Determinación del deterioro de núcleos de ignimbritas a través de ensayos en laboratorio

Abstract

Rock behaviour in the subsoil involves stress changes due excavations among others factors that affecting physical and mechanical properties. Furthermore, if it is conjugate with the rock deterioration it will have rock mass instabilities. Rock degradation has been few considered in the traditional design methods, because these focus in the "in situ" rock properties obtained in the moment of the exploration. One way to characterize the rock mass deterioration is through rock cores obtained from geotechnical boreholes, applying the observational method and the laboratory test. In this study it is obtained the deterioration in ignimbrite rock samples from south Morelia, through laboratory tests with the finality to study the influence in the changes of its physical and mechanical rock properties. In this way, it were determined density, absorption, porosity, uniaxial compressive strength, tensile strength, P wave velocity and the durability, according to the normative. Also, RMR and Q classification systems were realized. In the case of the slake durability test, it was added three cycles to those considered in the normative. The durability index obtained after the fifth cycle (Id5) was correlated with the other determined properties, this allowed defining that from the fifth cycle the wastage rock is constant. Furthermore and according to the obtained results it was observed that the state of alteration impact in the mechanical and the physical properties. Ignimbrites with high Id5 presents low porosity and absorption as well as, high values of density, compressive strength, tensile strength and P wave velocity values. Finally, to validate results a comparison of the mechanical and physical properties with other investigations in ignimbrites rocks were realized. The values obtained are according within the ranges published by the other researchers.

El comportamiento de las rocas en el subsuelo involucra cambios de esfuerzos al momento de sufrir cualquier tipo de excavación que, influyen directamente en las propiedades físicas y mecánicas de las mismas, lo que se traduce en un deterioro relacionado con la inestabilidad de los macizos rocosos. Al deterioro de la roca se le da poca importancia, ya que los métodos de diseño se enfocan en evitar mecanismos de falla más profundos. Una manera de caracterizar el deterioro de un macizo rocoso en laboratorio, es a través de los núcleos de roca obtenidos de los sondeos geotécnicos. Este trabajo se centró en la determinación del deterioro de núcleos de rocas ignimbríticas del sur de la ciudad de Morelia, a través de ensayos de laboratorio. Se determinaron las propiedades de densidad, absorción, porosidad, resistencia a la compresión uniaxial, resistencia a la tensión, velocidad de onda P y durabilidad de acuerdo con la normativa correspondiente. También se realizaron las clasificaciones geomecánicas RMR y Q. En la prueba de durabilidad se realizaron tres ciclos adicionales a los considerados en las normativas (dos ciclos). El índice de durabilidad después del quinto ciclo (Id5) se relacionó con las demás propiedades determinadas. De lo anterior, se pudo observar la influencia del estado de alteración en los cambios de las propiedades físicas y mecánicas. Las ignimbritas con Id5 alto tienen bajos valores de porosidad y absorción y altos valores de densidad, resistencia a la compresión, resistencia a la tensión y velocidad de onda P, y de manera recíproca. Por último se realizó una comparación de las propiedades determinadas en este trabajo con otras investigaciones aplicadas en este mismo tipo de roca y en otros países. Los valores obtenidos se encuentran dentro de los rangos publicados por otros investigadores.