Propiedades Mecánicas de las Rocas: Compresión, Tracción y Resistencia

Resistencia a la Compresión Simple

Es la máxima carga unitaria que soporta una probeta cuando se le somete a una velocidad de carga determinada. El ensayo para determinar esta característica se denomina de compresión simple, y en él se le aplica a la probeta una carga, aproximando dos platos, de tal forma que rompa entre 5 y 15 minutos. Las probetas son cilindros cuya característica fundamental es que su altura tiene que ser de 2 a 2,5 veces mayor que su diámetro. De lo contrario, el ensayo da resultados mayores. Deere y Patton clasifican los materiales pétreos en función de su resistencia.

Resistencia a la Tracción

Medida a partir de una probeta cilíndrica, se puede definir como la carga unitaria máxima que aguanta sin romperse cuando se somete a tracción. El valor de la resistencia a la tracción es menor que el valor de resistencia a la compresión, y se utiliza menos. Existen dos tipos de ensayo de resistencia a la tracción:

Tracción Directa

Presenta algunos inconvenientes.

Ensayos Brasileños

Consiste en cargar la probeta cilíndrica por una generatriz, hasta que se produzca la rotura, que suele ser de plano vertical.

Resistencia a la Compresión Triaxial

Mide la resistencia a una carga lateral. Esta carga lateral se suele transmitir a través de un líquido que llena la célula que contiene la probeta. Se mide la resistencia de la roca con al menos 3 cargas laterales diferentes para determinar su cohesión y rozamiento.

Ensayo Edométrico

Consiste en aplicar incrementos de carga al material granular colocado en un cilindro de acero y medir los asientos que se producen con cada incremento de carga aplicado. Es un cilindro de acero, con un espacio interior de 25 cm de diámetro y 10 cm de altura, que transmite la carga a la muestra mediante un gato plano hidráulico colocado en su superficie. Mediante un vástago que apoya en una base colocada sobre la superficie de la muestra, se pueden conocer los movimientos verticales que sufre esta bajo cada carga aplicada.

Ensayo Triaxial para Obtener el Diagrama Tensión-Deformación

La ley de tensión-deformación obtenida en el ensayo triaxial es similar a la obtenida en el edométrico, pero la diferencia fundamental está en el tipo de ensayo. En el ensayo triaxial se mantiene constante una presión lateral, permitiendo a la muestra deformarse, mientras que en el ensayo edométrico no se permiten deformaciones laterales, y la presión lateral es desconocida durante el ensayo. La ley tensión-deformación obtenida mediante el ensayo triaxial es la que suele utilizarse para hacer un cálculo previo de los movimientos y del estado tensional de un relleno durante la construcción. Esta ley se aproxima a una hipérbola.