ENSAYO TRIAXIAL CONSOLIDADO NO DRENADO

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES MECÁNICA DE SUELOS II

Carrera Sección Aula Turno

: Ing. Civil : A1 : AN1SP : Mañana

Facultad: Ingeniería Carrera: Ingeniería Civil

TÍTULO: ENSAYO TRIAXIAL CONSOLIDADO NO DRENADO

CURSO: MECANICA DE SUELOS II PROFESOR: ING. FERNANDO MANUEL UCHUYPOMA MONTES SECCIÓN:

A1

TURNO:

MAÑANA

APELLIDOS Y NOMBRES MEJIA MEJIA RAQUEL ROSAS SANCHEZ KATTY ALLISON SANCHEZ ALBORNOZ INDIRA LUZ TOLENTINO VALDIVIESO JUAN ENRIQUE

2015

CODIGO F02873J F02766K F02735G F02823E




AGRADECIMIENTOS Agradezco a Dios por darme fuerza en mis estudios. A mis padres por enseñarme el camino en la vida. A mi universidad por darme el conocimiento que me es necesario para ser una profesional de éxito.




DEDICATORIA “A Dios, por darme salud y bienestar

espiritual. A mis padres, por su su esfuerzo, esfuerzo, amor amor y apoyo durante mi formación personal y profesional. Al docente, por impartirme la base fundamental para la elaboración de la presente monografía.”




RESUMEN El Tema de la siguiente monografía es el estudio del ensayo triaxial consolidado no drenado, entre las secciones desarrolladas tenemos el concepto que lo define, los l os materiales fundamentales para su realización, su proceso y usos de aplicación en la ingeniería civil junto con problemas teórico y práctico.




ABSTRACT The Subject of this monograph is the study of triaxial t riaxial consolidated undrained test, between sections have developed the concept that defines the fundamental materials for its realization, its application process and applications in civil engineering with problems, theoretical and practical.


ÍNDICE 1. PLAN DE INVESTIGACIÓN 1.1 Problema: 1.1.1 Problema de investigación 1.1.2 Planteamiento del problema 1.1.3 Justificación de la investigación 1.2 Objetivos 1.3 Marco referencial 1.4 Marco teórico 1.5 Metodología: 1.5.1 Tipo y diseño de estudio 1.5.2 Tipo de estudio 1.5.3 Diseño de investigación 1.5.4 Muestra 1.5.5 Métodos 1.5.6 Procedimiento y recolección de datos 2. RESULTADOS 2.1 Formulas y diagramas di agramas 2.2 Ejemplos 3 CONCLUSIONES 4 RECOMENDACIONES 5 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 6 ANEXOS






INTRODUCCIÓN En la actualidad el uso de pruebas triaxiales en laboratorios de suelos, arroja resultados más precisos en la obtención de los parámetros de resistencia al corte y del suelo. Estas pruebas son de mayor confiabilidad al momento de determinar la resistencia del suelo y nos dan opción de conocer en forma más completa las características mecánicas de un suelo. Este ensayo también denominado ensayo consolidado rápido (R), consta de tres etapas (saturación, consolidación y compresión). El objetivo del ensayo es determinar los parámetros efectivos c' y Φ', ya que estos gobiernan la resistencia al corte del suelo y determinar también algunas características respecto al cambio de volumen y rigidez del suelo. Para dibujar el círculo de esfuerzos de Mohr que condicionará la envolvente de falla deben determinarse los esfuerzos principales σ1 y σ3, para lo cual se recolectan periódicamente los valores de los deformímetros que controlan el anillo de carga y la deformación vertical (DL) de la probeta durante la compresión y también la presión poros en la probeta. Este ensayo se encuentra normalizado en el Reglamento Nacional de Edificaciones, en la E050, con la NTP 339.166: 2001, y la ASTM 4767 de respaldo.




