Baixar el PDF - CECAM

Sent,
σ p resistència a la compressió uniaxial
p càrrega de trencament
a àrea de la secció transversal del testimoni de roca
Aquest paràmetre aporta informació essencial sobre les propie-
tats mecàniques de les roques, i permet una primera classificació
dels diferents tipus de roca en funció del seu valor de resistència
a la compressió. La Taula 1 ens mostra els rangs típics de resis-
tència a la compressió uniaxial per diferents tipus de roca sana.
roca sana
Andesita
Amfibolita
Anhidrita
Basalt
Calcària
Diabasa
Diorita
Dolerita
Dolomia
Esquist
Gabre
Gneiss
resistència
compressió
uniaXial (mpa)
100-500
210-530
80-130
80-350
60-200
130-365
120-335
100-350
65-350
20-160
180-300
85-250
Anant més enllà, no quedant-nos només amb el valor de
resistència a la compressió i mesurant la deformació que ex-
perimenta una roca durant el procés de compressió uniaxial,
s’obtenen les relacions tensió-deformació (σ – ε) que perme-
tran definir el comportament de la roca:
• Abans del trencament
• En el moment del trencament
• Després del trencament
roca sana
Granit
Grauwaca
Gres
Guix
Limolita
Lutita
Marga
Marbre
Pissarra
Quarcita
A causa del caràcter anisòtrop de la immensa majoria de ro-
ques, les gràfiques resultants dels estudis tensió-deformació
presenten tendències no lineals entre les forces aplicades i
les deformacions produïdes i s’obtenen diferents models de
corbes σ–ε pels diferents tipus de roques (Figura 1).
Sal
resistència
compressió
uniaXial (mpa)
100-300
80-220
30-235
10-40
35-250
10-100
70-190
60-250
90-250
100-500
5-30
Taula 1: Valors de resistència a la compressió uniaxial de la ma-
triu rocosa sana
COMPrESSIó DE rOQuES AMB BANDES EXTENSOMÈTrIQuES
La corba que representa el gràfic tensió-deformació durant
el trencament d’una roca pot ser dividida en diferents trams,
de forma que el comportament mecànic durant l’assaig de
compressió uniaxial serà la combinació dels possibles com-
portaments ideals elàstic-plàstic-fràgil, tal com reflecteix la
Figura 2.
σ
A
oa: tancament de fissures originals
ab: comportament elàstic (si retirem la força aplicada, es
recuperen les deformacions.)
b: Límit d’elasticitat (σ y ). Resistència a partir de la qual co-
mença la deformació dúctil o plàstica. A partir d’aquest punt
la roca encara pot mantenir deformacions importants abans
d’assolir el seu límit resistent. Un cop superat aquest punt,
tot i que es retirin totalment les forces aplicades, la roca no
es recupera en la seva totalitat.
bc: comportament plàstic o dúctil. Es comença a produir la
fissuració de la roca.
B= σy c: comportament fràgil. S’assoleix la resistència de pic (σ p ).
En roques fràgils, els valors σ y i σ p estan molt pròxims o
coincideixen, la qual cosa no succeeix en les roques amb
un comportament més plàstic. La diferència entre ambdós
valors és summament important, donat que ens indica la ca-
pacitat que té la roca de continuar suportant càrregues un
cop superat el seu límit elàstic, sense que s’arribi a trencar.
D’altra banda, també podem estimar les deformacions irre-
cuperables que sofreix una roca per esforços inferiors a la
seva resistència de pic.
C= σp Figura 2: Comportaments mecànics durant la compressió d’una
roca
D
ε