Prueba Traixial

8/15/2019 Prueba Traixial

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INTRODUCCION

Este ensayo consiste en cargar una muestra de suelos en sus tres ejes, sobre la

cual se aplica una presión de confinamiento mediante un flujo, generalmente agua.

Esto produce una consolidación isotrópica, adicionalmente se le aplica un esfuerzo

en la dirección axial para provocar la falla. Este ensayo no se permite el drenajede la muestra, por lo tanto no existe un cambio volumétrico y se generan

presiones de poro que pueden aumentar o disminuir la resistencia al corte de la

muestra.

Este ensaye nos permitirá definir en el espacio de esfuerzos un dominio en el cual

la relación esfuerzo-deformación de la muestra de suelo observa una ley de

comportamiento plástico.

!"#$""% &E '( !)E*( +

a.- sea una muestra de suelo de forma cilndrica

/ sujetémosla a una presión isótropa constante +0.

/ En seguida apliquémosle un esfuerzo vertical +1 creciente, &e esta forma la

muestra se encuentra sujeta a un estado de esfuerzos llamado triaxial que es de

un 2ec2o biaxial de resolución.

3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

+0 +0

3 3 3 3 3 3 3 3 3

+ 1 y +4 son los esfuerzos principales para la muestra,, situándose en el plano de

mo2r, el estado de esfuerzos en un punto de la muestra está representado por un

circulo de diámetro +1-+0. $onforme +1 aumenta, manteniéndose +0 constante el

diámetro del crculo aumenta.

(l valor de +1 que provoca la ruptura de la muestra corresponde el crculo de

mo2r de ruptura.

σ


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+ ruptura

+n

o +0 +1

5i se ensaya varias muestras idénticas de suelo

b.- a diferentes estados de esfuerzo para valores diferentes de +0. 5e pondrán

trazar vvarios crculo de ruptura.

+ ruptura

c +n

o +0 +1

c.- la envolvente de estos crculos de ruptura es la curva intrnseca del suelo

estudiado. 6'mite del dominio plástico.

ara los suelos, la curva intrnseca es sensiblemente una recta de la cual la

ecuación está dada, por la luz de coulomb.

$onsideramos $ y 7 como 4 parámetros caractersticos de las propiedades

mecánicas del suelo, puesto que ellos permiten el lmite del dominio plásticos del

suelo considerado.

(ntes de la ruptura, la muestra de suelo puede ser consolidada o no, durante la

ruptura puede ser drenada o no. Existen por lo tanto diversos tipos de ensayos y

de intrnsecas. $ualquiera de los dos ensayes citados se usará dependiendo de

tipo de suelo y del problema que se presente.

&iferentes tipos de ensaye.

a.- ensaye consolidada bajo la presión 2idrostática +0 y ensaya a drenaje abierto.

'a velocidad de deformación de la muestra durante la prueba debe ser

suficientemente baja para que la presión intersticial sea nula en cada instante.


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ara las arcillas la fase de consolidación bajo +0 constante es larga y de igual

manera 6la velocidad de corte pudiente de la fase de cizallamiento, alcanzar

algunos micrones8min.

b.- ensaye consolidado, no drenado 6c.u.

la probeta en consolidada bajo la presión 2idrostática +0 y ensayada a drenaje

cerrado najo esta misma presión. 'a fase de cizallamiento es rápida en este caso.

c.- ensaye no consolidado, no drenado 6u.u.

'a aplicación de la presión 2idrostática +0 y el cizallamiento son efectuados a

drenaje cerrado. El ensaye es un ensaye rápido.

EQUIPO UTILIZADO

El ensaye triaxial se realiza con los aparatos siguientes

-una célula. 6$ámara

-un compresor

-una estructura de aplicación de cargas

-un indicador de la presión intercial

'a muestra se monta en la célula que se localiza sobre la placa de la prensa, la

ruptura de la muestra se realizara por medio de carga que comunica a la muestra

una deformación a velocidad constante. Esta deformación E1 provoca la apariciónde un esfuerzo creciente +1 que se deducirá de la fuerza leda sobre el anillo

dinamométrico. "mportante, del 2ec2o de la aplicación simultanea del esfuerzo

isótropo +0 sobre la muestra la fuerza lepida corresponde al desviador +1- +0.

El indicador de presión intersticial está destinado a medir la presión en el interior

de la muestra durante la prueba.

E9'%:($"%# &E ;E&"%5.

(notaciones

5o< 5ección inicial de la muestra5< sección actual de la muestra=< =uerza axial lepida sobre el anillo dinamométrico.+ 0< esfuerzo lateral total y efectivo.+ 1< esfuerzo axial y efectivo.>o< (ltura inicial de la muestra.


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!):)!( &E '( ;)E5:!(

(seg?rese que el anillo dinamométrico es suficiente para obtener la ruptura por el

constante. $alculado aproximadamente el disipador necesario para obtener la

ruptura de la muestra.