1. PLAN DE INVESTIGACIÓN 1.1 Problema: 1.1.1

Problema de investigación Ensayo triaxial consolidado no drenado dr enado

1.1.2

Planteamiento del problema La prueba triaxial es uno de los métodos más confiables para determinar los parámetros de la resistencia cortante del suelo. Se usa ampliamente tanto para investigaciones como para pruebas convencionales. convencionales. La prueba se considera confiable por las siguientes razones:

a)

Proporciona información sobre el comportamiento

esfuerzo-deformación unitario del suelo, que no suministra la prueba de corte directo.

b)

Permite condiciones más uniformes de esfuerzo que la

prueba de corte directo con sus concentraciones de esfuerzos a los largo del plano de falla.

c)

Provee más flexibilidad en términos de trayectorias de

carga.

1.1.3

Justificación de la investigación Este ensayo sirve para estimar la capacidad de carga en suelos cohesivos parcial y completamente saturados.




Se realiza en laboratorios de pruebas certificados, aunque existen muy pocos en el Perú. Su precio varía entre 1000 y 1200 dólares, por lo que no es muy utilizado con frecuencia.

1.2 Objetivos: 

Aprender a realizar el ensayo triaxial consolidado no drenado. drenado.



Aprender a calcular la capacidad de carga en los suelos. suelos.

1.3 Marco referencial: Este ensayo se encuentra normalizado por: -

NTP 339.166

-

ASTM D4767

1.4 Marco teórico: La prueba consolidada-no drenada es el tipo más común de prueba triaxial. En ésta, el espécimen de suelo saturado es primero consolidado por una presión en todo su alrededor (símbolo del sigma en base 3) del fluido en la cámara, que resulta en drenaje. Después que la presión de poro del agua generada por la aplicación de la presión de confinamiento es completamente disipada (es decir, u en base c = Bsigma3= 0), el esfuerzo desviador diferencial por sigma en base d sobre el espécimen se incrementa para causar la falla cortante. Durante esta fase, la línea de drenaje desde el espécimen se mantiene cerrada. Como el drenaje no se permite, la presión de poro del agua diferencial u en base d crecerá. Durante la prueba se hacen las mediciones de diferencia por sigma en base d y diferencial u en base d. el incremento en la presión de poro del agua diferencial u en base d se expresa en una forma adimensional como:




  ̅ = = ∆ ∆ Dónde: A= parámetro de la presión de poro de Skempton (Skempton. 1954). Los patrones generales de la variación de diferencial por sigma en base de y diferencial por u en base d con la deformación unitaria axial para arenas y arcillas se muestran en las figuras En este ensayo la resistencia al corte permanece prácticamente constante para un intervalo grande de los valores de presión de menores que la presión de sobre-consolidación. Las arcillas NC muestran una resistencia adicional con respecto a la obtenida, esta es atribuible a los mismos efectos de sobreconsolidación, estos efectos son comparativamente mayores a los del ensayo drenado debido a que se impide el drenaje. En los casos de obras que están sobre depósitos de arcilla en las cuales el tiempo de construcción se extiende por tiempo razonablemente largo, puede suponerse que al final de la construcción se habrá producido algún grado de consolidación. Si en ese momento las solicitaciones de corte que se generan tienen magnitud suficiente para producir la falla, ésta se producirá rápidamente sin drenaje adicional. Este comportamiento se modela en el ensayo consolidado no drenado, en el cual la muestra se consolida bajo la presión de cámara y luego se lleva a la ruptura aumentando el esfuerzo desviador sin permitir el drenaje. Este ensayo es aplicado en muestras alteradas e inalteradas de arcilla y también en arena y grava. En este tipo de prueba, el espécimen se consolida primeramente bajo la presión hidrostática; así el esfuerzo llega a ser efectivo, actuando sobre la fase sólida del suelo. En seguida, la muestra m uestra se lleva a la falla fal la por un rápido incremento de la carga axial, de manera que no se permita cambio de volumen. El hecho esencial de este tipo de prueba es el no permitir ninguna consolidación adicional durante el periodo de falla, de aplicación de la carga axial. Esto se logra fácilmente en una cámara de compresión triaxial




