Métodos de Caracterización Geotécnica: Ensayos de Compresión Uniaxial y Triaxial en Rocas

Escrito el 3 de Septiembre de 2025 en español con un tamaño de 5,24 KB

Resistencia a la Compresión Uniaxial Simple (UCS) en Rocas

Medir la resistencia a compresión simple de probetas de rocas, para clasificación y caracterización de roca intacta.

Las probetas no se deben almacenar durante más de 30 días.

Equipo de compresión simple.
Rótulas para aplicar la compresión de forma perpendicular a las caras.
Placas de acero, con un diámetro igual o mayor al de la probeta, pero no mayor al diámetro más dos milímetros y con un espesor de al menos 15 mm o 1/3 del diámetro de la probeta.
Equipo de carga con al menos una de las dos caras de carga móviles. En caso de cumplir este requerimiento, no es necesario utilizar rótulas.

Se debe determinar el diámetro con una precisión de 0.1 mm mediante el promedio de al menos dos mediciones. Este valor se utilizará para el cálculo del área.
Se aplica la carga a una velocidad constante tal que la falla ocurra entre 5-10 minutos o entre 0.5 y 1 MPa/s.
La carga máxima se debe registrar con una precisión del 0.1%.
La cantidad mínima de ensayos se determina según el objetivo práctico, pero se recomienda al menos un número mínimo de ensayos (generalmente 5 o más).

Se calcula la resistencia a la compresión simple como:

Descripción litológica de la roca.
Orientación del eje del testigo con respecto a la anisotropía de la roca.
Número de ensayos realizados.
Diámetro y altura de la muestra.
Contenido de agua y grado de saturación.
Fecha y tipo de máquina utilizada.
Modo de falla.
Resistencia a compresión simple para cada probeta y promedio de resistencia para el set de ensayos.
Se debe reportar si el ensayo realizado no cumple con alguna de las especificaciones listadas anteriormente.

Determinar la resistencia a compresión triaxial de especímenes cilíndricos.
Este ensayo entrega los valores necesarios para calcular envolventes de resistencia.

Celda triaxial.
Debe tener conexión a una línea hidráulica y una válvula para liberar aire.
Membrana impermeable para impedir que el aceite llegue a la probeta.
El diámetro de las placas de carga debe estar entre el diámetro de la probeta y el diámetro más dos milímetros.
Equipo de carga.
Equipo capaz de aplicar carga a tasa constante.
Una placa de carga debe estar rotulada o se debe disponer de rótulas para aplicar la carga centrada al eje.
Equipo para generar y medir el confinamiento.
Una bomba hidráulica capaz de mantener el valor del confinamiento dentro del 2% del valor especificado.
Manómetro o algún otro dispositivo lo suficientemente preciso para permitir el rango anterior.

Deben tener una relación altura-diámetro entre 2 y 3.
El diámetro debe ser al menos 10 veces el tamaño de la mayor partícula.
Las caras deben ser planas con una aspereza máxima de 0.02 mm.
Las caras deben ser perpendiculares al eje de la probeta con una distorsión máxima de 0.001 radianes.
No se permite capping.
Los bordes deben ser lisos, con una aspereza máxima de 0.3 mm.
No deben ser almacenadas más de 30 días.

Se debe calcular el diámetro mediante el promedio de al menos dos mediciones.
El número de ensayos se debe determinar en base a consideraciones prácticas, pero la norma recomienda al menos 5 ensayos adicionales a los de Compresión Uniaxial Simple (UCS).
La muestra se monta en la celda entre las placas de acero y rodeada por la membrana.
La celda debe estar completamente llena de aceite y sin aire.
Se coloca la celda en el equipo de carga axial.
Se inicia la carga con el confinamiento, aumentando simultáneamente la carga axial y el confinamiento, manteniéndolos aproximadamente iguales hasta que se alcanza el confinamiento requerido, asegurando que no varíe más de un 2%.
Se aumenta la carga axial de forma que el ensayo dure entre 5 y 15 minutos; se recomienda una tasa de carga de entre 0.5-1.0 MPa/s.
Se debe tomar nota de la carga máxima y el confinamiento correspondiente.

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