Mecànica de roques

Mecànica de roques és la ciència teòrica i aplicada al comportament mecànic de rocas i de massiços rocosos. Tal com en geologia, és la branca de la mecànica concernent a la resposta d'estos ents litològics als camps de forças de la seua ambiente físic. La mecànica de roques forma part de la geomecánica, disciplina relativa a les respostes mecàniques de tots els materialés geològics, inclosos els sols. Aplicada a ingenieria geològica, ingenieria de mines, del petròleu i civil, s'enfoca a posada en operació dels principis d'ingenieria mecànica a disseny d'estructuras litològiques generades per:

• Minat
• Perforació
• Extracció d'hidrocarburs dels jaciments
• Túnelés
• Tirs de minas
• Excavacions subterrànees
• Mines a cel obert (tajos)
• Pous de petròleu i de gas
• Corts de carreteras
• Farcidures sanitàries
• Atres estructures construïdes en –o de– roques

També inclou disseny de sistemes de reforç estructural, tals com patrons d'anclaje de roques.

Geomecánica

El terme geomecánica s'aplica a la disciplina relacionada en l'ingenieria geològica principalment, i atres branques com l'ingenieria civil, ingenieria de mines i la geofísica, per a estudi de les condicions d'estabilitat, deformació i resistència de massiços rocosos. Parcialment, se li pot considerar sinònim de mecànica de roques, puix ademés comprén mecànica de sols.

La geomecánica es distinguix de la geotecnia en que en esta s'atenen principalment terrenys no consolidats. En alguns casos, per a l'alvanç i la culminació de proyectes constructius, les característiques geològiques locals requerixen integració d'abdós disciplines. Es pot dividir en:

• Geomecánica de superfície
• Geomecánica aplicada al subsol

Geomecánica de superfície

De manera prevalente, en esta branca s'estudia:

• Estabilitat de:

1. Talúsés rocosos
2. Colapses rocosos.
3. Túnelés de carreteras i ferrovías.

• Caracterisació de massiços rocosos: blocs de roques separats per superfícies o juntas de discontinuidad i determinació de les seues factors de seguritat.
• Características i estabilitat de roques destinades a fonamentació d'obres edilicias importants com estrebes de represas i de ponts aixina com pilarés de ponts.

Geomecánica aplicada al subsol

En esta branca, principalment desenrollada en l'àmbit de l'investigació petrolera, s'indaguen primordialmente les propietatés geomecánicas de les roques travessades (o per travessar) per la perforació d'un pou, en la finalitat de:

• Determinar i quantificar la direcció del camp d'esforços existent en el subsol.
• Aportar indicacions de la finestra de valors òptims de densitat del fanc de perforació, per a evitar:

1. Solsidas de les parets del pou
2. Fracturación involuntària de les paretés de roca circumdant al pou.

• Indicar la direcció i el millor perfil de perforació d'un pou per a garantisar l'estabilitat.
• Estimar la possibilitat d'irrupció d'arena associada a la d'hidrocarburs durant l'etapa productiva d'un pou, a fi de previndre-la.
• Aportar els valors de pressió de fracturación requerits en cas d'estimulació mecànica del pou.
• Determinar les característiques òptimes de la barrena de perforació que s'utilisarà.