cerrando la válvula de salida de las piedras porosas a la bureta. En la segunda etapa de una prueba pru eba rápida consolidada podría pensarse que todo el esfuerzo desviador fuera tomado por el agua de los vacíos del suelo en forma de presión neutral, ello no ocurre así y se sabe que parte de esa presión axial es tomada por la fase sólida del suelo, sin que hasta la fecha, se hayan dilucidado por completo ni la distribución de esfuerzos, ni las razones que lo gobiernan. De hecho no hay ninguna razón en principio para que el esfuerzo desviador sea íntegramente tomado por el agua en forma de presión neutral, si la muestra estuviese lateralmente confinada, como el caso de una prueba de consolidación. El ensayo CU (consolidado-no drenado) se realiza generalmente con medición de la presión de poros o neutra con el fin de determinar los parámetros de “C” y “φ” en términos de esfuerzos totales

y esfuerzos efectivos.




En la etapa de consolidación se permite el drenaje de forma que los esfuerzos efectivos sean iguales a los esfuerzos totales aplicados (∆uw = 0). Durante la etapa de corte, se cierra el drenaje y se mide la presión

intersticial uw. Este tipo de ensayo es una composición de los dos ensayos ya que en la primera etapa se permite el drenaje de la muestra en un todo de acuerdo para el ensayo “S”. Mientras que en la segunda etapa la rotura se alcanza

en forma rápida y sin permitir ningún drenaje de la muestra tal es el caso del ensayo “Q”. La identificación de este ensayo triaxial con la letra “R” es simplemente porque en orden alfabético la “R” está ubicada entre la “Q” y la “S” y además debido a que este ensayo es una composición de aquellos dos.

Existe una variante en este tipo de ensayo triaxial, que es el Ensayo triaxial, consolidado, no drenado, con medición de presiones neutras y que para diferenciarlo del anterior se lo identifica con la letra “R”. La variante que ofrece este ensayo “R” es que, en la segunda etapa del mismo, se mide la

presión neutra que se origina en el agua de poros cuando se aplica la tensión desviante. Este hecho nos obliga a ejecutar esta segunda etapa del ensayo con una velocidad de deformación pequeña para permitir que la presión neutra generada por la aplicación de la tensión desviante ( 1 - 3) pueda ser medida correctamente y exista una correspondencia total entre las tensiones (1 - 3), las deformaciones ( ) y la presión neutra (u) que se miden en forma simultánea. Si la velocidad de deformación de la probeta no es la correcta, se producirá un desfasaje entre la carga aplicada ( 1-3), la deformación ( ) con respecto a la presión neutra (u) que dependerá indudablemente de la permeabilidad del suelo.

1.5 Metodología: 1.5.1

Tipo y diseño de estudio Obras hidráulicas y obras viales

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES MECÁNICA DE SUELOS II 1.5.2



Tipo de estudio Descriptivo

1.5.3

Diseño de investigación NTP 339.166: Esta norma técnica peruana establece la determinación de las relaciones de resistencia y de esfuerzodeformación de un espécimen de suelo cohesivo saturado. Estos especímenes son consolidados y cortados a compresión sin drenaje a una velocidad constante de deformación axial.

1.5.4

Muestras Se determinara la cantidad de material para la preparación de las muestras mediante datos conocidos que serán explicados más adelante.

1.5.5

Métodos

La prueba de ensayo triaxial es uno de los métodos más confiables para determinar los parámetros de la resistencia al cortante. En un ensayo triaxial, un espécimen cilíndrico de suelo es revestido con una membrana de látex dentro de una cámara a presión. La parte superior e inferior de la muestra tiene discos porosos, los cuales se conectan al sistema de drenaje para saturar o drenar el espécimen. En estas pruebas se pueden variar las presiones actuantes en tres direcciones ortogonales sobre el espécimen de suelo, efectuando mediciones sobre sus características mecánicas en forma completa. Los especímenes usualmente están sujetos a presiones laterales de un líquido, generalmente agua. El agua de la cámara puede adquirir cualquier presión deseada por la acción de un compresor comunicado con ella. La carga axial se transmite al




