Trabajo De Laboratoria-yovera Vite.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS

FACULTAD

:

INGENIERIA DE MINAS

CURSO

:

MECANICA DE ROCAS

TEMA

:

GEOMECANICA – LABORATORIO

DOCENTE

:

DR.ING GLICERO TAYPE QUINTANILLA

ALUMNO

:

YOVERA VITE EDINSON JAVIER

2018 - ll

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INDICE

INTRODUCCIO……………………………………………………………………3 OBJETIVOS………………….…………………………………………………….3 CONCEPTOS BASICOS…………………………………..………………………………………5 DEFINICION MECANICA DE ROCAS………………………………………….4 DEFINICION GEOMECANICA………………………………………………………………….4 DEFINICION GEOTECNIA……………………………………………………………………….4 LABORATORIO DE SUELOS…………………………………………………………………………….5 EQUIPOS DE LABORATORIO………………………………………..………………………….6 EQUIPO TRIAXIAL……………………………………………...…………………………..12 PRENSA HIDRAULICA………………………………..…………………………….………15 CBR…………………………………………………………………………………21 ENSAYO DE COMPRENSION CON LA PRENSA HIDRAULICA…………………………………………………22 CONCLUSIONES………………..…………………………………………………24

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INTRODUCCION El presente informe se dará a conocer todos los equipos del laboratorio el cual se utiliza para muestras inalteradas y alteradas, dicho proceso se realizo en la universidad nacional de Piura. Los cuales nos sirven para realizar ensayos granulométricos para clasificar el suelo en grava, arena, limos y también calcular la presión que resiste un cuerpo antes de su ruptura nos dará datos exactos. Para obtener la distribución de tamaños, se emplean tamices normalizados y numerados de todo tamaño. El análisis granulométrico que se someten los suelos es de mucha ayuda para la construcción de proyectos, estructuras como carreteras ya que gracias a estos datos se puede conocer la permeabilidad y la cohesión de todo tipo de muestras.

OBJETIVOS :  Conocer el uso correcto de los instrumentos de laboratorio.  Conocer y adquirir conocimiento del método de cada equipo también el granulométrico mecánico para poder determinar de manera adecuada la distribución de las partículas de cualquier tipo desuelo o estructura rocosa.  Verificar si el suelo puede ser utilizado para la construcción de proyectos.  Clasificar el suelo estudiado mediante la obtención de la información requerida para desarrollar el sistema de clasificación.  Determinar el contenido de humedad de cualquier tipo de muestra llevada al laboratorio.

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MECANICA DE ROCAS  Mecánica de rocas es la ciencia teórica y aplicada al comportamiento mecánico de rocas y de macizos rocosos. Tal como en geología, es la rama de la mecánica concerniente a la respuesta de estos entes litológicos a los campos de fuerzas de su ambiente físico.

GEOMECANICA  Implica el estudio geológico del comportamiento del suelo y rocas. Son las dos principales disciplinas de la geomecánica mecánica de suelos y mecánica de rocas. GEOTECNIA  La geotecnia es la rama de la geología que trata de la aplicación de los principios geológicos en la investigación de los materiales naturales -como las rocas- que constituyen la corteza terrestre implicados en el diseño, la construcción y la explotación de proyectos de ingeniería civil y minería.

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LABORATORIO DE SUELOS

En el Laboratorio se realizan ensayos de laboratorio y de campo para determinar las propiedades físicas y mecánicas (estáticas y dinámicas) de los materiales utilizados en la construcción de obras civiles. El recurso de equipos y espacio propicia entonces el desarrollo de investigaciones, las cuales son desarrolladas por los profesores del departamento de Ingeniería de minas , geología ,petróleo y química, y en algunas ocasiones, con la participación de los estudiantes y la industria.

