• Mecánica:

área de la física que estudia el efecto de las fuerzas
Sobre los cuerpos.

• Mecánica de rocas:

rama de la ingeniería que estudia el efecto de
Las fuerzas sobre las rocas.

• Roca:

parte sólida de la corteza terrestre formada por bloques
Sólidos y duros de gran tamaño, encajados y ligados entre sí.
Agregado de minerales.

• Suelo:

acumulación de partículas de pequeño tamaño (hasta 3 o 4”)
Y sin una ligazón fuerte entre sí.

• Discontinuidades (joints):

cualquier tipo de fractura en la roca.
Son
Planos de fragilidad.

• Macizo rocoso (rock mass):

gran masa de roca componente de
La corteza terrestre. Está compuesto por:

– Roca intacta:

el volumen de roca que se encuentra entre las
Discontinuidades. También se llama matriz rocosa o sustancia
Rocosa.

– Discontinuidades:

fallas, diaclasas, planos de fractura, de clivaje,
Etc. 

Cargas Sobre el Pilar

Campo de esfuerzos en el macizo rocoso: 1. Constitución del macizo rocoso, densidad. 2. La profundidad del pilar minero
– La tectónica. Esfuerzos inducidos producidos por las excavaciones mineras. 

Resistencia del Pilar

Parámetros Mecánicos: Módulo de elasticidad de la roca. Módulo de poisson. Parámetros Constitutivos: Cohesión, Ángulo de fricción interna. Condición estructural del macizo rocoso. 

¿Qué Pasa?¿Problemática?

La mecánica de rocas trata con un material previamente
Cargado. Al alterar la geometría del macizo rocoso (mediante una excavación en la roca), se redistribuyen los esfuerzos
Existentes. El macizo estaba en equilibrio y lo desestabilizamos. El principal problema de la mecánica de rocas es que se
Desconocen estas cargas. Es necesario, entonces, medir estos
Esfuerzos antes de iniciar la obra. Las propiedades mecánicas de las rocas son desconocidas. Hay
Que medirlas mediante ensayos de laboratorio o de terreno. Sin embargo se requiere escalar sus resultados a macizo rocoso. Pero la roca no es homogénea, por lo que es difícil de modelar. 

Metodología para diseño

Estimar el campo de esfuerzo y su distribución sobre el pilar a
Diseñar. Determinar propiedades de resistencia y deformación del cuerpo
Mineralizado y de la roca huésped de manera reproducible y
Con cierto grado de exactitud. Definir las carácterísticas estructurales del macizo rocoso:
Localización, persistencia y propiedades mecánicas de
Discontinuidades, dentro de la zona de influencia de la actividad
Minera. Establecer la distribución y magnitud de la presión de agua
Subterránea en el dominio. Evaluar mediante técnicas analíticas los posibles modos de
Respuesta del macizo rocoso, para ciertas condiciones y
Geometría de las excavaciones mineras. 

Desafíos Relacionados con El Diseño
Minero

El esfuerzo sobre el pilar
Cambia de acuerdo a la
Secuencia de excavación. La resistencia del pilar
Cambia de acuerdo a la
Secuencia de excavación
P
P
S ,σ
Secuencia de excavación. El problema de diseño
Minero es dinámico, por
Lo tanto se debe resolver
De manera iterativa. 

Clasificación Geológica de las rocas:

Desde el punto de vista genético: Ígneas, Sedimentarias y Metamórficas. Desde el punto de vista del comportamiento:Textura cristalina, textura clástica, Rocas de granos muy finos y Rocas orgánicas. Comportamiento: Elástico y frágil, Plástico, Viscoso, Isótropo o anísótropo. Descripción incluye: Textura, Composición, Tipo de cementación en las discontinuidades, Diaclasamiento, Contenido de humedad, Poros, Etc.. 

Propiedades. Porosidad:

Indica la proporción
Entre la parte vacía de la roca
(poros) y la parte sólida. Las
Porosidades normalmente
Fluctúan entre 0 y 40%.

Densidad:

Corresponde al peso por unidad de
Volumen. Puede relacionarse con la mineralogía y
Constitución de los granos que forman la
Roca.

Gravedad específica:

Es la densidad del material de interés
Dividida por la densidad del agua -> medida adimensional. Densidad del agua es 1g/cm3, lo que
Hace que, cuando se mide en estas
Unidades (o equivalentemente en
Ton/m3), el valor de la densidad y
Gravedad específica sea el mismo. 

Densidad:

Las gravedades
Específicas de minerales
Comunes fluctúan entre 2.0
(halita) y 7.0 (galena). Las
Rocas comunes tienen gravedades específicas entre 2.0 y 3.0 en la mayoría
De los casos. 

Permeabilidad:

Mide de cierta forma la conexión existente entre poros, de modo
Que un fluido pueda movilizarse a través de la roca. La permeabilidad k, se rige por la Ley de Darcy. 

Resistencia:

La resistencia mide la competencia de la roca. Se puede medir mediante el ensayo de carga puntual. En laboratorio, se hacen ensayos de compresión uniaxial, triaxiales,
De tracción indirecta (brasileño), etc. 

Ensayo de compresión simple:

Ruptura de probeta puede
Producirse por la matriz o por algún plano pre-existente de
Debilidad. 

Durabilidad:

Mide la tendencia de los componentes de la roca a degradarse, al
Exponerse al aire, agua, tiempo, etc. Es un concepto más aplicable a mecánica de suelos que a
Mecánica de rocas. Se mide mediante un test.