espécimen por medio de un vástago que atraviesa la parte superior de la cámara. La presión que se ejerce con el agua que llena la cámara es hidrostática y produce por lo tanto, esfuerzos principales sobre el espécimen, iguales en todas las direcciones, tanto lateral l ateral como axialmente. En las bases del espécimen actuará además de la presión del agua, el efecto transmitido por el vástago de la cámara desde el exterior. Es usual llam ar σ1, σ2 y σ3 a los esfuerzos principales mayor, intermedio y mínimo, respectivamente. En una prueba de compresión, la presión axial siempre es el esfuerzo principal mayor, σ1; los esfuerzos intermedios y menor son iguales (σ2 = σ3) y son iguales a la presión lateral.

En este tipo de prueba (Cu), el espécimen se consolida primeramente bajo la presión hidrostática; así el esfuerzo llega a ser efectivo, actuando sobre la fase sólida del suelo. En seguida, la muestra se lleva a la falla por un rápido incremento de la carga axial, de manera que no se permita cambio de volumen. El hecho esencial de este tipo de prueba es el no permitir ninguna consolidación adicional durante el periodo de falla, de aplicación de la carga axial. Esto se logra fácilmente en una cámara de compresión triaxial cerrando la válvula de salida de las piedras porosas a la bureta. En la segunda etapa de una prueba rápida consolidada podría pensarse que todo el esfuerzo desviador fuera tomado por el agua de los vacíos del suelo en forma de presión neutral, ello no ocurre así y se sabe que parte de esa presión

axial

es

tomada

por

la

fase

sólida

del

suelo,

sin

que hasta la fecha, se hayan dilucidado por completo ni la distribución de esfuerzos, ni las razones que lo gobiernan. De hecho no hay n inguna razón en principio para que el esfuerzo desviador sea íntegramente tomado por el agua en forma de presión neutral, si la muestra estuviese lateralmente confiada,

como

el

caso

de

una

prueba

de

consolidación.

El ensayo CU (consolidado-no drenado) se realiza generalmente con medición de la presión de poros o neutra con el fin de determinar los parámetros de “C” y “φ” en términos de esfuerzos totales y esfuerzos

efectivos.




Explicaremos a continuación como se ejecuta la “segunda etapa” del ensayo

triaxial R, ya que la primera etapa es similar a la explicada para el ensayo triaxial drenado “S”. Para ello utilizaremos el esquema de la figura. Una vez

que la probeta se ha consolidado isotrópicamente bajo la acción de

3,

cerramos la llave B y en el manómetro (8) mediante el accionamiento del pistón (3) colocamos la misma presión que teníamos en el (7) que debe coincidir con la presión de contrapresión, que como ejemplo habíamos aplicado para la saturación por contrapresión una presión Pc = 6 kg/cm². A continuación en el “Indicador de cero” (5), que es una pieza de acrílico transparente que en su parte inferior tiene un tornillo que al ser roscado empuja hacia arriba un pistón que desplaza una pequeña masa de mercurio, que se eleva en dos pequeños conductos inclinados, y que obstruyen el pasaje de agua del pistón (3) hacia la probeta y viceversa. Para nivelar las dos ramas de mercurio en (5) abrimos la llave E e inmediatamente la cerramos para abrir la llave D, al hacer esto no se deberán producir cambios en las presiones del circuito pues el mismo estaba en equilibrio para la misma presión.




