Experimental investigation of mode I rock fracture toughness

Resumen

La tenacidad de fractura en modo I (KIC) es uno de los parámetros más importantes en la mecánica de fractura aplicada a rocas. KIC es una propiedad intrínseca del material que representa su capacidad para resistir su rotura a tracción en la presencia de un defecto preexistente. La Sociedad Internacional para la Mecánica de Rocas (ISRM) ha sugerido cuatro métodos para determinar KIC, pero todos presentan algunos inconvenientes. El principal objetivo de esta tesis es desarrollar un método de ensayo simple, llamado ‘pseudo-compact tensión’ (pCT), para determinar KIC en rocas mediante muestras cilíndricas ensayadas bajo condiciones de tracción pura. El estudio se basa en los resultados de un número de ensayos llevados a cabo con distintos tipos de roca, tamaños de probeta y longitudes de entalla. Los valores de KIC obtenidos con el ensayo pCT se comparan con los obtenidos con el ensayo ‘semi-circular bend’ (SCB), uno de los métodos sugeridos por la ISRM. En algunos de estos ensayos también se registró la emisión acústica (AE). Con los datos obtenidos, comparamos y analizamos ambos métodos, los efectos del tamaño de probeta, longitud de entalla y litología, la evolución mecánica y la importancia de diferentes parámetros de AE durante los ensayos.