Comportamiento Friccionante de Materiales Granulares Gruesos

Abstract

Para el estudio del comportamiento friccionante de materiales granulares gruesos se ensayaron en el equipo triaxial de gran escala de la Universidad de Chile, muestras de un material denominado lastre proveniente de tronaduras. Muestras escaladas por corte para este material proporcionaron resistencias mayores a las que tendría el material en su conjunto, debido a que las partículas eliminadas de mayor tamaño resultaron menos resistentes que las de menor tamaño. También se evaluó la influencia de la composición litológica, tamaño nominal y desgaste, en la rotura de partículas y el comportamiento general del material. Se reconoce que la resistencia del lastre no aumenta linealmente con la presión de confinamiento lo que confirma un comportamiento ampliamente aceptado que se ha atribuido exclusivamente a la rotura de partículas. Sin embargo, el presente estudio indaga sobre otros factores que intervienen en este fenómeno. Para ello, se procedió a un estudio detallado, del comportamiento friccionante de probetas de roca sometidas a un amplio rango de presiones normales. A diferencia de lo que sugieren los modelos clásicos de fricción conocidos, se concluye en este trabajo que la fricción pura definida como la razón entre la fuerza tangencial y normal no es un valor constante para un determinado material, sino que decrece con el aumento de las tensiones. Esto permite explicar el comportamiento de fricción descrito para materiales granulares gruesos. Los ensayos de fricción pura realizados en este estudio permiten concluir que la fricción estática que teóricamente impide todo desplazamiento entre partículas es solo válida para tensiones normales relativamente bajas. En cambio, para tensiones normales elevadas existen dos etapas: deslizamiento progresivo desde el inicio de la carga aplicada y deslizamiento acentuado a partir de un umbral asociado al roce propiamente tal. Esto implicaría el corrimiento de las partículas favoreciendo la movilización de la falla.