Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I Experiencia 2: Preparación de testigo y verificación de las tolerancias dimensionales y de forma. Norma 4543-19: Prácticas estándar para preparación de núcleos de roca como probetas cilíndricas y verificación de la conformidad de las tolerancias dimensionales y de forma. Norma D2113-14: Prácticas estándar para perforación de núcleos de roca y muestreo de rocas para la exploración del sitio. Norma D5878-19: Guías estándar para uso de sistemas de clasificación de masa rocosa para fines de ingeniería. Profesor: Miguel Vera Ayudante: Bastián Martínez Integrantes: Tihare Farías Felipe Hinojosa Sección: L-6 Fecha: 01 de Mayo de 2021. 1 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I RESUMEN EJECUTIVO El presente informe se refiere a la preparación y verificación de testigos, es decir, si este está dentro de los parámetros dimensionales y de forma tolerables por lo que, se va a regir y basar en la norma D4543-19 (ASTM, Norm D4543-19, 2019), la cual establece todo el procedimiento que debe pasar un testigo para ser estudiado, y a su vez están explicitas las prácticas que se deben realizar para concretar los parámetros mencionados En la experiencia se pudo generar un discernimiento de si un testigo estaba o no en óptimas condiciones para ser estudiado, dado el contexto, los datos experimentales fueron entregados por el ayudante, estos fueron usados para desprender los cálculos de planitud, paralelismo y perpendicularidad. Primero que todo se analizó la planitud de manera gráfica, donde se determina que se cumple la tolerancia establecida para todas las alturas registradas por el Dial. En segundo lugar, se exhiben los resultados de paralelismo, donde realizando los cálculos pertinentes para determinar la diferencia angular máxima entre los ajustes lineales de las caras (α) se determina que en ambos diámetros no supera los 0,25° que corresponde a la tolerancia establecida. Tabla 1: Resultados de alpha para paralelismo de caras. Fuente: Elaboración propia. PARALELISMO Pendientes Diámetro 1 Diámetro 2 Cara A -0,0009 -0,0007 Cara B 0,0008 0,0009 α 0,0974° 0,0917° Cumple Sí Sí En tercer lugar, se muestran los resultados para la tolerancia de perpendicularidad que tiene como condición que ∆/D < 0,0043, concretando que cumple con la condición. Tabla 2: Resultados de la condición de perpendicularidad. Fuente: Elaboración propia. PERPENDICULARIDAD Cara A Diámetro 1 Diámetro 2 Cara B Diámetro 1 Diámetro 2 ∆/D 0,0001 0 0 0 Cumple Sí Sí Sí Sí Finalmente se concluye que el testigo cumple con todas las condiciones, siendo apto para seguir con cualquier procedimiento que le sea estipulado. Además, cabe destacar que por efectos de pandemia la experiencia no se pudo realizar en el laboratorio de la Universidad, pero pese al contexto, se pudo comprender el procedimiento y cumplir los objetivos planteados en el presente informe. 2 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I ÍNDICE I. INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 1 II. OBJETIVOS ........................................................................................................................... 2 i. Objetivo principal:........................................................................................................... 2 ii. Objetivos secundarios: .................................................................................................... 2 III. ALCANCES ........................................................................................................................ 2 IV. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................ 3 i. Conceptos claves ................................................................................................................. 3 ii. Fórmulas .............................................................................................................................. 3 iii. Procedimiento.................................................................................................................. 4 iv. Normas ............................................................................................................................ 5 V. i. DESARROLLO EXPERIMENTAL ....................................................................................... 6 VI. ANÁLISIS DE RESULTADOS ......................................................................................... 