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7/31/2019 Esfuerzos Roca
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Esfuerzos en Roca
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Terminologa de Stress (esfuerzos)
Tectnico: Causado por las fuerzas generadaspor movimiento de las placas tectnicas.
Gravitacional: Causado por el peso de la
sobrecarga de roca.Natural: In situ, anterior a obras de ingeniera.
Regional: En un amplio dominio geolgico.
Local: En un dominio pequeo.
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Inducido: Esfuerzo natural perturbado poringeniera.
Campo Cercano: En regin de perturbacin poringeniera.
Campo Lejano: Ms all del campo cercano.
Residual: Esfuerzos causados por actividadtectnica previa o cambios en la sobrecarga,
pero que se mantienen actuando (locked-in
stress)
Paleostress: Stress natural previo que no sigueactualmente actuando.
Termal: Causado por cambios de T
Fuente: ISRM, 2005.
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Esfuerzos Tectnicos
World Stress Map Project:
http://www-wsm.physik.uni-karlsruhe.de
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Estimacin de esfuerzo in-situ
Relacin esfuerzo
vertical vs.
Profundidad (sv= g z)
acta bien enpromedio, pero hay
fuertes diferencias en
especial a bajas
profundidades.
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Estimacin de esfuerzo in-situ
Igualmente, relacin
de esfuerzos
horizontal vs. vertical
dada por la teoraelstica solo tiende a
cumplirse a altas
profundidades.
vvH kss
s
0.2 < k < 1 aprox.
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Sheorey (1994) usando un modelo elasto-
termal describi la variacin de k como:
La que se ajusta razonablemente a los datos
medidos. Eh (en GPa) es el mdulo promediode deformacin en la corteza superior medido
en direccin horizontal.
zEk
h
1
001.0725.0
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Notas Importantes
En superficies de excavacin no soportadas,
el stress es principal (no hay stress de
cizalle) y el stress normal a la superficie es
igual a la presin atmosfrica.
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Lo mismo ocurre en fracturas abiertas.
Por tanto, en macizos fracturados las
variaciones del campo de esfuerzos in-situ
pueden ser muy altas.
Por lo tanto, hay que tener consideraciones
con la escala del modelo.
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Mtodos de medicin de esfuerzos
Basados en la determinacin de la
deformacin alrededor de una perforacin
de sondaje (Overcoring).
Basados en la determinacin de la
componente de esfuerzo normal en zonas
particulares alrededor de una perforacin
(Flatjack y Fracturamiento Hidrulico).
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Fracturamiento
Hidrulico
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Mtodo de Sobreperforacin
o de Celda de Strain Triaxial
Se busca
estimar el tensor
previo a la
perforacin.Al menos tres
rosetas de strain
montadas en
una base
deformable.
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Propagacin de ondas en elmacizo
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Estallido de rocas
Fuente Ssmica Medio Respuesta Local
DAOS ENEXCAVACIONES
RUPTURA DEMACIZO ROCOSO
LIBERACIONDE
ENERGIA
EVENTOSISMICO
ESTALLIDODE ROCAS
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Modelo de Patton
Patton (1966) modeluna discontinuidad conasperidades, usandoun ngulo nico querepresenta laasperidad. Loscomponentes de lasfuerzas de corte ynormal se pueden
expresar como:S*= S cos i N sen i;N*= N cos i + S sen i