Influencia del Histórico de la Trayectoria de Tensiones en la Resistencia de Materiales Frágiles

G.F. Napa, P.C. Trejo, A.A. Bortolucci, T.B. Celestino

In the proceedings of: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Mining and Rock Mechanics

ABSTRACT: The main objective of the paper is to analyze the influence of different stress paths on the final strength of brittle material by means of tests with two loading stages in different directions. The material selected was mortar due to its rock-like character and the possibility of repeatability. In the first loading stage, large prismatic specimens were loaded to 90% of their unconfined compressive strength, when severe axial cracking is expected to take place. All the tests were monitored with qualitative acoustic emission in order to detect the cracking phenomenon. From the cracked prismatic specimens, cylindrical specimens were cored at different orientations. The cylindrical specimens were therefore pre-cracked at different orientations. In the second loading stage, they were all taken to failure, also under uniaxial compression. The variation of final strength with the previous crack orientation was analyzed based on damage mechanics and fracture mechanics.

RESUMEN: El principal objetivo de este trabajo es analizar la influencia de diferentes trayectorias de tensiones en la resistencia final del material frágil a través de ensayos con dos etapas de carga en diferentes direcciones. El material seleccionado fue un mortero debido a sus características similares a la roca y la posibilidad de repetibilidad. En la primera etapa de carga, especímenes prismáticos de grandes dimensiones fueron cargados al 90% de su resistencia de compresión uniaxial (UCS), esperando severas grietas axiales. Todos los ensayos fueron monitoreados con emisión acústica cualitativa para el fenómeno de fisuramiento. De los especímenes prismáticos fisurados, especímenes cilíndricos fueron retirados en diferentes direcciones. Por lo tanto los especímenes cilíndricos fueron prefisurados en diferentes direcciones. En la segunda etapa de carga, todos estos especímenes fueron llevados a la ruptura, bajo el ensayo de compresión uniaxial. La variación de resistencia final con la previa orientación de la fisura fue analizada con base a la mecánica del daño y mecánica de la fractura. 1 INTRODUCCIÓN La construcción de obras civiles que envuelven un macizo rocoso genera cambios en su estado de tensiones interno. Estos cambios pueden ser evaluados cualitativamente y medidos cuantitativamente en casos tales como taludes altos de minería y túneles, entre otras estructuras geotécnicas. Un macizo rocoso sano presenta microdefectos de manera natural, pero cuando este macizo ha sido sometido a un estado de tensiones, y con mayor razón, a condiciones de concentración de tensiones, este ahora si el estado de tensiones sufre cambios, el microfisuramiento previo evidentemente influenciará en el comportamiento mecánico e hidrogeológico global del macizo rocoso al respecto del nuevo estado de tensiones (Eberhardt et al., 1999). Existe en la literatura un gran número de casos de ruptura de taludes de mina de gran altura (más de 500 m de altura), los cuales aparentemente no deberían haber ocurrido según los parámetros del macizo rocoso adoptados (Eberhardt, 2001; Zea, 2004). Zea (2004) sugiere que estas rupturas de taludes de gran altura podrían ser debidas a un daño en el macizo rocoso durante la construcción progresiva del talud que origina una serie de cambios en los estados de tensiones en el These instructions have been created using the technical paper template to illustrate the correct format for the preparation of papers. The template is also available in the Submission Details section of the conference website. Papers may be submitted in English, French or Spanish but authors are required to include abstracts in English and one of the other two conference languages. This document uses bold face and underline for emphasis, but such text decorations should not be used in the paper. 1.1 Publication Quality and Uniformity Figura 1. Cambio de estado y concentración de tensiones en un proceso de construcción de talud de gran altura, evidencia de una zona de propiedades alteradas.

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