Estamos en condiciones de poner en funcionamiento la prensa con una velocidad de deformación adecuada, con lo cual estaremos aplicando a la probeta la tensión desviante ( 1 - 3). Esta solicitación generará en el interior de la probeta, presiones efectivas y presiones neutras, éstas últimas tratarán de expulsar agua a través de los cabezales drenantes y la misma empujará el mercurio en la rama izquierda del indicador de cero (5) con lo cual ambas, saldrán del nivel horizontal original que está marcado con una línea en ambas caras de (5). Para evitar esto, con un pequeño incremento de presión en la rama de la derecha, podemos lograr que nuevamente ambas ramas de mercurio retomen su posición original, para ello debemos accionar el pistón roscado (3). Este pequeño incremento de presión no es otra cosa que la presión neutra que tiene el agua de poros en el interior de la probeta y su valor lo obtenemos restándole a la presión que nos marca el manómetro (8) los 6,0 kg/cm2 que teníamos de contrapresión y que como ya explicamos anteriormente es nuestra nueva presión de referencia. De esta forma y hasta la finalización del ensayo debemos controlar que el indicador de cero (5) mantenga las dos ramas de mercurio niveladas a medida que registramos la presión en el manómetro (8). En la actualidad, lo que se utiliza para medir la presión neutra de la probeta, es la instalación a la salida de los conductos de drenaje de la misma de un transductor de presión, que es un elemento electrónico que mide la presión neutra sin cambio de volumen, como se muestra en la figura

Esquema utilizado para medir la presión neutra que se desarrolla en el interior de una probeta en el ensayo R con transductor electrónico.




Repitiendo el ensayo con tres o más probetas a las cuales consolidamos con distintas presiones de confinamiento 3, podremos al final de los mismos representar los resultados mediante los círculos de rotura de Mohr y obtener así los parámetros de corte en términos de presiones totales (ccu;

cu)

Figuras 47 y 48 Como vemos en la figura siguiente las presiones neutras medidas, pueden tomar valores negativos en algunos casos, dependiendo de la dilatancia del material ensayado. Estas presiones negativas serían muy difíciles de medir si no hubiésemos aplicado contrapresión contrapresión a nuestra probeta, pues en ese caso las presiones negativas tendrían que medirse a partir de la presión de referencia que sería la presión atmosférica y el agua en tracción puede experimentar cavitación. Aplicando la contrapresión en cambio nuestra presión de referencia cambia y pasa a ser por ejemplo + 6,000 kg/cm2, con lo cual todas las presiones neutras que midamos en el manómetro (8) y que sean inferior a esta presión de referencia serán negativas.

2. Valores obtenido de un ensayo triaxial consolidado no drenado con medición de presiones neutras




Representación de la C.R.I. de un ensayo triaxial consolidado no drenado “R”

Esta es la segunda ventaja que nos ofrece la aplicación de la contrapresión en los ensayos triaxiales, ya que nos permite calcular (mediante diferencia) presiones neutras negativas a partir de mediciones positivas. Es por este motivo que en los ensayos R que se ejecutan sobre probetas de arena, donde no sería necesaria la contrapresión para obtener una saturación óptima, la misma se aplica siempre.

1.5.6 

Procedimiento y recolección de datos

Preparación de la muestra

a) Compactación Las muestras de suelo recompactadas para pruebas de compresión, pueden ser preparadas, aplicando procedimientos de compactación standard. Usualmente se requieren preparar las muestras a una densidad seca especificada, aplicando un esfuerzo de compactación determinado. El procedimiento para probar muestras recompactadas, incluyendo cálculos, figuras y presentación de resultados, son los mismos para pruebas similares de muestras no perturbadas. Los procedimientos de compactación antes referidos se aplican principalmente a suelos cohesivos y a suelos sin cohesión, parcialmente saturados. La preparación de las muestras de suelos




sin cohesión, secos y completamente saturados, requieren un tratamiento especial.

b) Cantidad de Muestra Se determinara la cantidad de material para la preparación de las muestras mediante datos conocidos, los cuales se han obtenido previamente y se indican en la tabla siguiente: Luego las cantidades de material y agua que se deben agregar para confeccionar un cuerpo de prueba son: Suelo = 1100 gr, Agua = 70 gr.

Preparación de la probeta de suelo Por medio del cuarteo seleccionar una cantidad de suelo representativo que aproximadamente represente el peso de la muestra para ensayo. Se pesan los 1100 gr en una balanza cuya precisión sea del orden de 0.1 gr. Por otro lado, se requiere de una probeta graduada para determinar en forma práctica la cantidad de agua que debe agregarse al suelo.




