(&ntes y $#"os "e%r&ct#r&,ento'

Ap#nt&(&ntes4 p&rt5c#(&s-#e ,&ntenen &3ert&s (&s

%r&ct#r&s' 1(#"os "e %r&ct#r&,ento

"e3en ser s#6cente,ente7scosos'

Dos et&p&s prncp&(es'

Pr,er&4 No contene e(&p#nt&(&nte

Se.#n"&4 Tr&nsport& e(&p#nt&(&nte'

O


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FRACT

URAM

IENTO

@IDRA

ULICOEN

UN

P

OZO



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POR UE SE @ACE EN UN POZO

L& oper&c!n "e %r&ct#r&,ento8"r9#(co se re&(:& en #n po:opor (&s tres r&:ones prncp&(es4

;' Des7&r e( $#)o< p&r& e7t&r e("&=o en (&s 7ecn"&"es "e( po:oy retorn&r & s# pro"#ct7"&"nor,&('

>' E/ten"er #n& r#t& "e con"#ctoen (& %or,&c!n< &s5 ncre,ent&r(& pro"#ct7"&" & s#s ,9/,osn7e(es'

?' A(ter&r e( $#)o "e $#"os en (&%or,&c!n'


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EVOLUC

IN



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EVOLUCIN E( pr,er tr&t&,ento "e

est,#(&c!n por %r&ct#r&,ento

8"r9#(co %#e 3o,3e&"o en e(po:o @(epper No' ; en J#(o "e;'

Pr,eros tr&t&,entos "e%r&ct#r&,ento 8"r9#(coe,p(e&3&n $#"os & 3&se "e

8"roc&r3#ros' Los $#"os & 3&se "e &.#&< t&(es

co,o (&s so(#cones "e po(5,eros(ne&(es< %#eron ntro"#c"os en (&"c&"& "e ;F'

P&r& ,e)or&r (& 7scos"&"

tr,c&< (os tcncos -#5,cos&.re.&ron s&(es ,et9(c&s'

2oy en "5&< (os $#"os & 3&se "epo(5,eros retc#(&"os se #t(:&nco,o r#tn& & te,per&t#r&s "epo:os "e 8&st& >?>C &pro/'


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OB?ETIV

OS



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OB?ETIVOS

E) 3e'i, de )* '+c!ic* de

)* #%*c'$%*ci5! 6id%7$)ic* e"/edi% e) e"'*d de 'e!"i!e"i! "i'$ * ) )*%- de )*"(*%ede" de $! "!de. E)"!de ($ede *(%'*% )*"

/*-!i'$de" di%ecci!e" de)*" 'e!"i!e" /78i/*" /9!i/*" e! $! ()*!(e%(e!dic$)*% *) "!de.E"'* '+c!ic* e" )* !ic* ;$e

6*"'* e) (%e"e!'e e" ,i*3)e(*%* "!de" (%#$!d".


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OB?ETIVOS T&,3n est& tcnc& se

#t(:& 39sc&,ente p&r&

(o.r&r e( ncre,ento "e (&con"#ct7"&" "e( petr!(eo o.&s y p&r& re"#cr o e(,n&re( e%ecto "e "&=o en (ospo:os'

Incre,ento "e (& t&s& "e$#)o "e petr!(eo yo .&s "ey&c,entos "e 3&)& y &(t&per,e&3("&"'

Incre,ento "e (& t&s& "epetr!(eo en po:os -#e 8&n

s"o "&=&"os Conect&r %r&ct#r&s n&t#r&(es

presentes en (& %or,&c!n


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BENEFIC

IOS



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BENEFICIOS

Ds,n#c!n "e(

"&=o A#,ento "e (&

con"#ct7"&"

M&yor 9re& "e$#)o Me)or&,ento

"e (&pro"#cc!n


39/91

ORIEN

TACIN

DELAF

RACTUR

A



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ORIENTACIN DE LA FRACTURA

La orientacin de la fractraest+ #ntimamente li(ada al

estado ori(inal de esfer'os

in-situ ! al mecanismo )e la

(enera.