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RECURSOS Para satisfacer los requerimientos en los diferentes servicios que atiende, el Laboratorio cuenta con los siguientes equipos y materiales: Los cuales mostraremos y hablaremos de cada equipo que se encuentra en el laboratorio:

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Tamices Balanza Estufa de secado u horno de secado Triaxial dinámico Prensa hidráulica Cbr Centrifuga digital Equipo de abrasión o lavavidad Equipo clasificador Prensa hidráulica Compresor Bomba hidráulica Triaxial estatico Triaxial para rocas Corte directo Balanzas electrónicas Prensas multiensayos Viscosímetro rotacional Hornos de sacado Otros equipos para suelos, rocas, asfaltos, mezclas asfálticas, cementos, concretos y morteros

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TAMISES La tamización es un método físico para separar dos sólidos formados por partículas de tamaño diferente. Consiste en pasar una mezcla de partículas de diferentes tamaños por un tamiz, criba o colador. Las partículas de menor tamaño pasan por los poros del tamiz o colador atravesándolo y las de mayor tamaño quedan retenidas por el mismo. Un ejemplo podría ser: si se saca tierra del suelo y se espolvorea sobre el tamiz, las partículas finas de tierra caerán y las piedras y partículas de mayor tamaño de la tierra quedarán retenidas en el tamiz o colador. De esta manera se puede hacer una clasificación por tamaños de las partículas.

Para aplicar el método de la tamización es necesario que las fases se presenten al estado sólido. Se utilizan tamices de metal o plástico, que retienen las partículas de mayor tamaño y dejan pasar las de menor diámetro. Por ejemplo, trozos de mezclados con arena; harina y corcho; sal fina y pedazos de roca, cantos rodados.

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BALANZA La balanza es un instrumento que sirve para medir la masa de los objetos. Es una palanca de primer grado de brazos iguales que, mediante el establecimiento de una situación de equilibrio entre los pesos de dos cuerpos, permite comparar masas. Al igual que en una romana, pero a diferencia de una báscula o un dinamómetro, los resultados de las mediciones no varían con la magnitud de la gravedad. El rango de medida y precisión de una balanza puede variar desde varios kilogramos (con precisión de gramos), en balanzas industriales y comerciales.

BALAZA ANALITICA La balanza analítica es un instrumento utilizado en el laboratorio, que sirve para medir la masa. Su característica más importante es que poseen muy poco margen de error, lo que las hace ideales para utilizarla en mediciones muy precisas. Las balanzas analíticas generalmente son digitales, y algunas pueden desplegar la información en distintos sistemas de unidades. Por ejemplo, se puede mostrar la masa de una sustancia en gramos, con una precisión de 0,00001 g (0,01 mg).

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ESTUFA DE SECADO U HORNO DE SECADO La estufa de secado es un equipo que se utiliza para secar y esterilizar recipientes de vidrio y metal en el laboratorio. Se identifica también con el nombre de Horno de secado. La estufa de secado se emplea para esterilizar o secar el material de vidrio y metal utilizado en los exámenes o prueba, que realiza el laboratorio y que proviene de la sección de lavado, donde se envia luego de ser usado en algún procedimiento.

La esterilización que se efectúa en la estufa se denomina de calor seco y se realiza a 180°C durante 2 horas; la cristalería, al ser calentada por aire a alta temperatura, absorbe humedad y elimina la posibilidad de que se mantenga cualquier actividad biológica debido a las elevadas temperaturas y a los tiempos utilizados. El horno de laboratorio es un tipo de horno comúnmente usado para deshidratar reactivos de laboratorio o secar instrumentos. El horno aumenta su temperatura gradualmente conforme pase el tiempo así como también sea su programación, cuando la temperatura sea la óptima y se estabilice.

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CHAROLAS O BANDEJAS DE ALUMINIO Las bandejas de aluminio sirven para la determinación de humedad en el horno de secado y también la utilizamos para poner las muestras seleccionadas. Son resistentes a la erosión son recipientes utilizados para retirar la humedad de los distintos materiales colocados en ellos o para facilitar su enfriamiento e absorción de humedad.

El laboratorio juega un papel fundamental en todo proceso de investigación geotécnica. Las muestras obtenidas en campo deben ser procesadas en laboratorio, con la finalidad de obtener parámetros que son utilizados por el ingeniero geotécnico para analizar el comportamiento del terreno y plantear soluciones al sistema «suelo-fundación».

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TRIALXIAL DINAMICO La necesidad de analizar dinámicamente el comportamiento de suelos y estructuras de tierra en zonas sísmicas ha impulsado el desarrollo de nuevas técnicas de ensayo, que permiten obtener los parámetros necesarios para modelizar el comportamiento de suelos granulares y cohesivos. La carga aplicada durante el ensayo puede ser regular o irregular, correspondiendo este sugundo caso a la solicitación que el terreno sufre durante un terremoto. Los ensayos triaxiales con este equipo se pueden realizar con control de carga o con control de deformación,

CARATERISTICAS TECNICAS 

Carga máxima sobre la muestra: 2.500 kN.