7 i. Planitud: .............................................................................................................................. 7 ii. Paralelismo: ......................................................................................................................... 9 iii. Perpendicularidad: ......................................................................................................... 11 VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................ 13 VIII. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................... 14 IX. ANEXOS........................................................................................................................... 15 i. Tarea 1: Incluir diámetros de perforaciones. ..................................................................... 16 ii. Tarea 2: Resumen de la norma de clasificación de macizos rocosos. ............................... 17 Índice de tablas Tabla 1: Resultados de alpha para paralelismo de caras. .................................................................... 2 Tabla 2: Resultados de la condición de perpendicularidad. ................................................................ 2 Tabla 3:Registros del Dial a lo largo de los diámetros de las caras. ................................................... 6 Tabla 4: Pendientes y alphas para condición de paralelismo. ........................................................... 11 Tabla 5: Valores máximos, mínimos y deltas para condición de perpendicularidad. ...................... 11 Tabla 6: Cálculos para establecer los límites de planitud en las respectivas gráficas. ...................... 15 Tabla 7: Diámetros aproximados de núcleos y orificios para barriles de núcleos. ........................... 16 3 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I ii. Índice de gráficos. Gráfico 1: Planitud de la cara A respecto al diámetro 1. Fuente: Elaboración propia. ....................... 7 Gráfico 2: Planitud cara A respecto al diámetro 2. Fuente: Elaboración propia. ................................ 8 Gráfico 3: Planitud cara B respecto al diámetro 1. Fuente: Elaboración propia. ................................ 8 Gráfico 4: Planitud de la cara B respecto al diámetro2. Fuente: Elaboración propia.......................... 9 Gráfico 5: Paralelismo de las caras A y B respecto al diámetro 1. Fuente: Elaboración propia. ...... 10 Gráfico 6: Paralelismo de las caras A y B respecto al diámetro 2. Fuente: Elaboración propia. ...... 10 iii. Índice de ilustraciones Ilustración 1: Resumen de los sistemas de clasificación de macizos rocos. Fuente: Elaboración propia................................................................................................................................................. 17 4 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I I. INTRODUCCIÓN Para poder realizar un buen estudio de suelos, una de las formas más efectivas de hacerlo es mediante un estudio de testigos, los cuales al momento de extraerlos de la roca se dice que estos tienen “memoria” lo que significa es que si la sección rocosa tiene ciertas características, el testigo extraído también tendrá las mismas características, por lo que, el buen manejo y un estudio exhaustivo de los testigos es fundamental para poder comprender la geología del lugar en donde estamos trabajando. Para poder trabajar correctamente un testigo, este debe cumplir ciertos parámetros los cuales están establecidos en la norma D4543-19, en esta se pueden apreciar 3 parámetros que definirán si el testigo está en óptimas condiciones para ser trabajado, estos parámetros son la Planitud, el Paralelismo y la Perpendicularidad, además se definen ciertos parámetros tolerables en donde será necesario y estricto que las mediciones y los cálculos realizados se encuentren dentro de estos parámetros, por lo contrario se deberá volver a trabajar en el testigo para que se encuentre dentro de los parámetros establecidos. Cabe destacar que al momento de trabajar en los testigos para que cumplan estos parámetros, se necesitan ciertas herramientas y procedimientos los cuales se deben tener en cuenta a la hora de realizar cualquier trabajo en el laboratorio, todo esto está regido y especificado en las normas correspondientes, una de ellas es la norma D4543-19, la cual nos establece los parámetros y el paso a paso desde que se nos hace entrega el testigo. Todos estos cálculos de Planitud, Paralelismo y Perpendicularidad, se deben gracias a que al inicio del proceso se deben realizar mediciones en los testigos, las cuales las hace una herramienta llamada Dial, la cual mide la altura de una superficie con respecto a un punto cero y tiene una mínima medición de 0,01mm, en este procedimiento al hacer varias mediciones a una distancia estipulada, se puede ver la variación de alturas entre cada punto medido, lo que nos genera una correlación de puntos, de los cuales se obtienen los valores correspondientes a la Planitud, luego por un cálculo matemático se obtendrá el Paralelismo y también se logrará tener la Perpendicularidad de nuestro testigo. 