ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO MECÁNICO Y RESISTENCIA MÁXIMA DE LA SECUENCIA IGNIMBRITICA “LA ESCALERA” CON BASE EN PRUEBAS UNIAXIALES Y SIMULACIONES NUMÉRICAS
La resistencia máxima de las rocas es un valor muy importante en la geología aplicada en la construcción y cimentación de edificaciones, en el estudio de yacimientos geotérmicos, estudios de deslizamientos y en la construcción de presas o embalses. En particular, son valores útiles en la construcción de modelos conceptuales y simulaciones numéricas de fenómenos naturales. En este sentido, se resalta la importancia de evaluar tanto el comportamiento mecánico como la resistencia máxima de las rocas sometidas a diferentes cargas y determinar si existe una dependencia entre las propiedades físicas. En este trabajo, se realizó la caracterización física, hídrica y mecánica de especímenes de roca de ignimbritas pertenecientes a la Caldera “La Escalera”. Las muestras fueron sometidas a ensayos de compresión uniaxial utilizando la prensa de Carga de rigidez virtual infinita GDS Instruments (A division of Global Digital Systems) de 250 kN. Con base en estas pruebas se determinó la relación del esfuerzo y la deformación además de su resistencia máxima, y a partir de los resultados de laboratorio, en conjunto, se construyó una base de datos con el objetivo de identificar parámetros necesarios para la calibración de diferentes modelos numéricos. Posteriormente, se realizaron simulaciones de las pruebas uniaxiales en el software PFC2D (Particle Flow Code), este programa facilita la creación de códigos numéricos para la construcción de los especímenes mediante partículas esféricas. Dichas esferas, se comportan siguiendo las leyes mecánicas de Newton y, las ecuaciones de movimiento son resueltas mediante el Método de Elementos Discretos (DEM). Los modelos obtenidos en PFC2D son verificados con los resultados de laboratorio y comparados mediante gráficas de esfuerzo-deformación. En este trabajo, se encontró una relación directa de las propiedades físicas (e.g. porosidad, densidad, el tamaño de las partículas, la textura de la roca y la disposición de su red de fracturas) con las propiedades mecánicas (e.g. Módulo de Young, Radio de Poisson, ángulo de fricción interna y Cohesión) y su resistencia máxima a la compresión uniaxial. El estudio en su conjunto permite determinar la dependencia y sensibilidad de microparámetros físicos de los especímenes de roca de ignimbrita en las simulaciones numéricas.