Se procede a colocar un bol, limpio y seco, la muestra de suelo y se incorpora el agua. Con la ayuda de una espátula o cuchara, revolver y homogeneizar hasta que no queden a la vista partículas de suelo. Será necesario el uso de un molde en el cual se compacta por capas de suelo a ensayar El conjunto está compuesto por un cuerpo de 14 cm de altura, además de piezas complementarias tales como collarines y bases, los que permiten definir el cuerpo de prueba, los que más adelante se detallan. La probeta quedará definida por la altura del molde, el que será llenado por capas, con un total de tres, siendo cada una de ellas prensada pr ensada entre sí, hasta obtener la probeta. Luego de obtener la altura por capas será transformado su equivalente del peso en porcentaje, quedando determinado en forma práctica la cantidad de material a emplear. Luego se procede a armar la probeta de suelo, primer molde debe estar perfectamente limpio y libre de partículas, al igual que las piezas auxiliares. El molde debe estar perfectamente vertical posado sobre una de sus bases, con el objeto de recibir la primera capa. Esto se realiza colocando pequeñas porciones de manera de no perder material, se acomoda material por medio de una varilla metálica, se alisa la superficie y se tapa con la base superior. Llevar a la prensa y aplicar carga, debiendo mantener presionado durante algunos minutos. Retirar de la prensa el molde y sacar la base superior, escarificar la superficie, y dejar apto para recibir la segunda capa. Al escarificar la superficie se consigue formar un plano irregular para el m ejor acomodo entre partículas con la próxima capa y así evitar en la etapa de carga, una falla por efecto de la unión entre capas. Colocar el collarín al molde y adicionar la segunda capa, con el mismo cuidado que para la primera, realizar este procedimiento con las tres capas.




c) Extracción de la muestra La extracción de la muestra se realiza con un dispositivo ideado para tal efecto, mediante gata mecánica, perfil, etc. Al proceder a la extracción de la muestra, la que deberá salir en perfecto estado, cualquier indicio de pérdida o mascada en la probeta, implicará que esta debe ser desechada y deberá confeccionarse otra nueva. Debe medirse la altura y el diámetro con un pie de metro para asegurar que las dimensiones estén de acuerdo con lo especificado para el ensayo.

d) Saturación de la probeta Cerrar la llave que mantiene el vacío de la probeta, retirar el vacío y conectar en el mismo orificio la línea de presión de saturación que pasa por la bureta y está conectada al tanque regulador, donde se conseguirá la presión de saturación deseada. Verificar que las presiones estén correctamente marcados en los manómetros y conforme a esto aplicar la presión de saturación a la probeta




de suelo. Cuando el agua de la bureta alcance un punto estable en el descenso, cerrar el sistema, cortando la presión de saturación y liberando la presión en la probeta. Llenar nuevamente la bureta de agua y conectar vacío, de manera que pueda absorber aire atrapado en el interior de la probeta. Luego de un rato, cerrar la línea de vacío y proceder nuevamente a saturar. Esta operación se realiza cuantas veces sea necesario hasta eliminar la totalidad de las burbujas de aire.

e) Etapa de consolidación Una vez saturada la probeta de suelo se procederá a consolidar. Se recomienda aplicar la presión de confinamiento en pequeños intervalos con el fin de no perturbar la muestra. Incrementar la presión, hasta alcanzar la presión de confinamiento deseada para cada caso. Alcanzada la presión de confinamiento total, se dejara consolidar la muestra el tiempo que sea necesario. Al término de la consolidación deberá determinarse la variación de volumen sufrida por la probeta por efecto de consolidación, debido a la presión confinante ejercida sobre la probeta. Este dato es acumulativo y se le adiciona a las deformaciones.

