Study of the Relation Between the Static and Dynamic Moduli of Rocks

Estudio de la relación entre los módulos estático y dinámico de las rocas

Se utilizaron técnicas no destructivas basadas en la propagación de ondas ultrasónicas a través del medio elástico para determinar el módulo dinámico de muestras seleccionadas de rocas en laboratorio. Los valores calculados del módulo dinámico se compararon con los valores del módulo estático determinados en laboratorio en muestras ensayadas mediante carga aplicada. Se discute un método de estimación del módulo estático en condiciones in situ, donde las mediciones no pueden llevarse a cabo.

INTRODUCCIÓN

La determinación de las propiedades físicas y mecánicas de las rocas, así como el comportamiento del macizo rocoso después de la deformación, son los problemas más interesantes, que aún no están suficiente y definitivamente resueltos. Para resolver algunos problemas de estabilidad referidos no sólo a la minería, sino también a otras ramas de la industria, parece muy importante realizar una evaluación de las propiedades elásticas del medio. En la mayoría de los casos se determinan en condiciones de laboratorio sobre las muestras recogidas y se utilizan directamente o modificadas para la solución del problema. En las condiciones mineras a menudo se encuentra un problema, cuando la roca se investiga como la roca-masiva con una estructura muy complicada. Para simplificar las propiedades elásticas se determinan sobre la base de mediciones en laboratorio.

El método común utilizado en el laboratorio es la prueba estática, donde las propiedades mecánicas de las rocas se determinan en las muestras de rocas. Teniendo en cuenta el supuesto de homogeneidad de los medios investigados, las propiedades elásticas se caracterizan por la constante - módulo estático E_S que especifica la relación entre la tensión y la deformación aplicadas. El otro grupo de técnicas consiste en la aplicación de ondas sísmicas o acústicas no destructivas [1, 2].

La principal ventaja de estos métodos es que no se llega a la destrucción de la probeta. La base de este método es la teoría de la elasticidad. A partir de los valores de las velocidades de propagación de las ondas, que reflejan las propiedades del medio elástico e isótropo, es posible determinar el módulo dinámico E_D. El método que permite determinar el módulo dinámico es relativamente sencillo, barato y adecuado para su aplicación también in situ.

Se sabe por diversas fuentes [3, 4], que la correlación entre dos módulos existe; el objetivo de este trabajo es, basándose en los valores del módulo elástico dinámico, encontrar una expresión analítica que permita determinar el módulo E_S. Basándose en las mediciones del módulo dinámico medidas en condiciones in situ, será posible estimar el módulo estático correspondiente, cuya medición no puede realizarse en condiciones operativas.