1 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I II. OBJETIVOS i. Objetivo principal: • ii. Objetivos secundarios: • • • • III. Determinar analíticamente si un testigo cumple con las tolerancias dimensionales y de forma prescritas en la norma D4543-19. Aprender los intervalos de tolerancia que debe cumplir una probeta para que esta esté en correctas condiciones para ser estudiada, los cuales fueron extraídos de la norma D4543-19. Comprender correctamente el uso de un Dial y sus características correspondientes. Identificar la importancia de un rectificado de una probeta y su uso correspondiente. Saber interpretar datos y poder discernir si una probeta está en óptimas condiciones o no. ALCANCES Las prácticas descritas en la norma D4543-19 solo cubren procedimientos para preparar muestras cilíndricas. Estas prácticas también prescriben controles de tolerancias en relación con la longitud-diámetro del testigo las cuales son: rectitud de los elementos en la superficie cilíndrica, planitud y paralelismo de las superficies de apoyo de los extremos y perpendicularidad de las superficies de los extremos con el eje del núcleo. No siempre es posible obtener o preparar muestras de testigo de roca que satisfagan las tolerancias deseables mencionadas anteriormente ya que la roca es un material de ingeniería complejo. Los datos agregados en el desarrollo experimental fueron entregados y no realizados dado el contexto pandémico, por lo que, cualquier error asociado a estos debe ser considerado y atribuido a el procedimiento previo a estos. 2 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I IV. MARCO TEÓRICO i. Conceptos claves • • • • • • • • • ii. Testigo/núcleo de roca: Muestras de roca que permanecen como testimonio de la exploración. Muestra: Parte o cantidad pequeña representativa de una cosa la cual se quiere estudiar. Rectificado: Corregir una cosa para que sea más exacta o perfecta. Dial: Superficie graduada sobre la cual se mueve un indicador que mide una determinada magnitud de altura. Planitud: Condición de una superficie, la cual define que tan plana es una superficie con respecto a la horizontal Paralelismo: Igualdad de distancia entre todos los puntos de dos rectas. Perpendicularidad: Formación de un ángulo recto (90°) entre dos líneas o planos Clasificación: una disposición o división sistemática de materiales, productos, sistemas o servicios en grupos basados en características similares como origen, composición, propiedades o uso. Macizo rocoso: roca tal como ocurre in situ, incluyendo tanto el material rocoso como sus discontinuidades estructurales [según ISRM]) Fórmulas • Cálculo de alpha para condición de paralelismo: 𝛼 = 𝐴𝑟𝑐 tan ( 𝑚1 −𝑚2 1 ) ≤ 0,250 = (1) 1 + 𝑚1 ⋅ 𝑚2 230 Donde: 𝑚1 : 𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑢𝑛 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑒𝑚𝑜 𝐴 𝑚2 : 𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑦𝑒𝑐𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑒𝑚𝑜 𝐵 • Condición de perpendicularidad: 𝛥 𝐷 < 0,0043 (2) Donde: ∆: |𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜| − |𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑜| [mm] 𝐷: 𝐷𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑒𝑠𝑡𝑖𝑔𝑜 [mm] 3 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I iii. Procedimiento Cabe destacar que, por efecto del contexto mundial, el procedimiento declarado a continuación se realizó guiado por la norma D4543-19. 1. Primero que todo, una vez recibido el testigo, este se debe fotografiar de manera que se evidencie sus dimensiones. 2. Luego debe medirse para corroborar que cumpla con la relación longitud-diámetro que se establece como ideal en 2,2. (rango establecido es de 2,0 a 2,5). 