La mecánica de rocas es una ciencia teórica y aplicada del comportamiento mecánico de rocas y macizos rocosos. [1]
En comparación con la geología, es la rama de la mecánica que se ocupa de la respuesta de las rocas y los macizos rocosos a los campos de fuerza de su entorno físico. [1]
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La mecánica de rocas es parte de un tema mucho más amplio de geomecánica , que se ocupa de las respuestas mecánicas de todos los materiales geológicos, incluidos los suelos. [1]
La mecánica de rocas se ocupa de la aplicación de los principios de la mecánica de ingeniería al diseño de estructuras construidas en o sobre roca. [1] La estructura podría incluir muchos objetos, como un pozo de perforación, un pozo de mina, un túnel, una presa de depósito, un componente de depósito o un edificio. [1] La mecánica de rocas se utiliza en muchas disciplinas de ingeniería, pero se utiliza principalmente en ingeniería minera, civil, geotécnica, de transporte y petrolera. [2] [3]
La mecánica de rocas responde a preguntas como: "¿Es necesario reforzar una roca o podrá soportar cualquier carga a la que se enfrente?" [4] También incluye el diseño de sistemas de refuerzo, como patrones de empernado de rocas . [4]
Antes de comenzar cualquier trabajo, el sitio de construcción debe ser investigado adecuadamente para informar de las condiciones geológicas del sitio. [5] Las observaciones de campo, las perforaciones profundas y los estudios geofísicos pueden brindar la información necesaria para desarrollar un plan de construcción seguro y crear un modelo geológico del sitio. [5] El nivel de investigación realizado en este sitio depende de factores como el presupuesto, el marco de tiempo y las condiciones geológicas esperadas. [5]
El primer paso de la investigación es la recopilación de mapas y fotografías aéreas para analizar. [5] Esto puede proporcionar información sobre posibles sumideros, deslizamientos de tierra, erosión, etc. Los mapas pueden proporcionar información sobre el tipo de roca del sitio, la estructura geológica y los límites entre las unidades de lecho rocoso. [5]
La creación de un pozo es una técnica que consiste en perforar el suelo en varias áreas a varias profundidades, para obtener una mejor comprensión de la geología del sitio. [5] Los pozos deben estar espaciados adecuadamente entre sí y perforarse a una profundidad suficiente para proporcionar información precisa para el modelo geológico. [5] Se investigan muestras del pozo y se registran factores como el tipo de roca, el grado de erosión y los tipos de discontinuidades. [5]
Probar las propiedades de una roca es esencial para comprender qué tan estable o inestable es. [2] La mecánica de rocas implica 3 categorías de métodos de prueba: pruebas en rocas intactas, discontinuidades y macizos rocosos. [6]
Dos métodos directos de prueba que se pueden realizar son las pruebas de laboratorio y las pruebas in situ. [6] También existen métodos indirectos de prueba que implican correlaciones y estimaciones que se obtienen analizando observaciones de campo. [6] Los datos que proporcionan estos métodos de prueba son cruciales para el diseño, la estructura y la investigación de la mecánica de rocas y la ingeniería de rocas. [6]
Las rocas intactas y las discontinuidades se pueden probar en el laboratorio mediante la realización de experimentos a pequeña escala para recopilar datos empíricos; sin embargo, los macizos rocosos requieren algunas mediciones de campo a mayor escala en lugar de trabajo de laboratorio debido a su naturaleza más compleja. [6]
Las pruebas de laboratorio proporcionan tanto la clasificación como la caracterización de la roca, así como la determinación de qué propiedades de la roca se utilizarán en el diseño de ingeniería. [6] Ejemplos de algunas de estas pruebas de laboratorio incluyen: pruebas de velocidad del sonido , pruebas de dureza, pruebas de fluencia y pruebas de resistencia a la tracción . [6] Las pruebas in situ, que es cuando la roca que se estudia se somete a una carga pesada y luego se observa para ver si se deforma, proporciona una idea de lo que afecta la resistencia y estabilidad de un macizo rocoso. [6]
Comprender la resistencia de un macizo rocoso es difícil pero necesario para garantizar la seguridad de cualquier cosa construida sobre él o alrededor de él, y todo depende de diferentes factores al que se enfrenta el macizo rocoso, como las condiciones ambientales, el tamaño del macizo y su grado de discontinuidad. puede ser. [7]
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