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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
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