f) Etapa de ruptura y carga Finalizada la etapa de consolidación se cierra la línea que conecta el interior de la probeta, por tratarse de un ensayo C.U. Se adicionará carga mediante el giro constante de la manivela de la gata, la que produce un ascenso en el plato, materializando así el incremento de carga axial. Se deberá aplicar la carga con una velocidad controlada de 1.27 mm/min, cuyas lecturas de deformación se deberán a intervalos de tiempos controlados con cronometro. Según la muestra se vaya acercando a la falla, deberá ser cuidadosamente observada, tomándose notas del desarrollo de grietas, abultamientos, perdida de verticalidad, etc. Es recomendable disminuir la magnitud del




incremento de carga a la mitad, cerca de la falla, en este caso, los intervalos en que actuaran los incrementos se reducirán también a medio minuto. Después de que el espécimen haya fallado o que su deformación axial sobrepase el 20%, cesara el proceso de incrementar carga. A continuación se procederá a quitar la presión de cámara, liberar la carga axial y sacar el extensómetro que mide las deformaciones del largo de l a probeta. 

Procedimiento de ensayo

- Desarmar y limpiar la cámara cámara y todas las líneas. Cerrar las válvulas. válvulas. -

Fijar el cabezal interior a la cámara cámara en un soporte soporte y colocar colocar la la pieza pieza

perforada que simula la piedra porosa. El cabezal se colocará invertido quedando la pieza perforada de aluminio sobre él. - Colocar papel papel filtro sobre la pieza perforada, de diámetro igual igual al de la probeta, según corresponda a la muestra a ensayar. - Se procederá entonces a colocar la muestra sobre la base inferior inferior de la celda Triaxial, la que está preparada con el cabezal inferior y papel filtro, vale decir en condición óptima de ser posada la muestra sobre esta. Luego se colocará el papel filtro seguido por el cabezal superior, quedando en contacto con la probeta de suelo. - Colocar el cilindro de de lucita que forma parte de la cámara Triaxial en su lugar. La tapa superior de la cámara sobre el cilindro, centrando el vástago de carga axial cuidadosamente en el cabezal. -

Asegurar provisoriamente la tapa superior superior por medio medio de sus sus tuercas y

luego en forma definitiva, enroscándolas sucesivamente de modo que la placa quede horizontal, las tuercas deben apretarse solo con un torque suficiente para impedir la salida del agua a través de los ajustes de goma. - Se procederá a llenar de agua la celda, celda, abrir la válvula de escape escape de agua “P5” en tablero y válvula “b” en celda, y llenar esta por medio de caída libre. Una vez llena la celda dejar abierta la válvula de salida superior “C”, la que

está conectada al desagüe y aplicar un mínimo de presión, solamente para




producir una circulación del agua, que inducirá la salida de posibles burbujas de aire hacia el exterior. - Conectar la línea de presión a un tanque de regulación con su válvula de de salida cerrada. - Ajustar la presión del tanque al valor que se desea tener tener en la cámara. cámara. Colocar la cámara en el banco de soporte centrándola muy bien, ajustar el marco de carga sobre ella y también el extensómetro. - Aplicar la presión deseada deseada al agua agua de la cámara. cámara.




2. RESULTADOS 2.1 Formulas y diagramas diagramas a. Formulas A continuación se se presentan las fórmulas para la construcción construcción de la la tabla de presentación de datos: (π – D2) Ao = (π –

4 Donde: Ao

= Área de la sección transversal transversal mm2. Δx = tiempo * 1.27 mm

min Donde: Δx

= Monto que se deforma en la compresión de cualquier

estado expresado en mm. Δh acumulado = Σ (x + Δh)

Donde: Δh

= Delta de altura en la etapa de consolidación consolidación

expresado en mm. Lo = 100 100 * Ao (100 – Є%) Donde: A

= Área corregida




b. Diagrama de estados estados de esfuerzos esfuerzos En estas tablas se tabulan los datos correspondientes a un ensayo Triaxial no drenado.

c. Diagrama de estados de esfuerzos esfuerzos En este diagrama se grafican en las abscisa los círculos de Mohr para una presión de cámara constante y en las ordenadas el esfuerzo de corte.