3. Se debe corroborar si el testigo es posible que se destruya con el agua. Si la respuesta es no, irá directo a cortar; si la respuesta es sí, se debe cubrir el testigo con aluza y colocarle scotch donde se cortará para proteger el testigo. 4. Cortar la muestra en ambos extremos y una vez cortada ser etiquetada. 5. Con la muestra identificada, esta debe pasar por el proceso de rectificación. 6. Para esto hay que pintar la cara superior e inferior de la muestra, ya que esto servirá como indicador para identificar el avance del rectificado. 7. Cada extremo se somete a pulimiento, donde en cada pasada de pulimiento el esmeril debe bajarse 0,005 [mm]. 8. Si el desgaste de la pintura es disparejo significa que aún no está la cara pareja o que no cumple con la rectitud. 9. El proceso de pulido termina cuando se quita todo el rastro de pintura en ambas caras. 10. Luego de ser rectificada la muestra se procede a trabajar con el Dial, esto para corroborar la altura de las imperfecciones de las caras. 11. Lo primero a realizar es marcar la cara superior siguiendo el diámetro cada 90° (dos diámetros cruzados entre sí). 12. Estas marcas se proyectan como líneas a lo largo de la muestra para poder marcar los diámetros en el otro extremo. 13. El Dial (sensibilidad de 0,025 [mm]) se debe posicionar en el centro de una de las caras y se deberá mover hacia la izquierda y a la derecha, luego hacia atrás y adelante siguiendo los respectivos diámetros marcados. 14. Registrar las diferentes altitudes cada 5 [mm] (distancias deben ser equiespaciadas) a lo largo del diámetro (si el movimiento de la aguja es horario significa que existe un relieve, por el contrario, si es antihorario hace referencia a un surco). 4 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I iv. Normas: • • • Norma 4543-19: Prácticas estándar para preparación de núcleos de roca como probetas cilíndricas y verificación de la conformidad de las tolerancias dimensionales y de forma. Esta norma específica procedimientos para preparar muestras cilíndricas a partir de núcleos de roca o muestras de bloque, además prescribe controles de tolerancia en relación longituddiámetro, rectitud de los elementos en la superficie cilíndrica, planitud y paralelismo de las superficies de apoyo de los extremos y perpendicularidad de las superficies de los extremos respecto al eje del núcleo. Norma D2113-14: Prácticas estándar para perforación de núcleos de roca y muestreo de rocas para la exploración del sitio. Esta norma abarca la perforación de núcleos de rocas visto desde distintos ámbitos, considerando la práctica en sí, el procedimiento a seguir, los aparatos a utilizar con las distintas dimensiones que estos poseen como, por ejemplo, especificaciones de taladros, diámetros de varillas y de barras, además de reactivos u otros materiales a considerar, entre otros aspectos. Norma D5878-19: Guías estándar para uso de sistemas de clasificación de masa rocosa para fines de ingeniería. Esta norma principalmente colabora la selección de un sistema adecuado de clasificación de macizos rocosos para fines de ingeniería específicos tales como excavaciones de túneles, pozos, cámaras de roca, estabilización de taludes rocosos, entre otros. Esta indica las características esenciales de siete sistemas de clasificación, incluyendo los principales campos de aplicación de estos, las bases para la clasificación que se relacionan directamente con los parámetros utilizados por cada sistema de clasificación y los procedimientos para determinar estos parámetros. 5 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I V. DESARROLLO EXPERIMENTAL La tabla adjunta representa los datos registrados y obtenidos en el procedimiento mencionado anteriormente, donde se ubican las distancias equiespaciadas a lo largo del diámetro de la muestra y las alturas marcadas por el Dial para cada diámetro de la respectiva cara en donde fue medido. Tabla 3:Registros del Dial a lo largo de los diámetros de las caras. Fuente: Laboratorio de mecánica de rocas I. Altura [mm] Distancia [mm] -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 Cara A Diámetro Diámetro 1 2 0,03 0,01 0,025 0,01 0,015 0,02 0,02 0,015 0,01 0 0,02 0,025 0 0 -0,01 -0,01 -0,02 -0,015 -0,01 -0,025 -0,015 -0,02 -0,02 -0,01 -0,025 -0,02 6 Cara B Diámetro Diámetro 1 2 -0,03 -0,01 -0,01 -0,015 -0,015 -0,02 -0,01 -0,02 0 -0,025 -0,02 -0,03 0 0 0,01 0,015 0,015 0,02 0,02 0,02 0,025 0,025 0,01 0,015 0,03 0,03 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I VI. ANÁLISIS DE RESULTADOS Con los datos arrojados experimentalmente, se