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La fractra se crea ! se propa(a siempre ensentido perpendiclar al de menor esfer'o

de la roca"


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E( es%#er:o ,5n,o

"e (os tresprncp&(es es%#er:osorto.on&(es "e #np#nto en (&%or,&c!npro"#ctor&< es e(p&r9,etro"eter,n&nte -#econtro(& (& .eo,etr5&

"e (& %r&ct#r&'



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ORIENTACIN DE LAFRACTURA


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Un& %r&ct#r& se "es&rro((& perpen"c#(&r &(,5n,o es%#er:o y p&r& e( c&so "e( %r&ct#r&,ento8"r9#(co< s e( ,s,o es%#er:o est& en e( p(&no8or:ont&(< entonces e( "es&rro((o "e (& %r&ct#r&ser9 en e( p(&no 7ertc&('


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P*!d! !':


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47/91

Las fractras $idr+licas se inician ! propa(an a lo lar(o de n plano

preferencial de fractramiento" En la ma!or#a de los casos& el esfer'o

ma!or se presenta en la direccin /ertical"


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Si la tasa de *om*eo se mantienesperior a la tasa de p0rdida de

flido en la fractra& entonces la

fractra se propa(a ! crece"

Si la formacin es $omo(0nea& el

crecimiento tiende a ser radial"


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ORIENTACI=N DE LA


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ORIENTACIN DE LA FRACTURA D&"o -#e (&s %r&ct#r&s 8"r9#(c&,ente n"#c"&s se

%or,&n en (& "recc!n perpen"c#(&r & (& ,enor tens!n< (&%r&ct#r& res#(t&nte & pro%#n""&"es ,&yores "e&pro/,&"&,ente >FFF pes se orent&n en (& "recc!n7ertc&('

N


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FACTOR

ES

UEINFLU

YEN

ENUNA

FRACTU

RA



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ESFUERZOS LOCALES


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ESFUERZOS LOCALES

Se cons"er&n post7os *+c#&n"o son "e Co,pres!n yne.&t7os c#&n"o son "eTens!n *H+'

Depen"e "e (&s con"cones"e "eposc!n y "e e7entos

tect!ncos oc#rr"os' Res#(t& en #n c&,po "e

es%#er:os "on"e se co,3n&nes%#er:os nor,&(es y "ecorte


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PRESIN DE SOBRECARGA Pres!n e)erc"& por e( peso "e (& ,&tr: "e (& roc& y (os

$#"os conten"os en (os esp&cos porosos so3re #n&%or,&c!n p&rtc#(&r'


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PRESIN DE SOBRECARGA

L& %or,&c!n "e3e ser c&p&: "e soport&r ,ec9nc&,ente(&s c&r.&s 3&)o (&s c#&(es est9 so,et"& en to"o ,o,ento'


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PRESIN DE PORO

L& ,&tr: rocos& so(o se 7e&%ect&"& por e( es%#er:oe%ect7o< "e3"o & -#e e( $#"oconten"o en e((& soport& p&rte"e( es%#er:o &p(c&"o'

C#&n"o (& pres!n "e poro"s,n#ye< e( es%#er:o e%ect7ose 8&ce ,&yor


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PRESIN DE PORO

Es ,9s "%5c( nc&r #n&%r&ct#r& c#&n"o (& %or,&c!nst& en s# et&p& ,&"#r&' Poresto (& ener.5& & &p(c&r p&r&nc&r y prop&.&r (& %r&ct#r& es,&yor'

S (& pres!n "e poroncre,ent& "e3"o & (&nyecc!n "e $#"os< per,tenc&r (& %r&ct#r& ,9s%9c(,ente


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COMPORTAMIENTO DE LA ROCA

L& se(ecc!n "e( ,o"e(o,&te,9tco p&r& represent&r e(co,port&,ento ,ec9nco "e (&roc& es ,#y ,port&nte'

E/sten "es"e e( ,o"e(o (ne&(e(9stco 8&st& ,o"e(os co,p(e)os'

Inc(#yen4 Co,port&,ento e(9stco Inter&ccones roc&H$#"o Te,per&t#r&


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COMPORTAMIENTO DE LA ROCA Un c#erpo so,et"o &

#n& c&r.& por es%#er:os$! (omol# '!l#(%+$ !$t'! #m"# d!&o'm#(%o$! / ! %!m)'!)o%t%1#, d! #ll5 !l %-$o $!-#t%1o !$ l# !(*#(%+$.

