mecanica de rocas

2. MECÁNICA DE ROCAS
Semana:
Sesión:
1
1

3. Analiza los tipos de rocas
Conoce la importancia de la mecánica de rocas aplicada en la vida
Profesional
Propósito de la sesión:

4. Presentación de la asignatura
Presentación del sílabos
Evaluación diagnostico
Resolución de la evaluación diagnostico
Desarrollo de la primera sesión de aprendizaje
Actividades de inicio:

5. Desarrollo de la primera sesión de aprendizaje
Definición conceptual de la mecánica de rocas
Importancia de la mecánica de rocas
Campo de aplicación de la mecánica de rocas
Propiedades físicas - mecánicas de la matriz rocosa
Actividades de desarrollo:

6. MECANICA DE ROCAS
DEFINICION
“Mecánica de rocas es la ciencia teórica y aplicada que estudia el
comportamiento de mecánico de las rocas y de los macizos rocosos.
Sería pues la rama de la ingeniería dedicada al estudio de la
respuesta de las rocas y macizos rocosos al campo de fuerzas que
actúan en su entorno”

7. Aplicaciones de la mecánica de rocas
La mecánica de rocas se considera una disciplina única, con unos principios únicos de aplicación
universal y, eso sí, con diferentes aplicaciones.
Lógicamente, las aplicaciones principales son la minería y la ingeniería civil. Mientras que en la
primera en muchas ocasiones los huecos se diseñan para que sean estables durante periodos de
tiempo relativamente cortos, en la segunda la estabilidad a largo plazo (túneles carreteros o
ferroviarios) es prioritaria. Además y como quiera que la minería ha ido tradicionalmente ligada a la
inversión privada y las obras civiles a la iniciativa estatal o pública, el énfasis de las aplicaciones
mineras de la mecánica de rocas ha ido tradicionalmente ligado a la economía sin menospreciar la
seguridad, mientras que en ingeniería civil las obras deben ser fundamentalmente seguras sin dejar
por ello de ser económicas.

9. Castillete Planta
Balsa decantación
Residuos planta
Corta
Pozo
ventilación
Macizo de protección
Explotado y relleno
Nivel abandonado Piquera
Nivel principal Skip
Frentes en
producción
Subnivel
Nivel de carga Molino Sala bombas
Desarrollo de
frentes Rampa interna Tolva
Cinta transportadora
Mineral
Sondeos
Exploración Carga
del skip
Caldera
Galería reconocimiento

11. MECANICA DE ROCAS
Su aplicación practica efectiva demanda:
Su integración filosófica con otras áreas que tratan con la respuesta mecánica
de todos los materiales geológicos, al campo de fuerzas de su entorno físico,
como:
Geología estructural
Hidrogeología
Geofísica
Mecánica de suelos
TODO ESTO EN CONJUNTO ES LO QUE SE DENOMINA:
GEOMECANICA

12. GEOMECANICA EN LA INDUSTRIA MINERA
➢ Tradicionalmente ha sido considerada como un asunto ligado primordialmente a la
seguridad.
➢Actualmente, además de la seguridad, hay un reconocimiento creciente sobre su
impacto en los aspectos económicos de las operaciones mineras.
➢Por estas razones: esta habiendo importantes progresos en integrar esta herramienta
tecnológica dentro del proceso cotidiano de toma de decisiones.
SEGURIDAD Y ECONOMIA

13. GEOMECANICA Y SEGURIDAD
➢ Reducción en el número y frecuencia de caídas de rocas.
➢ Evitar o minimizar los daños al personal y a los equipos.

14. Las características geológicas también influye en el comportamiento
mecánico de las rocas:
➢ Litología
➢ Estratigrafía
➢ Estructura geológica
➢ Discontinuidades tectónicas o diagénesis
➢ Estado de esfuerzos In Situ

15. Estructura de la Tierra:

16. Estructura de la Tierra:

17. Macizo rocoso
• Estructuras: Fallas, fracturas, junturas, diaclasas, plegamientos y otros tipos
de elementos estructurales. Esta masa rocosa es discontinua, a menudo
heterogenia.
• Roca intacta: Es el bloque de roca ubicado entre dos discontinuidades. Sin la
presencia de estructuras.
• Masa rocosa.- Es el medio insitu que contiene diferentes tipos de
discontinuidades como: Diaclasas, estratos, fallas y otros rasgos estructurales.

18. ESTRUCTURA
MACIZO ROCOSO
Escala 1 m Escala 1 m

19. Modelos-Conceptos de yacimiento

21. Clasificación geomecánica de las rocas
Se denominan rocas a los conjuntos de agregados mono o poliminerales que constituyen la
litosfera y que se presentan consolidados, cementados, aglomerados o de cualquier otra
forma de modo que dan lugar a un material de cierta resistencia. Las rocas se han originado
de la siguiente forma:
•Primero se formó una corteza sólida con los materiales procedentes de zonas más
profundas de la Tierra. Estos materiales, que consistían en una masa fluida en la que
coexistían fases sólidas, líquidas y gaseosas, se denominan magmas. Cuando los magmas
ascienden a zonas superiores se solidifican.

