Ensayo Triaxial

ENSAYO TRIAXIALTTULO

PRUEBA TRIAXIAL DE CORTE

OBJETIVO

Determinar la curva de deformacin unitaria vs. esfuerzo desviador con una presin de cmara de 0,5 ; 1 y 2 kg/cm2 Encontrar el esfuerzo desviador de falla en cada una de las presiones de cmara. Graficar la envolvente de falla mediante la ayuda de AutoCAD. Encontrar los valores de cohesin (c) y ngulo de friccin interna ().

MARCO TEORICO

La prueba triaxial de corte es uno de los mtodos ms confiables para determinar los parmetros de la resistencia cortante. Se usa ampliamente tanto para investigaciones como para pruebas convencionales. La prueba se considera confiable por las siguientes razones:

Proporciona informacin sobre el comportamiento esfuerzo deformacin unitaria del suelo, cosa que no hace la prueba de corte directo. Proporciona condiciones ms uniformes de esfuerzo que la prueba de corte directo con sus concentraciones de esfuerzos a lo largo del plano de falla. Proporciona ms flexibilidad en trminos de trayectoria de carga.

En la prueba de corte triaxial se usa generalmente un espcimen de suelo de aproximadamente 36 mm de dimetro y 76 mm de longitud. El espcimen queda encerrado por una membrana delgada de hule y se coloca dentro de una cmara cilndrica de plstico que se llena usualmente con agua o glicerina.El espcimen queda sometido a una presin de confinamiento por compresin del fluido en la cmara. (El aire es a veces usado como medio de compresin). Para generar la falla cortante en el espcimen, se aplica un esfuerzo axial a travs de un mbolo vertical de carga (llamado a veces esfuerzo desviador).

Tres tipos estndar de pruebas triaxiales son generalmente llevadas a cabo:1. Prueba consolidada drenada o prueba drenada (prueba CD).2. Prueba consolidada no drenada (prueba CU).3. Prueba no consolidada no drenada o prueba no drenada (prueba UU).

PRUEBA NO CONSOLIDADA NO DRENADA

En las pruebas no consolidadas no drenadas, el drenaje del espcimen de suelo no se permite durante la aplicacin de la presin de la cmara . El espcimen de prueba es cortado a la falla por la aplicacin del esfuerzo desviador , sin permitirse el drenaje.Como el drenaje no se permite en ninguna etapa, la prueba se lleva a cabo muy rpidamente. Debido a la aplicacin de la presin de confinamiento en la cmara , la presin de poro del agua en el espcimen de suelo se incrementar una cantidad . Habr un incremento adicional en la presin de poro , debido a la aplicacin del esfuerzo desviador.

Obtenido el esfuerzo desviador de falla para cada una de las presiones de cmara , por simple suma se obtiene el valor de los esfuerzos , de la siguiente manera:

Mediante la ayuda de un programa como AutoCAD, se puede trazar circunferencias de radio , conocidas las presiones de cmara .

Graficado el crculo de Mohr (3 en total), se traza la envolvente que ha de pasar de una manera aproximada por las tres circunferencias.Y de este modo se obtienen los dos parmetros:

Al aplicar la fuerza horizontal, se van midiendo las deformaciones y con estos valores es posible graficar la tensin de corte , en funcin de la deformacin en el plano de esta tensin de corte. De la grfica es posible tomar el punto mximo de tensin de corte como la resistencia al corte del suelo.

Los valores de se llevan a un grfico en funcin del esfuerzo normal , obteniendo la recta intrnseca (envolvente de falla), donde va como ordenada y como abscisa. El ngulo que forma esta recta con el eje horizontal es el ngulo y el intercepto con el eje , la cohesin (c).