RELACIN DE POISSON


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RELACIN DE POISSON

C#&n"o se nc(#yen (os e%ectos

"e (& poros"&" y (os $#"osconten"os en (& roc& en e(,o"e(o e(9stco< ste se con7erteen #n ,o"e(o poroe(9stco< e( c#&(es &,p(&,ente #t(:&"o ens,#(&"ores co,erc&(es p&r&"se=o "e %r&ct#r&,ento

8"r9#(co'


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MODELO POROELSTICO

Uno "e (os ,9s co,#nes crteros p&r&"e6nr (os p&r9,etros -#e represent&n e(co,port&,ento "e (os $#"os conten"osen (& roc&< es e( coe6cente poroe(9stco

*+< ((&,&"& t&,3n Const&nte "e Bot' C#&nto ,9s &(to es s# 7&(or< ,&yor es (&

e%cenc& y ,enor e( Es%#er:o E%ect7o *KQ+&p(c&"o so3re (& ,&tr: rocos&'

P&r& po:os "e &cete e( 7&(or "e est&const&nte es "e F


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COMPRESIBILIDAD DE LA ROCA

Mec&ns,o "e e/p#(s!n "e8"roc&r3#ros'

L& co,pres!n "e (& roc& csn ,ento "e( esp&co porosonterconect&"o'

L& co,pres3("&" es (& nc&%#ente "e ener.5& "epro"#cc!n'


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C#&n"o se e/tr&e $#"o "e #n& roc&receptor&< (& pres!n ntern& c&,3&' Mo"#(o "e Yo#n. *E+ oresstenc& & (& "e%or,&c!n

"e (& roc&'?' Pr""& "e $#"oULICA DE


82/91

HIDR>ULICA DE ULICA DE


83/91

HIDR>ULICA DE


84/91

HIDR>ULICA DE


85/91

HIDR>ULICA DE


86/91

PRESIN DE 1RACTURA

L& pres!n "e %r&ct#r& en %on"o"e po:o *B21P+ es .#&( &(

.r&"ente "e %r&ct#r& por (&pro%#n""&"'

B21P W 1G X Dept8

B21P es .#&( & (& pres!nnst&nt9ne& &( cerre *ISIP+ en (&s#per6ce (& pres!n8"rost9tc& *P8+ en (& c&r& "e (&%or,&c!n'

B21P W ISIP P8

PRESIONES DE ESTIMULACION4


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PRESIN DE 1RACTURA

L& pres!n "e %r&ct#r& en %on"o *

B21P+ es .#&( & (& pres!n "etr&t&,ento en s#per6ce *STP+ (& pres!n 8"rost9tc& *P8+H ,enos (& c&5"& "e pres!ntot&( *P%+'

B21P W STP P8 H P%

PRESIONES DE ESTIMULACION4PRESIN DE 1RACTURA


88/91

PRESIN DE 1RACTURA

L& c&5"& "e pres!n tot&( es .#&(

& (&s per""&s en (& t#3er5&*P%ppe+ per""&s "e %rcc!nen (&s per%or&cones *P%per%+ (&s per""&s "e %rcc!n cerc& "e(po:o *ne&rHe((3ore %rctonP%n3+'

P% W P%ppe P%per%s P%n3

PRESIONES DE ESTIMULACION4PRESIN DE 1RACTURA


89/91

PRESIN DE 1RACTURA

L& pres!n 8"rost9tc& *ps+ es

.#&( & #n %&ctor "e con7ers!n*F+ ,#(tp(c&"o por (&pro%#n""&" 7ertc&( *L1 en %t+y ,#(tp(c&"o por (& "ens"&""e $#"o *en (3.&(+'

P2 W (3.&(' / L1 / F'F>

T&nto (& per""& "e %rcc!n en(& t#3er5& co,o (& per""& "epres!n en (os per%or&"os se"eter,n&n por pr#e3&s "e

(&3or&toro'

BIBLIOGRAFA


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INTRODUCCIN A LA INGENIERZA DE T[NELES CARACTERIZACIN, CLASIFICACIN Y ANLISISGEOMECNICO DE MACIZOS ROCOSOS. @!'$0$G#1%l#$! ?. B/'o$ A$d'#d! @#'o. *%to E(*#do'


91/91

GRACIAS

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