Cambio de la Tensión Uniaxial

Medición de los Cambios de Tensión

Sigra tiene la capacidad para medir los cambios de tensión.  Esto puede realizarse mediante la instalación y el monitoreo de las perforaciones con extensómetros ubicados cerca de la superficie o en la superficie o mediante la cimentación de celdas que detecten el cambio de la tensión. El proceso de cimentación puede efectuarse a gran profundidad. Sigra ha suministrado e instalado equipos para la medición de los cambios de la tensión asociados con la extracción y  desgasificación de las vetas de carbón y para monitorear los cambios de la tensión alrededor de una falla en un frente de tajo largo. Ambas instalaciones utilizan una celda de cambio de tensión cimentada a varios cientos de metros de profundidad en una perforación vertical. La lechada de cemento utilizada en la instalación se expande siguiendo su configuración inicial con el fin de precargar la celda de cambio de tensión y permitirle que mida la relajación de la tensión.

Por lo general, los dispositivos que miden el cambio de la tensión deben instalarse en un agujero donde el estado inicial de tensión fue determinado por una medición de la tensión, tal como en el sistema IST de Sigra.

Las instalaciones para determinar el cambio de tensión tienen tres formas: uniaxial, axial + biaxial y completamente triaxial.

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Figura 1.  Esquema de una celda de cambio de  tensión cimentada dentro de una perforación 

Cambio de la Tensión Uniaxial

Estas instalaciones implican cimentar un tubo dentro de una perforación que mida la deformación axialmente y el cambio de la deformación y los relacione con el cambio de la tensión in situ mediante el módulo de Young y el coeficiente de Poisson de las rocas circundantes. El uso principal de este método es determinar las relaciones de la deformación de la tensión en las columnas. Aquí el proceso consiste en cimentar las celdas de cambio de tensión axial en el techo, los pilares y el piso. Las celdas de cambio de tensión del piso y el techo reportan una medición de la tensión y, por lo tanto, la carga sobre el pilar, mientras que el medidor de columnas proporciona una medición de la deformación más allá del rango elástico. Las características de deformación de la carga de las columnas pueden por tanto deducirse a partir de estas mediciones. Estos dispositivos utilizan medidores de deformación (extensómetros) de hilo vibrante.

Cambio de la Tensión Axial + Biaxial

Son un desarrollo de los medidores uniaxiales y tienen además del medidor de deformación de hilo vibrante axial, cuatro medidores de deformación transversales. Estos permiten determinar el estado de la tensión en el plano perpendicular a los medidores y, por lo tanto, describen una visión general más completa de la tensión. Una vez más la determinación del estado de tensión depende del conocimiento de las propiedades elásticas de la roca en que se instale el medidor. Estas pueden ser bastante anisotrópicas, en cuyo caso se debe utilizar el sistema de Sigra para determinar el módulo triaxial.

Cambio de la Tensión Completamente Triaxial

Estas también constan de un tubo cimentado dentro de una perforación con una lechada de cemento en expansión. Casi siempre se ajustan con medidores de deformación de resistencia eléctrica y amplificadores de agujeros y convertidores de A hasta D. Estos dispositivos permiten determinar el cambio del estado de la tensión completamente triaxial en las rocas.

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Figura 2. El uso de celdas de deformación y de cambio de la tensión determina la característica de deformación de la carga de un pilar

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