procede a verificar las tolerancias dimensionales y de forma con las que debe cumplir la muestra, estas son: i. Planitud: En este caso se debe realizar una gráfica con su respectivo ajuste lineal para cada cara, y para cada diámetro incluido en estas. Dado que la tolerancia de planitud es de 0,025 mm se traza un rango de aceptación delimitado por rectas paralelas a la línea de tendencia de esta nube de puntos, desplazadas en +0,025 y -0,025 en el eje Y. Los resultados fueron los siguientes: PLANITUD Diámetro 1 Cara A 0,06 Lecturas del dial 0,04 -40 0,02 0 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 -0,02 y = -0,0009x + 0,0015 -0,04 -0,06 Distancia del diámetro Gráfico 1: Planitud de la cara A respecto al diámetro 1. Fuente: Elaboración propia. 7 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I PLANITUD Diámetro 2 Cara A 0,06 Lecturas del dial 0,04 -40 0,02 0 -30 -20 -10 0 -0,02 10 20 30 40 y = -0,0007x - 0,0015 -0,04 -0,06 Distancias del diámetro Gráfico 2: Planitud cara A respecto al diámetro 2. Fuente: Elaboración propia. PLANITUD Diámetro 1 Cara B 0,06 0,04 Lecturas del dial y = 0,0008x + 0,0019 -40 0,02 0 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 -0,02 -0,04 -0,06 Distancias del diámetro Gráfico 3: Planitud cara B respecto al diámetro 1. Fuente: Elaboración propia. 8 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I PLANITUD Diámetro 2 Cara B 0,06 0,04 Lecturas del dial y = 0,0009x + 0,0004 -40 0,02 0 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 -0,02 -0,04 -0,06 Distancias del diámetro Gráfico 4: Planitud de la cara B respecto al diámetro2. Fuente: Elaboración propia. ii. Paralelismo: Para esta tolerancia, se toman los datos agrupados por diámetro, es decir que en primera instancia se realiza un análisis de paralelismo para el diámetro 1 (usando el de la cara A y B simultáneamente) y en segundo lugar un análisis para el diámetro 2 (tanto el de la cara A como el de la cara B). Graficando y ajustando linealmente se obtienen los siguientes resultados: 9 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I PARALELISMO Diámetro 1 0,04 0,03 Lecturas del dial 0,02 -40 0,01 0 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 -0,01 -0,02 -0,03 y = 0,0008x + 0,0019 y = -0,0009x + 0,0015 -0,04 Distancias del diámetro Cara A Cara B Lineal (Cara A) Lineal (Cara B) Gráfico 5: Paralelismo de las caras A y B respecto al diámetro 1. Fuente: Elaboración propia. PARALELISMO Diámetro 2 0,04 0,03 Lecturas del dial 0,02 -40 0,01 0 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 -0,01 -0,02 -0,03 y = 0,0009x + 0,0004 y = -0,0007x - 0,0015 -0,04 Distancias del diámetro Cara A Cara B Lineal (Cara A) Lineal (Cara B) Gráfico 6: Paralelismo de las caras A y B respecto al diámetro 2. Fuente: Elaboración propia. 10 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I En ambas gráficas se pueden observar las ecuaciones de la recta de cada ajuste lineal, de las cuales se desprenden las pendientes relevantes para el cálculo de α, el cual se evalúa para verificar la tolerancia de paralelismo; entonces utilizando (1) se tiene que: Tabla 4: Pendientes y alphas para condición de paralelismo. Fuente: Elaboración propia. PARALELISMO iii. Pendientes Cara A Cara B Diámetro 1 -0,0009 0,0008 Diámetro 2 -0,0007 0,0009 α 0,0974° 0,0917° Cumple Sí Sí Perpendicularidad: Finalmente, para corroborar la perpendicularidad, de la tabla 1 se debe considerar el valor máximo y mínimo de cada diámetro analizado para generar un delta entre los valores absolutos de estos, además del diámetro de la muestra que es 60 [mm]. Usando la ecuación (2) se obtiene lo siguiente: Tabla 5: Valores máximos, mínimos y deltas para condición de perpendicularidad. Fuente: Elaboración propia. PERPENDICULARIDAD Cara A Diámetro 1 Diámetro 2 Cara B Diámetro 1 Diámetro 2 V máx V mín ∆ D 0,03 0,025 0,005 60 0,025 0,025 0 60 0,03 0,03 0 60 0,03 0,03 0 60 ∆/D 0,0001 0 0 0 Cumple Sí Sí Sí Sí 11 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I Dado por terminado los resultados obtenidos se procede a analizar si la muestra cumple con las tolerancias anteriormente mencionas. En el caso de la planitud, se puede estudiar gráficamente que las alturas están dentro del rango delimitado por las rectas, es más, solo en el caso, Planitud diámetro 2 cara B, un punto logra tocar la recta inferior (el cual se considera dentro del rango), para todos los demás casos es evidente que cumplen con estar dentro de la tolerancia permitida la cual es:+0,025 y -0,025 [mm] respecto al ajuste lineal de los puntos medidos. Por otra parte, al realizar los cálculos de α para el paralelismo, en el diámetro 1 se obtiene un α=0,0974° y para el diámetro 2 un α=0,0917° estando ambos bajo 0,25° que es la tolerancia aceptable determinada en (1). Por último, para la perpendicularidad, todos los cálculos de ∆/D que arrojaron ser 0 o muy cercano a 0, son claramente bajo 0,0043 que es la tolerancia admisible y determinada en (2). 