22. Esta solidificación puede producirse bien en superficie o bien a una determinada
profundidad. En caso de producirse en superficie, la solidificación tiene lugar de manera
brusca y no se forman cristales grandes, a veces la roca queda vitrificada; así se originan
las rocas volcánicas o efusivas como los basaltos. Cuando la solidificación se produce a
profundidad, los cristales se pueden desarrollar ya que el enfriamiento es lento; así se
forman las rocas intrusivas o plutónicas, como los granitos. El conjunto de rocas
volcánicas e intrusivas constituye las rocas ígneas.
•Metamórficas, que se caracterizan por la orientación de los minerales, que les da con
frecuencia un aspecto foliado o esquistoso. Las rocas magmáticas pueden

23. • Las rocas quedan expuestas a la erosión, sus componentes son alterados y transportados en
disolución o en suspensión por las aguas superficiales hasta el mar o los lagos, donde
sedimentan. Los materiales depositados en los fondos marinos o lacustres van compactando
bajo el efecto de nuevos sedimentos. Este proceso da lugar a las rocas sedimentarias, dentro
de las cuales se pueden distinguir básicamente dos tipos.
a) Las rocas detríticas que están formadas por partículas de otras rocas como, por
ejemplo: las areniscas y las rocas arcillosas (lutitas).
b) Las rocas físico-químicas y las de origen biológico que provienen de la acción de los
seres vivos, como las rocas carbonatadas y las salinas.

24. Las rocas cristalinas consisten en cristales imbricados de silicatos, carbonatos, sulfatos u otras sales.
Los cristales están generalmente separados por microfisuras, las cuales se pueden encontrar también
dentro de ellos mismos. En algunos casos, como, por ejemplo, en los carbonatos y en la sal común, a
las microfisuras, que dan a la roca un carácter frágil, hay que añadir las dislocaciones de los cristales
que originan un comportamiento visco-plástico a presiones de confinamiento bajas.
Las rocas clásticas consisten en granos o conjuntos minerales de otras rocas unidos mediante un
cemento. Sus propiedades mecánicas dependen fundamentalmente de las características de dicho
cemento. Si éste es resistente y une rígidamente los granos, la roca también lo es y se comporta de
manera frágil. Por el contrario, si el cemento es poco resistente la roca es friable.

25. Como se acaba de exponer, según su génesis, las rocas se dividen en tres grupos:
ígneas, sedimentarias y metamórficas. Sin embargo, desde el punto de vista de su
comportamiento mecánico es mejor agruparlas en los cuatro grupos siguientes
(Goodman, 1980):
•Rocas cristalinas, por ejemplo: granito, basalto, gneis, caliza, dolomía, mármol, sal
común, etc.
•Rocas clásticas, por ejemplo: areniscas con varios cementos.
•Rocas de grano muy fino, por ejemplo: argelitas, limolitas, margas, etc.
•Rocas orgánicas, por ejemplo: lignito, hulla, antracita, pizarras bituminosas, etc.

27. FACTORES GEOLÓGICOS QUE DOMINAN EL COMPORTAMIENTO
Y LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MACISOS ROCOSOS
1. La litología y propiedades de la matriz rocosa
2. La estructura geológica y las discontinuidades
3. El estado de esfuerzos a que esta sometido el material
4. El grado de alteración o meteorización
5. Las condiciones hidrogeológicas

28. PROPIEDADES FISICAS
Controlan las características resistentes y deformacionales de la
matriz rocosa, y son el resultado de la génesis, condiciones, procesos
geológicos y tectónicos sufridos por las rocas a lo largo de su historia

29. PROPIEDADES FISICAS
1. Composición mineralógica
2. Fábrica textura
3. Porosidad
4. Peso especifico
5. Contenido de humedad
6. Permeabilidad
7. Durabilidad (alterabilidad)

30. PROPIEDADES MECÁNICAS
1. Resistencia a la comprensión
2. Resistencia ala tracción
3. Velocidad de propagación de las ondas elásticas
4. Deformabilidad

31. Básica
Ramírez, P. y Monge, L. (2008). Mecánica de Rocas. Madrid, España: Editorial Alfaomega.
Complementaria:
Brady, B. H. y Brown, E. T. (2006). Rock Mechanics for underground mining. 3a ed. Holanda: s.n.
Hernán, J. y Byron, H. (2004). Introducción a la ingeniería de túneles. Quito, Ecuador s.n.
Referencia bibliográfica y de imágenes

33. Nuestro ADN
Colaboración
Significativa
Aprendizaje
Experiencial
Metodología
Mentalidad
Emprendedora
Actitud
Impacto
Social
Resultado

34. CREA IMPACTO POSITIVO Y TRASCIENDE