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Temperatura de trabajo: desde ambiental hasta 250º C

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Presión máxima de confinamiento: 50 MPa.

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Volumen máximo de compensación: 390 ml.

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Diámetro máximo de la probeta: 100 mm.

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Altura máxima de la probeta: 250 mm.

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Medida de presión intersticial: Hasta 5 MPa.

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Generador de señales regulares y aleatorias.

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EQUIPO TRIAXIAL Las muestras de los suelos se tallan para ser ensayadas en diferentes equipos (triaxiales, corte directo, edómetros) se considera que una muestra tallada se encuentra inalterada, sin embargo tanto el proceso de extracción como de preparación de la muestra ( tallada ), pueden alterar la muestra a ensayar.

Otro inconveniente es que las muestras extraidas puedes presentar diferentes características a pocos centímetros de distancia incluso dentro de la misma muestra, aportando variabilidad a los resultados.

TRIAXIAL ESTATICO Su principal acción es obtener parámetros del suelo y la relación esfuerzo – deformación atreves de la determinación del esfuerzo cortante. Es un ensayo complejo, pero la información que entrega es la mas representativa del esfuerzo cortante que sufre una masa de suelo al ser cargada.

Consiste en colocar una muestra cilíndrica del suelo dentro de una membrana de caucho o goma, que se introduce en una cámara especial y se le aplica una presión igual en todo sentido y dirección, alcanzando este estado de equilibrio, se aumenta la presión normal

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Debido a que el suelo es es un material tan complejo, ningúna prueba bastara por si sola para estudiar todos los aspectos importantes del comportamiento esfuerzo – deformación.

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COMPRESOR Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tales como gases y vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido, en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir. Al igual que las bombas, los compresores también desplazan fluidos, pero a diferencia de las primeras que son máquinas hidráulicas, éstos son máquinas térmicas, ya que su fluido de trabajo es compresible, sufre un cambio apreciable de densidad y, generalmente, también de temperatura; a diferencia de los ventiladores y los sopladores, los cuales impulsan fluidos, pero no aumentan su presión, densidad o temperatura de manera considerable.

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PRENSA HIDRAULICA

La prensa hidráulica es un mecanismo conformado por vasos comunicantes impulsados por pistones de diferentes áreas que, mediante una pequeña fuerza sobre el pistón de menor área, permite obtener una fuerza mayor en el pistón de mayor área. Los pistones son llamados pistones de agua, ya que son hidráulicos. Estos hacen funcionar conjuntamente a las prensas hidráulicas por medio de motores. El rendimiento de la prensa hidráulica guarda similitudes con el de la palanca, pues se obtienen fuerzas mayores que las ejercidas pero se aminora la velocidad y la longitud de desplazamiento, en similar proporción.

1. Para empezar observamos que se coloca una muestra en la prensa hidráulica.

2. Luego pasamos al panel de control y seleccionamos la presión que se le va aplicar la muestra y también para el tipo de muestra.

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3. Vemos que la ruptura de la muestra la cual soporto 57. 961 kg

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EQUIPO CLASIFICADOR Este equipo es el encargado de separar muestras con tamaño promedio para algún tipo de uso que se le quiera dar

EQUIPO DE ABRASION O LAVAVILIDAD

La mejora de la resistencia mecánica al desgaste es un requisito esencial de una amplia gama de productos. Desde los revestimientos a las telas, desde el cuero a la tapicería, desde los teclados a los juguetes de plástico, la capacidad del producto para resistir el desgaste es una característica importante. Hay métodos de prueba relacionados con el concepto de ‘abrasión por fricción’. Otros se basan en la proyección de partículas abrasivas sobre las muestras de prueba. Estas técnicas ofrecen valiosa información sobre materiales y procesos. Abrasión: Aptitud de un revestimiento para resistir el daño causado por el frotamiento de un material definido contra su superficie. El desgaste abrasivo es la erosión del material de una superficie sólida por la acción de otro sólido. Lavabilidad: Facultad de un revestimiento para resistir su lavado por acción de fregado en húmedo o seco. El efecto puede determinarse en términos de pérdida de peso, pérdida de brillo o pérdida de espesor del revestimiento después del proceso de fregado.

