Estudio experimental sobre el comportamiento al corte y el mecanismo de fallo de juntas de roca heterogéneas atornilladas bajo diferentes condiciones de anclaje

A pesar de su frecuente aparición en la naturaleza y en la ingeniería, las juntas de roca heterogéneas (juntas de roca con diferentes características litológicas a ambos lados de la superficie de la junta) se han estudiado de forma mucho menos sistemática. Para estudiar el comportamiento a cortante y el mecanismo de fallo de las juntas de roca heterogéneas atornilladas, se realizaron ensayos de laboratorio en las juntas de roca heterogéneas con diferentes coeficientes de rugosidad de la junta (JRC) bajo diferentes condiciones de anclaje. Los resultados indican que la resistencia al cizallamiento aumenta con el incremento del CGR, mostrando un crecimiento exponencial. Bajo la misma rugosidad, las resistencias al corte de las juntas de roca, desde las grandes hasta las pequeñas, están totalmente inyectadas, con anclaje final y sin anclaje. Las características mecánicas del perno y de la junta no se corresponden con la condición de anclaje final, lo que puede provocar la rotura de ambos. Bajo el anclaje completo, la fuerza de extrusión causada por el perno de roca se difundirá alrededor del agente de anclaje y no causará daños continuos parciales. El daño superficial de las juntas de roca heterogéneas aumenta con el incremento del CCI y presenta características heterogéneas evidentes. La dislocación por cizallamiento entre los bloques bajo la carga de cizallamiento da lugar a la interacción entre el perno y los medios circundantes. Bajo la acción de la fuerza de cizallamiento, el cuerpo del perno produce una deformación tanto axial como transversal, que conduce a la rotura del agente de anclaje y del macizo rocoso. El perno de roca tiene un impacto significativo en el comportamiento de cizallamiento del sistema de anclaje, y el daño del perno de roca a la masa rocosa debe ser considerado en el diseño de refuerzo de ingeniería de roca.

Autores: Xianzhen, Cheng; Hengjie, Luan; Yujing, Jiang; Sunhao, Zhang; Chuanyang, Jia