12 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Culminado el análisis, se puede concluir que, dado que todo se encuentra completamente regido por normas preestablecidas, las cuales especifican procedimientos experimentales, cómo proceder bajo ciertas circunstancias, y los parámetros principales de enfoque, es que ha sido propicia la realización de esta experiencia pese a ser de manera online. Por otra parte, aprender correctamente el uso de distintas máquinas y herramientas, y sus dimensiones, las cuales hacen posible el poder generar una correcta toma de datos y muestras, es fundamental en esta experiencia, incluso sin ser llevado a cabo de forma experimental, pues el reconocer la importancia y comprender el porqué del uso de estas es necesario para canalizar el procedimiento llevado a cabo, ya sea, en el uso de la rectificadora a la hora de poder generar una planitud óptima en las caras o a la hora del uso del Dial en la toma de datos para corroborar si la probeta se encuentra dentro de los parámetros óptimos descritos en el presente informe, entre otros. Entonces, con todo lo mencionado anteriormente, se tiene las ideas y herramientas claras para poder discernir y discriminar si existe la presencia de una probeta que tiene los parámetros óptimos para el trabajo. En este caso, como se analizó anteriormente, se presenta una probeta de óptimas dimensiones, ya que todas las mediciones arrojadas por el Dial se encuentran dentro del rango establecido para planitud, la diferencia máxima angular está bajo el valor angular de criterio para paralelismo y la diferencia entre el máximo y mínimo de las mediciones del dial respecto al diámetro son menores a la condición establecida para la perpendicularidad de las caras acorde al eje del núcleo, por lo que bajo la norma D4543 se concreta que la probeta está lista para ser usados en sus próximos fines, y por ende se cumple con el objetivo principal determinado. Como recomendación, recalcamos que el buen conocimiento de las normas pertinentes en esta experiencia facilita de gran manera el buen entendimiento del proceso y de las decisiones finales que se deben tomar a lo largo de toda la experiencia. Finalmente, cabe destacar que, dado el contexto de la existencia de una pandemia, no se pudo realizar el procedimiento experimental de la experiencia, en donde se podría haber utilizado y presenciado todo el proceso desde el rectificado y la toma de datos del Dial para así llegar a una conclusión pertinente al desarrollo experimental. 13 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I VIII. BIBLIOGRAFÍA ASTM. (2014). Norm D2113-14. Standar practices for rock core drilling and samples of rock for site exploration. ASTM. (2019). Norm D4543-19. Standar practice for preparing rock core as cylindrical test specimens and verifying conformance to dimensional nd shape tolerances. ASTM. (2019). Norm D5878-19. Standar guides for using rock-mass classification systems for engineering purposes. 14 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I IX. ANEXOS Tabla 6: Cálculos para establecer los límites de planitud en las respectivas gráficas. Fuente: Elaboración propia. PLANITUD Cara A Diámetro 1 D1 + D1 0,025 0,025 0,0535 0,0035 0,049 -0,0025 0,0445 -0,007 0,04 -0,0115 0,0355 -0,016 0,031 -0,0205 0,0265 -0,025 0,022 -0,0295 0,0175 -0,034 0,013 -0,0385 0,0085 -0,043 0,004 -0,0475 -0,0005 -0,052 Cara B Diámetro 2 D2 + D2 0,025 0,025 0,0445 -0,0055 0,041 -0,009 0,0375 -0,0125 0,034 -0,016 0,0305 -0,0195 0,027 -0,023 0,0235 -0,0265 0,02 -0,03 0,0165 -0,0335 0,013 -0,037 0,0095 -0,0405 0,006 -0,044 0,0025 -0,0475 Diámetro 1 D1 + D1 0,025 0,025 0,0029 -0,0471 0,0069 -0,0431 0,0109 -0,0391 0,0149 -0,0351 0,0189 -0,0311 0,0229 -0,0271 0,0269 -0,0231 0,0309 -0,0191 0,0349 -0,0151 0,0389 -0,0111 0,0429 -0,0071 0,0469 -0,0031 0,0509 0,0009 15 Diámetro 2 D2 + D2 0,025 0,025 -0,0016 -0,0516 0,0029 -0,0471 0,0074 -0,0426 0,0119 -0,0381 0,0164 -0,0336 0,0209 -0,0291 0,0254 -0,0246 0,0299 -0,0201 0,0344 -0,0156 0,0389 -0,0111 0,0434 -0,0066 0,0479 -0,0021 0,0524 0,0024 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I i. Tarea 1: Incluir diámetros de perforaciones. (ASTM, Norm D2113-14, 2014) Tabla 7: Diámetros aproximados de núcleos y orificios para barriles de núcleos. Fuente: Norma D2113-14. 