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EQUIPO DE CORTE DIRECTO

El equipo automático para ensayos de corte directo operado por microprocesadores, calcula parámetros de la muestra y resultados del ensayo en tiempo real; memoriza los datos de la consolidación y el corte directo. La función de salida de datos asegura al usuario la veracidad de los datos de la fuerza y deformación, facilita la impresión de resultados. Durante el ensayo de corte directo, en la pantalla se muestran en tiempo real los valores de fuerza, desplazamiento tangencial y deformación vertical de la muestra, y los valores calculados de deformación unitaria, esfuerzo cortante y tiempo de ensayo. Los datos son transmitidos por el puerto USB a un PC o una impresora. Durante la consolidación se muestra la deformación vertical y el tiempo de consolidación.

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COMPOSICIÓN DE LA CÁMARA DE CORTE Cada cámara de corte está compuesta por: 1. 2. 3. 4. 5.

- Pisador - Cuchilla de corte - Molde en dos piezas - Cuatro placas ranuradas y perforadas (filtros) - Piedras porosas: 2 de 6,8 mm x 50,8 mm redondas/ 2 de 63 mm x 63 mm x 7 mm cuadradas 6. - Soporte de carga

CENTRIFUGA DIGITAL Una centrifugadora es una máquina que pone en rotación una muestra para –por fuerza centrífuga– acelerar la decantación o la sedimentación de sus componentes o fases (generalmente una sólida y una líquida), según su densidad. Existen diversos tipos, comúnmente para objectives específicos.

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APLICACIONES 

Una aplicación típica consiste en acelerar el proceso de sedimentación, dividiendo el plasma sanguíneo y el suero sanguíneo en un proceso de análisis de sangre.

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También se utiliza para determinar el hematocrito mediante una toma de muestra capilar. En este caso la máquina utilizada se denomina microcentrífuga.

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Es muy usada en laboratorios de control de calidad y en fábricas que elaboran zumos a base de cítricos, para controlar el nivel de pulpa fina, mediante separación del zumo exprimido.

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Otra aplicación ocurre en la elaboración de aceite de oliva. En ella, una vez molidas y batidas las aceitunas, se introducen en una centrifugadora horizontal, en la cual el aceite, que es la fracción menos pesada, se aparta del resto de componentes del fruto: agua, hueso, pulpa, etcétera.

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Una aplicación importante es la separación del uranio 235 del uranio 238.

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Para cuantificar el grado de grasa o crema que contiene la leche. Las centrifugadoras utilizan instrumentos denominados butirómetros, de los cuales existen diferentes tipos: para crema, manteca, etcétera.

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CBR Equipo diseñado para la aplicación de cargas en los ensayos de CBR de campo de acuerdo a las especificaciones de las normas de ensayo. El equipo para CBR de campo está compuesto por: - Anillo de carga 10 000 lb con dial y puente metálico. - Viga en aluminio con soporte para diales de referencia. - Juego de Extensiones - Sujetador magnético - Capacidad máxima 10 000 lb - Dos pesas abiertas de 20 lb - Dos pesas abiertas de 10 lb - Set de pistones de penetración - Placa Circular de carga de 10 lb - Gato manual de dos velocidades con rótula.

La prensa Inconfinada es un equipo diseñado para aplicar cargas manualmente, mediante una biela acoplada a un dispositivo de engranajes situados en la base de la prensa. El sistema de engranajes permite operar la prensa con dos relaciones diferentes, logrando un avance lento para aplicación de la fuerza durante el ensayo y un avance rápido para el regreso. La prensa de carga CBR, se utiliza para forzar la penetración del pistón en la muestra compactada CBR. La carga se aplica a través de un gato de tipo mecánico.

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ENSAYO DE COMPRESIÓN CON LA PRENSA HIDRÁULICA:

Paso 1: Seleccionamos una muestra

Paso 2: Colocamos la muestra en la prensa hidráulica

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Paso 3: Configurar el diámetro y altura de la muestra

Paso 4: Empezar la compresión

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CONCLUSIONES  Desarrollamos destreza y obtuvimos habilidades para poder realizar un muestreo adecuado de cualquier tipo de suelo.  Así como la identificación de cualquier tipo de estructura rocosa y su tipo de dureza en las maquinas adecuadas se analizaría.

 Sabemos en que instrumentos de laboratorio se puede analizar el tipo de humedad de cualquier muestra también su peso en seco.

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Una de las conclusiones importantes fue observar a cuanto se rompe una muestra en la prensa hidráulica.

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