La friccin interna de un suelo, est definida por el ngulo cuya tangente es la relacin entre la fuerza que resiste el deslizamiento, a lo largo de un plano, y la fuerza normal "" aplicada a dicho plano. Los valores de este ngulo llamada "angulo de friccin interna", varan de prcticamente 0 para arcillas plsticas, cuya consistencia este prxima a su lmite lquido, hasta 45 o ms, para gravas y arenas secas, compactas y de partculas angulares. Generalmente, el ngulo "para arenas es alrededor de 30.

MATERIALES

Suelo

EQUIPO Y HERRAMIENTAS

Equipo de prueba triaxial. Balanza digital Probeta cilndrica y un apisonador para compactar las muestras. Esptulas, cronmetro y una regla para medir lado y altura. Recipientes para obtener la humedad a distintas cargas. Horno

PROCEDIMIENTO

Primero procedemos a pasar el material (suelo) por el tamiz #4, dependiendo de que tan hmeda se encuentre la muestra se puede agregar un poco de agua para a continuacin colocarla en el molde cilndrico.

Compactamos la muestra con un apisonador en 5 capas con el objetivo de lograr obtener una misma densidad para las tres muestras que se deben realizar.

Ahora procedemos a obtener los pesos del molde + suelo (PMS) y el peso del molde sin nada (PM), y de este modo obtener el peso del suelo compactado.

Del molde se han de determinar variables como el dimetro y la altura, para posteriormente calcular el volumen y ya con estos datos calcular la densidad del suelo.

Como siguiente paso se procede a someter a la primera muestra a la prueba axial. Este equipo al encontrarse conectado con el computador va registrando los datos a travs de un programa. El tiempo que se debe esperar por muestra es de 1 hora. Por lo que en total para las tres muestras ha de tomar 3 horas al ser sometidas a la prueba triaxial.

Adems luego de realizado el ensayo se ha de tomar muestras del suelo para determinar la humedad de cada uno.

Finalmente, realizadas las lecturas en cada una de las cargas se procede a realizar los respectivos clculos.

ANLISIS DE DATOS Y CLCULO

En el siguiente recuadro se presenta las variables necesarias que permiten encontrar la humedad para cada muestra cilndrica:

DETERMINACIN DE

UNIVERSIDAD DE CUENCA - FACULTAD DE INGENIERA

ENSAYO TRIAXIAL UU RPIDO

PRIMER ENSAYO

DATOS INICIALES:

Dimetro sup.:3,77cmAltura 1:9,06cm

Dimetro cent.:3,78cmAltura 2:9,06cm

Dimetro inf.:3,74cmAltura prom:9,06cm

Diametro prom:3,77cmPeso inicial:211,37gr

PESO ESPECFICO HMEDO:

f:2,088gr/cm3

PESO ESPECFICO SECO:

d:1,384gr/cm3

DATOS DE CORTE:

Velocidad:0,254mm/min

Presin de cmara0,5Kg/cm2

HUMEDAD:

Tarro N:17425

Mat Hm+ T (gr):161,58147,89

Mat Sec+ T (gr):139,52126,24Humedad Promedio:25,1

Peso Tarro (gr)50,940,6

Humedad: (%)24,925,3

Carga DeformacinAreaEsfuerzoDeformacin

Kgmmcm2Kg/cm2unitaria

5,1011,170,4560

18,30,2211,201,6342,43E-03

30,60,5511,242,7226,07E-03

41,80,8911,283,7059,82E-03

51,71,2211,334,5651,35E-02

60,81,5511,375,3491,71E-02

69,21,8911,416,0642,09E-02

772,2211,456,7232,45E-02

84,32,5611,507,3322,83E-02

91,52,911,547,9273,20E-02

98,33,2511,598,4833,59E-02

104,43,611,638,9733,97E-02

110,53,9411,689,4604,35E-02

116,24,2811,739,9094,72E-02

121,44,6111,7710,3135,09E-02

126,44,9511,8210,6955,46E-02

131,15,311,8711,0485,85E-02

135,15,6411,9111,3396,23E-02

139,35,9711,9611,6466,59E-02

1436,3212,0111,9066,98E-02

146,56,6612,0612,1487,35E-02

149,87,0112,1112,3707,74E-02

152,67,3512,1612,5508,11E-02

155,37,6912,2112,7208,49E-02

157,88,0312,2612,8728,86E-02

160,18,3712,3113,0069,24E-02

161,98,7112,3613,0989,61E-02

163,59,0512,4113,1729,99E-02

165,19,412,4713,2441,04E-01

166,39,7412,5213,2841,08E-01

167,610,0912,5713,3301,11E-01

168,410,4312,6313,3371,15E-01

169,410,7712,6813,3601,19E-01

169,711,1212,7413,3251,23E-01

169,611,4512,7913,2611,26E-01

169,211,812,8513,1721,30E-01

168,312,1412,9013,0451,34E-01

167,412,4812,9612,9191,38E-01

166,112,8213,0112,7631,42E-01

164,113,1513,0712,5561,45E-01

161,513,5113,1312,2991,49E-01

158,313,8513,1912,0031,53E-01

155,214,213,2511,7141,57E-01

150,614,5513,3111,3151,61E-01

145,614,8913,3710,8901,64E-01

140,615,2313,4310,4691,68E-01

Grfica de

SEGUNDO ENSAYO

DATOS INICIALES:






f:2,075gr/cm3


d:1,447gr/cm3

DATOS DE CORTE:


Presin de cmara1Kg/cm2

HUMEDAD:

Tarro N:4366

Mat Hm+ T (gr):97,6497,23



Humedad: (%)21,921,5



3,1011,040,2810

40,40,411,093,6424,42E-03

66,90,8311,156,0029,18E-03

891,2511,207,9471,38E-02

108,21,6711,259,6161,85E-02

125,52,111,3111,0992,32E-02

140,82,5411,3612,3902,81E-02

155,42,9811,4213,6063,30E-02

168,73,411,4814,7003,76E-02

181,23,8211,5315,7134,23E-02

192,64,2511,5916,6184,70E-02

203,24,6811,6517,4465,18E-02

213,35,0911,7018,2255,63E-02

222,65,5311,7618,9226,12E-02

231,25,9611,8219,5536,59E-02

239,36,3911,8820,1357,07E-02

247,16,8211,9520,6857,54E-02

253,87,2412,0121,1398,01E-02

260,17,6712,0721,5528,48E-02

265,88,0912,1321,9128,95E-02

271,38,5112,1922,2529,41E-02

276,48,9312,2622,5549,88E-02

2819,3712,3222,8051,04E-01

285,19,812,3923,0151,08E-01

28910,2212,4523,2081,13E-01

292,310,6512,5223,3471,18E-01

295,611,0712,5923,4871,22E-01

298,411,4912,6523,5841,27E-01

300,911,9112,7223,6551,32E-01

302,712,3412,7923,6661,37E-01

304,312,7612,8623,6631,41E-01

305,913,1912,9323,6561,46E-01

307,613,6213,0023,6541,51E-01

308,814,0513,0823,6141,55E-01

309,814,4813,1523,5571,60E-01

31114,913,2223,5171,65E-01

311,815,3413,3023,4401,70E-01

312,315,7513,3723,3501,74E-01

313,116,1813,4523,2751,79E-01

313,916,613,5323,2021,84E-01

313,217,0413,6123,0121,88E-01

312,217,4713,6922,8041,93E-01

311,917,913,7722,6481,98E-01

311,518,3413,8622,4822,03E-01

311,218,7713,9422,3262,08E-01

311,519,214,0222,2142,12E-01

311,419,6314,1122,0722,17E-01

311,120,0514,1921,9202,22E-01

311,420,4814,2821,8072,27E-01

311,820,9214,3721,6982,31E-01

312,421,3614,4621,6022,36E-01

31321,7914,5521,5092,41E-01

313,222,2114,6421,3912,46E-01

313,822,6414,7321,2962,50E-01

313,723,0614,8321,1582,55E-01

314,423,4914,9221,0692,60E-01

314,923,9115,0220,9702,64E-01

315,624,3415,1120,8812,69E-01

Grfica de

TERCER ENSAYO

DATOS INICIALES:






f:2,058gr/cm3


d:1,416gr/cm3

DATOS DE CORTE:


Presin de cmara2Kg/cm2

HUMEDAD:

Tarro N:3068

Mat Hm+ T (gr):113,18120,49



Humedad: (%)20,019,9



0,50,0111,110,0450,00011099

5,90,0211,120,5312,22E-04

7,90,0311,120,7113,33E-04

32,50,1911,142,9182,11E-03

70,10,5711,186,2686,33E-03

99,50,9811,248,8561,09E-02

123,81,3911,2910,9681,54E-02

144,81,8111,3412,7672,01E-02

163,42,2311,4014,3392,48E-02

179,92,6511,4515,7112,94E-02

194,73,0711,5116,9223,41E-02

208,73,4911,5618,0523,87E-02

221,53,9311,6219,0614,36E-02

233,24,3511,6819,9704,83E-02

244,34,7711,7320,8195,29E-02

254,55,211,7921,5785,77E-02

2645,6211,8522,2736,24E-02

272,66,0411,9122,8846,70E-02

281,16,4711,9723,4777,18E-02

287,96,9112,0423,9197,67E-02

294,97,3412,1024,3748,15E-02

301,17,7612,1624,7608,61E-02

307,68,1912,2225,1629,09E-02

313,28,6212,2925,4869,57E-02

318,49,0412,3525,7751,00E-01

323,39,4612,4226,0361,05E-01

327,29,8912,4826,2101,10E-01

331,110,3212,5526,3801,15E-01

334,510,7512,6226,5071,19E-01

337,411,1912,6926,5891,24E-01

339,511,6112,7626,6121,29E-01

341,912,0412,8326,6531,34E-01

344,112,4712,9026,6771,38E-01

346,512,8912,9726,7181,43E-01

348,413,3113,0426,7181,48E-01

349,413,7413,1126,6451,52E-01

350,614,1613,1926,5891,57E-01

351,814,5913,2626,5291,62E-01

352,615,0113,3426,4421,67E-01

353,715,4513,4126,3691,71E-01

354,315,8813,4926,2611,76E-01

352,916,3213,5726,0021,81E-01

Grfica de

ENVOLVENTE DE FALLA

MUESTRA #Presin de Esfuerzo Esf. Principal

cmaradesviadorMayor

Kg/cm2Kg/cm2Kg/cm2

10,513,3613,9

21,023,6724,67

3226,7228,72

De esta ltima grfica se obtiene c= 2,8 kg/cm2

CONCLUSIONES

Se puede observar que en la grfica de Envolvente de Falla de manera aproximada si se ajusta a los 3 crculos de Mohr lo que nos lleva a verificar que el desarrollo del ensayo estuvo bien. Se debe tener presente que el ensayo se realiz para tres presiones de cmara distintas, a medida que aumenta esta tambin aumenta el esfuerzo desviador.

Por otra lado como parte de la teora se tiene idealizado a que las arcillas tiene un y las arenas un . Pero en la realidad a un suelo se lo establecer con la ecuacin . Entonces para el caso de nuestro suelo con los resultados que nos sali, por ejemplo el valor del ngulo de friccin interna es alto lo que nos permite establecer mediante la teora expuesta anteriormente que para valores de el suelo es una arena compacta de granos angulares. Esta afirmacin se apoya al hecho de que previamente al elaborar las muestras se las compacto de la manera ms uniforme para lograr una densidad de la muestra.

Por otro lado el valor obtenido de la cohesin es alto c= 2,8 kg / cm2,

BIBLIOGRAFA Fundamentos de Ingeniera Geotcnica - (Braja M. Das) icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/.../triaxial.pdf http://www.ingenieracivil.com/2009/09/propiedades-del-suelo.html

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