16 Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I ii. Tarea 2: Resumen de la norma de clasificación de macizos rocosos. (ASTM, Norm D5878-19, 2019) La norma D5878-19, colabora con la selección de un sistema adecuado de clasificación de macizos rocosos para fines de ingeniería específicos. Principalmente identifica las características esenciales y los campos de aplicación, hasta el momento, de 7 sistemas de clasificación, los cuales para un mejor entendimiento se esquematizarán a continuación: Sistemas de clasificación incluídos. Norma D5878-19 Sistema de clasificación de masa rocosa o clasificación geomecánica. RMR Aplicado a la construcción de túneles en minería de roca dura, de carbón, estabilidad de taludes rocosos, cimentaciones rocosas, entre otras. Sistema de clasificación de estructuras rocosas. RSR Utilizadoen el soporte y excavación de túneles y en otros trabajos de soportede tierra en minería y construcción. USOS Resistencia del material rocoso intacto (resistencia a la compresión uniaxial) o Índice de resistencia de carga puntual. USOS Sistema Q o sistema del Instituto Geotécnico Noruego. Sistema unificado de clasificación de rocas. URCS RMFCS Aplicado a cimentaciones, métodos de excavación, estabilidad de talúdes, voladura y usos de materiales terrestres y transmisión de aguas subterráneas. USOS Aplicaciones que involucran excavación poco profunda, particularmente erosionabilidad hidráulica en aliviaderos,trans misión de fluidos y estabilidad del macizo rocoso. USOS NGI Aplicado para trabajar en túneles y cámaras, excavabilidad, erosionabilidad hidráulica y estabilidad sísmica de techos de roca. USOS Grado de meteorización. Tipo de roca más resistencia de la roca. BASES Parámetros de clasificación (5) y sus calificaciones. Ajuste nominal para orientaciones. Datos de la clasificación geomecánica. GUÍA A BASES Tipo de roca más resistencia, estructura geológica. Espaciado y orientación de juntas. Meteorización de juntas y afluencia de agua subterránea. GUÍA B Designación de calidad de roca (RQD) BASES RQD. Números: conjunto, rugosidad, aletración. Factor de reducción de agua. / Factor de reducción de estrés. GUÍA C Sistema de clasificación de campo de material rocoso. Resistencia a la compresión uniaxial. Discontinuidades. BASES Grado de meteorización. Fuerza estimada, discontinuidades, unidad de peso, esquema de notación. GUÍA D Propiedades del material rocoso. Propiedades de la masa rocosa. Propiedades geohidrológicas. BASES Esquema del procedimiento a través de la evaluación del desempeño. Determinar la clase de roca o cada objetivo de desempeño seleccionado. GUÍA E Nuevo método austriaco de construcción de túneles. Clasificación del techo de la mina de carbón. CMRR NATM Usado tanto para túneles convencionales como continuos. Procedimiento de construcción de túneles en el que el diseño se extiende a la fase de construcción. USOS A: estabilidad / desbordamiento. B: frío/ friabilidad C:apriete/ flujo/ hinchazón Se aplica a las rocas estratificadas de medida de carbón, con respecto a su competencia estructural, influenciadas por dicontinuidades en el macizo rocoso. USOS Clasificaciones de la unidad,. Clasificaciones del techo. BASES Tipos de macizos rocosos. Cálculo del factor de apoyo (SF). Elementos de apoyo y factores de calificación. GUÍA F Ilustración 1: Resumen de los sistemas de clasificación de macizos rocos. Fuente: Elaboración propia. 17 BASES Cálculo de CMRR. Valores de CMRR. GUÍA G Universidad de Santiago de Chile Departamento de Ingeniería Ingeniería Civil en Minas Laboratorio Mecánica de Rocas I Cabe destacar que el esquema anterior en “usos” determina las aplicaciones de cada sistema de clasificación. Por otra parte, en “bases”, se determinan las bases para la clasificación, es decir, los parámetros utilizados en cada sistema de clasificación. Por último, “guía A-G”, hace referencia a los procedimientos para determinar parámetros, en donde se nombran algunos anexos que contienen tablas y otros materiales para determinar los parámetros necesarios para aplicar cada uno de los sistemas de clasificación (norma D5878-19, sección anexos). 18
