Trabajo Triaxial Consolidado Drenado CD - Copia

2011

ENSAYO TRIAXIAL TIPO CONSOLIDADO – DRENADO (CD) A este ensayo se lo conoce también como ensayo lento (S). El drenaje se permite en las dos últimas etapas, de este modo se tiene una consolidación bajo la presión de cámara y el exceso de presión de poros se disipa durante la aplicación lenta del esfuerzo desviador .

ENSAYO TRIAXIAL TIPO CONSOLIDADO – DRENADO (CD)

MECANICA DE SUELOS II

DEDICATORIA: El presente trabajo esta dedicado a aquellas personas que el en transcurso de la vida nos llenan de amor y sabiduría, pilares de nuestras vidas, nuestros padres y maestros.

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OBJETIVOS:

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El objetivo primordial en el ensayo triaxial es determinar los parámetros de resistencia efectivos c' y Φ' del suelo.

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Este ensayo puede realizarse sobre todos los tipos de suelos, con muestras inalteradas y remoldeadas.

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INTRODUCCIÓN MARCO TEÓRICO: CONCEPTOS BÁSICOS: ENSAYO TRIAXIAL Su principal finalidad es obtener parámetros del suelo y la relación esfuerzo deformación a través de la determinación del esfuerzo cortante. Es un ensayo complejo, pe ro la información que entrega es la más representativa del esfuerzo cortante que sufre una masa de suelo al ser cargada. Consiste en colocar una muestra cilíndrica de suelo dentro de una membrana de caucho o goma, que se introduce en una cámara especial y se le aplica una una presión igual en todo sentido y dirección. Alcanzado ese estado de equilibrio, se aumenta la presión normal ó axial (σ 1), sin modificar la presión lateral aplicada (σ 3), hasta que se produzca la falla. Realizando por lo menos 3 pruebas, compresiones laterales diferentes, en un gráfico se dibujan los círculos de Mohr que representan los esfuerzos de falla de cada muestra y trazando una tangente o envolvente a éstos, se determinan los parámetros φ y c del suelo. Dependiendo del tipo de suelo y las condiciones en que este trabajará, las alternativas para realizar el ensayo serán consolidados no drenado (CU), no consolidado no drenado (UU) o consolidado drenado (CD).

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TIPOS DE ENSAYOS TRIAXIALES: • Consolidado – drenado (CD): el drenaje se permite en las dos ultimas etapas y el exceso de presión de poros se disipa durante la aplicación del esfuerzo desviador. • Consolidado – no drenado (CU): se permite el drenaje en la primera etapa hasta que la presión de confinamiento efectiva sea igual a la presión de cámara. Se impide el drenaje durante la aplicación del esfuerzo desviador. • No consolidado – no drenado (UU): no se permite el drenaje en ninguna de las dos etapas.

ENSAYO TRIAXIAL – CD A este ensayo se lo conoce también como ensayo lento (S). El drenaje se permite en las dos últimas etapas, de este modo se tiene una consolidación bajo la presión de cámara y el exceso de presión de poros se disipa durante “la aplicación lenta del esfuerzo desviador”.

ETAPAS DEL PROCEDIMIENTO En la primera etapa se satura la muestra completamente de agua, en la segunda esta es consolidada bajo una presión isotrópica de cámara y en la tercera etapa se aplica una carga axial, que va incrementándose a un ritmo suficientemente lento para que no se presente un incremento en la presión de poros. Con un drenado total y una velocidad adecuada, se asegura que la presión de poros en la muestra permanezca constante, entonces el incremento en el esfuerzo efectivo es igual al incremento del esfuerzo total (Δσ’ (esfuerzo efectivo) = Δσ(esfuerzo total)). Se utiliza la válvula para vigilar la presión de poros, con la válvula y las lecturas de los deformímetro que controlan la carga y la deformación vertical se mide el cambio de volumen de la probeta. El objetivo del ensayo es determinar los parámetros de resistencia efectivos c' y Φ' del suelo. Para determinar los esfuerzos principales y dibujar el círculo de esfuerzo de Mohr se procede de la misma manera que para el caso del ensayo UU, entonces se grafica la variación de la deformación vertical respecto al esfuerzo desviador.

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Grafico de la relación entre la deformación vertical y el esfuerzo desviador entre 2 tipos de suelo:

Deformación vertical en función al esfuerzo desviador en un ensayo triaxial CD . CD .

Obteniendo de la curva mostrada en la figura anterior el esfuerzo desviador de falla (σd)f que puede ser el valor pico o crítico, se determina el esfuerzo principal mayor con la expresión:

σ'1)f

= (σ'3)f + (σd)f

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El esfuerzo principal menor efectivo de falla ( σ'3)f, será el esfuerzo isotrópico aplicado en la cámara para la consolidación de la probeta. Para trazar la envolvente de falla y determinar los parámetros de resistencia efectivos, se deben trazar tres círculos como se muestra en la figura siguiente:

Envolvente de falla para un suelo Tipo I en un ensayo triaxial CD . CD .

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Ensayo Triaxial - CD (en suelos granulares) Curva esfuerzo-deformación y cambio volumétrico La relación de vacíos inicial tiene una gran influencia sobre las curvas esfuerzodeformación y sobre el cambio de volumen que experimenta la muestra.

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Ensayo Triaxial - CD (en suelos cohesivos) Curva esfuerzo-deformación y cambio volumétrico La curva esfuerzo-deformación de una arcilla sobre consolidada es similar al de una arena densa, mientras que la de una arcilla normalmente consolidada es similar al de una arena suelta.

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Teoría de falla Mohr-Coulomb Se trazan círculos de Mohr en el estado de falla para distintas presiones de confinamiento (varios ensayos sobre el mismo tipo de material, pero con distintas presiones de confinamiento). La línea tangente a los círculos se denomina envolvente de falla.

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En la falla se cumple:

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Ensayo Triaxial – CD Cambio volumétrico

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OBSERVACIONES

Prueba de CD o una prueba lenta es una de las condiciones de la prueba de corte de laboratorio. Las otras dos condiciones son la prueba UU y prueba de CU. UU prueba tiene una baja resistencia al corte. Mientras que en CU se extrae la humedad debido a la presión alta. Prueba de CD es comparativamente más lentos que otros. Se utiliza únicamente para los fines de búsqueda. Se requiere más tiempo y dinero que otros métodos. En esta prueba se produce la consolidación del suelo bajo carga normal y el drenaje se permite durante la consolidación. DRENAJE Al finalizar el proceso de consolidación, las condiciones de drenaje se debe permitir al mismo tiempo la tensión normal se incrementa a un ritmo tal que no la presión de poro se desarrolla. Así, los parámetros resultantes de la resistencia al corte en términos de tensiones efectivas. PROBLEMAS En la escala de ingeniería parámetros parámetro s CD se utilizan en los problemas que la estabilidad a largo plazo de las laderas de suelo arcilloso

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CONCLUSIONES:

• La resistencia de un suelo es el mayor esfuerzo al que puede ser sometido. • La geometría de la mayoría de los problemas geotécnicos es de tal manera que prácticamente todo el suelo se encuentra en compresión. • Aún cuando el suelo pueda fallar debido a la aplicación de grandes esfuerzos de compresión, el suelo falla realmente al corte. • Muchos problemas geotécnicos requ ieren de una evaluación de la resistencia al corte del suelo, tales como: taludes, presas de tierra, fundaciones de estructuras, muros de contención, etc.

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BIBLIOGRAFÍA:  

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