- oner en marc2a la máquina y ajustar el botón de control de la velocidad a

4 mm8min.- $olocar el comparador permitiendo la medición de la deformación de la

muestra.- oner e presión el brazo de carga de marca que el pistón derec2o de la

célula se situé a algunos milmetros de la cabeza de la cabeza de la

muestra.- (rrancar la maquina una vez que la aguja del comparador se mueva

detiene, la máquina y reajustar el comparador de medida del

desplazamiento a cero.

CALCULOS

'as cargas son obtenidas a partir de las curvas de calibración trazada con los

datos registrados en la tabla de lectura del extensómetro.

Esfuerzo unitario= carga

áreacorregida delamuestra

Deformacionunitaria= Deformacióntotal

alturainical de la muestra

areacorregida= áreainicial

1− Deformaciónunitaria(calculada)

5e utilizará la tabla de calibración del anillo dinamométrico 6para obtener los

valores de =.

'as curvas

σ 1−σ 3=f (h) Ho


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Para σ3 = constante.

El máximo del desviador +1- +0, permite obtener el circulo de mo2r de ruptura

para el valor del esfuerzo +0 considerando, se realizarán tres ensayos sobre un

mismo material, sometido a esfuerzos laterales +0 diferentes, 1, s y 0 2oras

sucesivamente.

:razar para los dos ensayos la curva intrnseca del material.

5"5:E;( &E $(!@(.

'os componentes principales del sistema de carga son

1. ;otor eléctrico con transmisión por cadena. !ecomendaciones especiales

de mantenimiento y de operación de la unidad de transmisión deben

tomarse en cuenta.

4. En ensamble de anillos de prueba y el pistón que transmite la carga a lamuestra se encuentran colocados en la parte inferior de la unidad de

transmisión.0. El interruptor de carga y descarga está localizado en la parte superior de la

derec2a del armazón.A. El regulador de la velocidad está a la unidad de transmisión por una

manguera flexible y montado sobre el armazón se puede regular para

efectuar ensayes a diferentes velocidades.

!E$()$"%#

(justar el regulador de velocidad solamente cuando la unidad debe de transmisión

está en operación. &esconectar la cadena durante las operaciones de ajuste.

B. En la parte superior de la unidad de carga se localiza un interruptor

regulable para evitar daCos por el desplazamiento inadecuado del

mecanismo de carga.

!E(!($"%# &E' ((!(:% (!( '( !)E*(

1. ;ontar el anillo de la prueba y los dinamoteros requeridos en el ensayo.4. 'lenar el depósito de agua6 se recomienda desairear el agua.

0. $2ecar el funcionamiento de todas las válvulas. $errarlas.A. (justar el contador de puso y el balance.

!E(!($"%# &E '( ;)E5:!(

1. &arle a la muestra el diámetro deseado, se recomienda una relación

diámetro- altura de 1 a 4.4. $olocar la muestra en el pedestal


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0. &eslizar la membrana de 2ule sobre la muestra y el pedestal. 5e

recomienda utilizar membranas Dacet 65oiltest ;odelos -AF y p-A1A. (justar la membrana al pedestal por medio de bandas de 2ule.B. $oloque la cabeza de plástico sobre la muestra y asegurele la membrana.

'a prueba de compresión triaxial se desarrollara con el propósito de determinar lascaractersticas de esfuerzo-deformación, y resistencia de los suelos sujetos a

esfuerzos cortantes.

&escripción esquemática del Equipo utilizado.

*anco triaxial

;embrana de 2ule

$ronometro

*ascula con precisión de F.1 grs.

)n vernier con precisión de F.F1 cm.

PROCEDIMIENTO

• la prueba de compresión triaxial se desarrollara con muestras inalteradas.

• 5e toma una muestra representativa del suelo al examinar y se procede a

laborarlo cen forma de cilindro con un diámetro de 0.G cm. H 1F cm. &e

altura aproximadamente.

• 'a muestra se colocara sobre una piedra porosa verticalmente en su

membrana, colocándosele en la parte de arriba otra piedra porosa

asegurándose que la membrana quede bien asegurada con un 2ilo elástico

en los extremos.

• 5e colocará la base de lucita centrando a la muestra.

• El cilindro de lucita formará la cámara triaxial.

• $olóquese la base metálica superior de la cámara sobre el cilindro de lucita,

centrándolo el vástago axial cuidándose en el cabezal de lucita y

verificando que los empaques del 2ule estén correctamente dispuestos.

• (seg?rese provisionalmente la placa metálica superior por medio de sus

tuercas en forma definitiva enroscándolas sucesivamente, de modo que laplaca quede bien 2orizontalmente, las tuercas afianzarse con presión de

mano.

• (j?stese el marco de cargas sobre el vástago de carga axial

cuidadosamente.

• (plquese a la cámara, presión.


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• &éjese introducir el agua a la cámara eliminándose el ariete que en ella se

encuentra.

• (j?stese bien los extensómetros de manera que indiquen cero.

