FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE INGENIERÍA DE CIENCIAS DE LA TIERRA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA Y GEOTÉCNIA
Programa de la Asignatura: MECÁNICA DE ROCAS
Clave: 2121 Núm. de créditos: 06
Carrera:ING. DE MINAS Y METALURGISTA, ING. GEOLOGO
Duración del curso:
Semanas: 16
Horas: 48
Semestre: 7º, 10º
Horas a la semana:
Teoría: 3.0 Obligatoria: SI
Prácticas: Optativa: SI
OBJETIVO DEL CURSO
El alumno conocerá las características que gobiernan el
comportamiento mecánico de los macizos rocosos, señalando los
métodos más comunes de evaluación de las propiedades mecánicas
de las rocas (resistencia, deformabilidad y permeabilidad) en
laboratorio y en campo, así como los métodos teóricos utilizados
para el análisis de esfuerzos y deformaciones en roca.
TEMAS
Núm: Nombre: Horas
I INTRODUCCION 3.0
II DETERMINACION EN LABORATORIO DE LAS PROPIEDADES
INDICE Y MECANICA DE LAS ROCAS 15.0
III DETERMINACION EN CAMPO DE LAS PROPIEDADES
MECANICAS DE UN MACIZO ROCOSO 15.0
IV APLICACIONES 15.0
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48.0
ASIGNATURAS ANTECEDENTES :
GEOLOGÍA ESTRUCTURAL
GEOLOGÍA APLICADA A LA INGENIERÍA CIVIL
PETROLOGÍA SEDIMENTARIA
ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS
I INTRODUCCION
ANTECEDENTES:
Petrología sedimentaria
OBJETIVO:
El alumno ubicará la asignatura dentro del marco de
la geotécnia en sus relaciones con las Ciencias Geológicas.
CONTENIDO:
I.1. Definición, antecedentes y evaluación de la Mecánica
de Rocas
I.2. Campos de aplicación.
I.3. Descripción de los métodos de reconocimiento de los
macizos rocosos.
II. DETERMINACION EN LABORATORIO DE LAS PROPIEDADES INDICE Y
MECANICAS DE LAS ROCAS
ANTECEDENTES:
Petrología Sedimentaria
OBJETIVO:
El alumno conocerá los ensayos que se realizan en el
laboratorio para estimar las propiedades índice y
mecánicas de las rocas utilizando ejemplares colectados
en el campo; clasificará las rocas desde el punto de
vista ingenieril y analizará los mecanismos de falla
que se generan en los núcleos o probetas de roca ensayados
a diferentes niveles de esfuerzos.
CONTENIDO:
II.1. Definición de las propiedades índice y mecánicas de
las rocas y relaciones entre ambas.
II.2. Fases en una roca.
II.3. Relaciones volumétricas y gravimétricas.
II.3.1. Porosidad
II.3.2. Relación de vacíos
II.3.3. Contenido de agua y grado de saturación
II.3.4. Peso volumétrico
II.4. Alteración y alterabilidad
II.5. Permeabilidad al aire y al agua
II.6. Sensitividad
II.7. Esfuerzos y deformaciones en un medio continuo
II.7.1. Gráficas esfuerzo-deformación
II.7.2. Definición de resistencia, módulo de
elasticidad y relación de Poisson
II.7.3. Comportamiento viscoelástico
II.8. Resistencia y deformabilidad de las rocas
II.8.1 Criterios de falla
II.8.2. Prueba de compresión simple
II.8.3. Prueba triaxial
II.8.4. Prueba de corte
II.8.5. Prueba de tensión
II.8.6. Prueba de flexión
II.8.7. Pruebas especiales
II.9. Permeabilidad de rocas
II.10. Clasificación ingenieril de la roca intacta
II.11. Visita obligatoria a un laboratorio de Mecánica
de Rocas
III. DETERMINACION EN CAMPO DE LAS PROPIEDADES MECANICAS DE UN
MACIZO ROCOSO
ANTECEDENTES:
Petrología Sedimentaria
OBJETIVO:
El alumno podrá evaluar la resistencia, deformabilidad,
permeabilidad, el estado de los esfuerzos internos del
macizo rocoso.
CONTENIDO:
III.1. Determinación de la resistencia al esfuerzo
cortante
III.1.1. Ensaye de corte directo
III.1.2. Torcómetro
III.2. Determinación de la deformabilidad de un macizo
rocoso
III.2.1. Prueba de placa
III.2.2. Prueba de gato plano (I.M.E.C.)
III.2.3. Prueba de gato radial
III.2.4. Túneles presurizados
III.2.5. Pruebas de relajación de esfuerzos (sobrebarrenación)
III.2.6. Pruebas dentro del barreno
III.2.7. Comparación entre módulos de deformabilidad
obtenidos en campo (directos e indirectos)
y laboratorio por diversos métodos.