Estado de esfuerzo Diámetro 70 mm y σ3 = 3.0 (kg/cm2)




d. Diagrama de esfuerzo- deformación En este diagrama se grafican en las ordenadas la presión desviadora y en las abscisas la deformación unitaria alcanzada

Diagrama esfuerzo - deformación. Diámetro 70 mm

e. Diagrama de esfuerzos totales En la Tabla se presenta un cuadro resumen de los valores máximos de presiones desviadoras alcanzados durante 4 ensayos sucesivos, a una misma muestra de suelo y con diferentes presiones de confinamiento, mientras que en la Figura se presenta la envolvente de falla para los mismos valores anteriores.

Circulo de Mohr para esfuerzos totales diámetro de 70 mm.

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES MECÁNICA DE SUELOS II 2.2



Ejemplo

1. Una prueba consolidada-no drenada sobre una arcilla normalmente consolidada dio los siguientes resultados:

 =  ⁄ Esfuerzo desviador, ∆   = .  ⁄ Presión de poro, ∆   = .  ⁄ Calcule el ángulo de fricción consolidado-no drenado y el ángulo de fricción drenado




RESOLUCION

 =  ⁄  =  + ∆   = +. = . ⁄  =  + ∅  . . =   + ∅  .  ]  ∅ = [  [ −.   ] =     De nuevo:

′ =   ∆   = +  +. . = . .  ⁄ ′ =   (∆ )  = . . +. +. = . . ⁄ ′ = ′ + ∅ .  ]  ∅ = [  [ −.   ] = .  . .




3. CONCLUSIONES 

Para las obras civiles tales como: taludes, presas presas de tierra, fundaciones de estructuras, muros de contención y todas aquellas estructuras que se vayan a cimentar sobre suelos cohesivos se requiere la evaluación de la resistencia al corte del suelo.



El comportamiento comportamiento no drenado depende depende del agua que puede entrar entrar o salir salir del suelo



ensayo consolidado consolidado no drenado sirven sirven para el diseño de los cimientos superficiales



sirven para estimar la capacidad de carga carga a mediano y largo plazo respectivamente, en suelos cohesivos parcial y completamente saturados.



En el ensayo consolidado consolidado no drenado drenado la manipulación adecuada de las las muestras, mínimo contacto con las mismas, tanto en su moldeo/ remodeló como en su colocación en las l as cámaras, y una prevención extrema en la pérdida de humedad de los especímenes, son fundamentales como punto de partida para un óptimo desempeño del ensayo a ejecutar.




4. RECOMENDACIONES 

Se recomienda usar como base las Normas Normas Técnica Técnica Peruana



Todo trabajo realizado realizado debe contar contar previamente con con una planificación planificación y diseño diseño adecuados para evitar costos innecesarios que afecten la calidad del producto final.



Utilizar los ensayos consolidados para obtener los parámetros efectivos principales que sirvan para la modelación de las condiciones extremas en las que se pudiera encontrar el suelo.



Es importante conocer conocer el manejo apropiado, tanto de la muestra muestra como del equipo que se utiliza en el ensayo. Se debe tener en cuenta que en la práctica de la prueba se tienen pérdidas de presión y que los datos varían de acuerdo al operador.



El parámetro de Skempton, Skempton, siendo la relación relación entre el cambio cambio de la presión intersticial y el cambio de la presión de confinamiento, es una variable muy sensible y se sugiere que se utilicen los datos con dos decimales para evitar medidas abruptas que dificulten la determinación del índice de saturación del suelo.




5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS BIBLIOGRÁFICAS 

DAS, Braja. “Fundamentos de la Ingeniería Geotécnica”. Cengage Learning Latin Am. Australia. 2001



JUAREZ-BADILLO, Eulalio. “Mecánica de Suelos ”. Limusa. Mexico. 1996



LAMBE, William. ”Mecánica de Suelos ”. Instituto Tecnológico de Massachusetts . México. 2004


6. ANEXOS



ENSAYO TRIAXIAL CONSOLIDADO NO DRENADO

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