CÁLCULOS

1. 5e calcula el peso del agua IJ y el peso de los sólidos Is.4. 5e obtiene el volumen K dela probeta

Vs=Ws

Ss V −Vs=Vv

0. 5e calcula el contenido de 2umedad en porciento, 6L y la 2umedad del

testigo, siendo la fórmula

W =

Ph− Ps Ps x

100

A. 'a relación de vacos

e=Vv

Vs

B. El grado de saturación @ en L se obtiene

G=

Ww

Vv x100

G. 'os datos as obtenidos se concentra en la 2oja de calculoM. $uando el espécimen no se deforma en toda su longitud se calcula el

diámetro dm se suman los diámetros de los extremos y dos veces los del

centro, dividiendo entre N-O dm.N. 5e calcula la deformación lineal en milmetros o bien, si esta en pulgadas

se pasa a milmetros.9. 5e calcula la deformación unitaria en L se obtiene:

¿ xh

x 10

En donde x< &eformación en milmetros 6lineal

2< altura inicial del espécimen en cm.


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1F.El área corregida se puede obtener de dos formas

corr != i

1− ( )100

En donde

( corr. < área correg ida

¿ Deformaciónunitariaen

b) empleando el diámetro deformado; cuando la falla es

plástica:

corr= f − i

❑ x (c m2)

En donde

(i < área inicial

(f < área final

¿ Diametrodeformado

τ< &eformación total.

x= Deformación en cual"uier tiem#o

11. 'a columna esfuerzo +4-+; en g8 cmP+14.5e dibuja la gráfica deformación unitaria-esfuerzo


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Esfuerzo g8cmP

o &eformación unitaria en L

10.En el registro correspondiente a crculos de mo2r se anotan los datos que

en el mismo se indican tomados e cada una de las pruebas efectuadas.

Esfuerzos normales 6Qg8cmP

1A.5e procede al trazo de los crculos de mo2r para ello se eval?a a los

esfuerzos a partir del origen y sobre el eje 2orizontal que lleva el valor de la

prueba triaxial y desde este punto se miden el valor del esfuerzo principal

de ruptura y el dominio del crculo, por lo tanto con centro en el punto

medio del segmento as se determina el segmento correspondiente.1B.)na vez trazados los semicrculos se dibuja la envolvente que mejor se

ajusta a ellos. &ic2as lneas representan aproximadamente la variación del

esfuerzo cortante en función de las presiones normales aplicadas.1G.El ángulo de fricción es el que forma la evolvente con la 2orizontal y el

valor de la co2esión $, está dado por la ordenada al origen de dic2o

envolvente media a la misma cuenta con la que se trazaron los crculos.


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CUESTIONARIO

1. R$uál es el propósito de realizar la prueba de compresión triaxialS

Es obtener parámetros del suelo y la relación esfuerzo-deformación a través de la

determinación del esfuerzo cortante. Es un ensayo complejo, pero la información

que entrega es la más representativa del esfuerzo cortante que sufre una masa de

suelo al ser cargada.

4. &escriba brevemente como se lleva a cabo la prueba de compresión triaxial

$onsiste en colocar una muestra cilndrica de suelo dentro de una membrana de

cauc2o o goma, que se introduce en una cámara especial y se le aplica una

presión igual en todo sentido y dirección. (lcanzado ese estado de equilibrio, se

aumenta la presión normal o axial 6+ 1, sin modificar la presión lateral aplicada 6 +

0 , 2asta que se produzca la falla. !ealizando por lo menos 0 pruebas, con

presiones laterales diferentes, en un gráfico se dibujan los crculos de ;o2r que

representan los esfuerzos de falla de cada muestra y trazando una tangente o

envolvente a éstos, se determinan los parámetros 7 y c del suelo. &ependiendo

del tipo de suelo y las condiciones en que este trabajará, las alternativas pararealizar el ensayo será consolidado no drenado 6$), no consolidado no drenado

6)) o consolidado drenado 6$&.

0. Rde cuantas maneras se puede realizar la prueba de compresión triaxial y

cuáles sonS

;étodo sin medición de presión de poros.

;étodo con medición de presión de poros.

A. Tue representan +1 y +0S

+ 0< esfuerzo lateral total y efectivo.

+ 1< esfuerzo axial y efectivo.

B. ;encione los posibles errores de esta prueba


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(l realizar la prueba triaxial en suelos los posibles errores dependerán de sus

condiciones geológicas, por as decir las fracturas de rocas rellenas, lisas, rugosa,

fracturada o intacta débil.

G. $on los datos obtenidos en la práctica realice los cálculos correspondientes.

CONCLUSION

El ensayo triaxial nos permite determinar la resistencia que puede soportar un

suelo sometido a diferentes tipos de esfuerzo.

5e recomienda obtener las probetas de un mismo bloque de suelo y perfilarlas en

dirección como fueron obtenidas, si no se lo 2ace as, los resultado pueden varias

y el ensayo no da resultado.

$omo ingenieros civiles es de suma importancia reconocer y efectuar de manera

correcta la prueba puesto que los resultados arrojaran las propiedades para los

suelos que pueden significar un riesgo a nuestra obra y de esta manera podemos

modificar las propiedades para as realizar un proyecto de calidad.

BIBLIOGRAFIA

2ttp88es.slides2are.net8c2josue80-esfuerzo-yresistenciaalcortante1

2ttp88icc.ucv.cl8geotecnia8F03docencia8F43laboratorio8manual3laboratorio8triaxial.p

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