III.3. Determinación de la dirección y magnitud de los
esfuerzos en el macizo rocoso.
III.3.1. Generalidades
III.3.2. Métodos de la roseta
III.3.3. Método del gato plano
III.3.4. Aparato en sondeos
III.4. Determinación de las permeabilidades del macizo
rocoso
III.4.1. Generalidades
III.4.2. Pruebas en roca firme
III.4.3. Pruebas en materiales granulares
III.5. Determinación de las características geohidrológicas
del macizo rocoso
III.5.1. Generalidades
III.5.2. Pruebas de bombeo
III.6. Clasificaciones ingenieriles del macizo rocoso
IV. APLICACIONES
ANTECEDENTES:
Geología Aplicada a la Ingeniería Civil
OBJETIVO:
El alumno analizará los campos de aplicación de la
Mecánica de Rocas en la Ingeniería; conocerá la
herramienta teórica y práctica de que se dispone
para resolver los diversos problemas técnicos que se
presenten.
CONTENIDO:
IV.1. Generalidades
IV.2. Túneles en roca
IV.2.1. Introducción
IV.2.2. Estudios preliminares y consideraciones
generales de diseño.
IV.2.3. Esfuerzos en un macizo rocoso antes y
después de la apertura del túnel
IV.2.4. Cálculo de la presión de roca
IV.2.5. Tipos de soporte o de estabilización
(marcos, anclaje, concreto lanzado,
drenaje y métodos químicos)
IV.2.6. Instrumentación
IV.3. Estabilidad de taludes rocosos
IV.3.1. Introducción
IV.3.2. Tipos de deslizamiento de taludes en roca
IV.3.3. Características mecánicas, estáticas y
dinámicas
IV.3.4. Procedimientos de cálculo
IV.3.5. Uso de la proyección estereográfica en
el análisis de estabilidad
IV.3.6. Métodos de estabilización
IV.3.7. Instrumentación
IV.4. Cimentaciones en rocas.
IV.4.1. Introducción
IV.4.2. Esfuerzos y deformaciones en el macizo
rocoso
IV.4.3. Análisis de la capacidad de carga
IV.4.4. Tipos de cimentaciones
IV.5. Tratamiento de los macizos rocosos
IV.5.1. Introducción y aplicaciones
IV.5.2. Propósito de las inyecciones
IV.5.3. Tipos de inyecciones
IV.5.4. Cimentación
IV.5.5. Impermeabilización
IV.6. Voladuras
IV.6.1. Introducción
IV.6.2. Mecanismos de rotura
IV.6.3. Parámetros que intervienen
IV.6.4. Tipos de voladuras
IV.6.5. Efectos de las voladuras en la Mecánica
de Rocas
TECNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACION:
Exposición oral (X) Exámenes parciales (X)
Exposición audiovisual (X) Exámenes finales (X)
Ejercicios dentro de clase ( ) Trabajos y tareas fuera del aula (X)
Ejercicios fuera del aula ( ) Participación en clase (X)
Seminarios ( ) Asistencia a prácticas ( )
Lecturas obligatorias (X) Otros:
Trabajo de investigación (X)
Prácticas de taller o laboratorio ( )
Prácticas de campo ( )
Otras: VISITAS AL LABORATORIO Y OBRAS DONDE
SE EFECTUAN PRUEBAS DE MECANICA DE ROCAS
BIBLIOGRAFIA
Texto Temas de la materia para los que se recomienda:
LIBROS DE TEXTO
GOODMAN, R.E. -
“Introduction to Rock Mechanics”.
John Wiley, New York, 1980.- II, III.
JAEGER, J.C. y N.G.W. COOK.-
“Fundametals of Rock Mechanics.”
Chapman and Hall, Londres, 1979. II, III.
FACULTAD DE INGENIERIA, UNAM II, III
“Apuntes de Geotecnia IV”
México, 19
LIBROS DE CONSULTA
COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD.
“Manual de diseño de obras civiles”-
Sección D-3: Mecánica de rocas,
México, 1980.- Todos
HOEK, E. y BROWN, E. T.
“Excavaciones subterráneas en rocas “.
Trad. del Inglés. MacGraw Hill,
México, 1985. II, IV
SOCIEDAD MEXICANA DE MECANICA DE ROCAS
Y COLEGIO DE INGENIEROS CIVILES DE MEXICO
“Determinación de Propiedades Mecánicas e Hidráulicas de la Roca
en el Laboratorio y Campo”
México, 1986 II, III
MEGAW, T.M. & BARTLETT, J.V. III
“Túneles”
Volúmenes 1 y 2
Ed. Limusa
México, 1990