Ensayo triaxial

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    Tema:

ENSAYO TRIAXIAL

    Docente:

ING.JUAN PABLO TARAMBIS

    Alumno:

JEISON VIRACUCHA

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MECANICA DE FLUIDOS 2

CARRERA INGENIERÍA CIVIL

QUITO, 01 DE ENERO DEL 2023

1. OBJETIVO

Desarrollar el ensayo triaxial el cual nos brindará la prueba para los parámetros que son: el ángulo de rozamiento interno y la cohesión del suelo.

1. MARCO TEÓRICO

Los parámetros de corte de los suelos tienen una gran importancia dentro de la ingeniería geotécnica, debido a que el ángulo de fricción (φ) y cohesión (c) son valores que están implícitos en algunas ecuaciones dentro de diferentes metodologías que sirven para predecir de alguna manera el comportamiento que tendrá el suelo, ya sea frente a las diferentes cargas que soportará por la presencia de obras de ingeniería, como pueden ser cimentaciones, o para el análisis de estabilidad de taludes y construcción de muros de sostenimiento, entre otras cosas.

Los esfuerzos generados son una combinación de esfuerzos en ambos ejes debido a que las presiones que actúan sobre la muestra son en tres direcciones ortogonales

Prueba consolidada-no drenada (CU). - Se aplica a la muestra una presión hidrostática (presión de confinamiento envolvente σ3), dejando que transcurra el tiempo suficiente para que la muestra de suelo se haya consolidado completamente bajo la presión actuante. Luego que el equilibrio estático se haya restablecido es decir que las fuerzas exteriores a la muestra actúen directamente sobre la fase solida de esta, se puede llevar a la falla a la muestra aplicando la carga axial de manera rápida para que no exista cambio de volumen. Es esencial en esta prueba no permitir ninguna consolidación adicional en la etapa de carga axial. Durante la etapa de carga axial el drenaje del equipo se mantiene cerrado, al no permitir el drenaje la presión de poro (uc) se va incrementando.

Prueba consolidada-drenada (CD), prueba lenta. - Una característica fundamental es que los esfuerzos aplicados a la muestra son esfuerzos efectivos en esta prueba.

Se aplica a la muestra una presión hidrostática (presión de confinamiento envolvente σ3), dejando que transcurra el tiempo suficiente para que la muestra de suelo se haya consolidado completamente bajo la presión actuante

Luego, el equilibrio estático se haya restablecido es decir que las fuerzas exteriores a la muestra actúen directamente sobre la fase solida de esta, se puede llevar a la falla a la muestra aplicando la carga axial adicionalmente con pequeños incrementos, los cuales deben permanecer el tiempo necesario para que la presión de agua intersticial o presión de poro en exceso se reduzca a cero (Δud = 0).

La carga axial adicionalmente genera esfuerzos verticales, a este esfuerzo se lo conoce como esfuerzo desviador (Δσd).

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Fig. 45. (a) Muestra bajo presión hidrostática, (b) Muestra aplicada carga axial.

Prueba no consolidada-no drenada (UU), prueba rápida. – En esta prueba se evita que se produzca consolidación alguna.

Durante la aplicación de la presión hidrostática no se permite el drenaje y la muestra se lleva a fallar por la aplicación de la carga axial es decir por el esfuerzo desviador igualmente sin permitir el drenaje.

Hay que tomar en cuenta que, por la aplicación de la presión hidrostática, la presión de poro se incrementara, a su vez por la aplicación del esfuerzo desviador existe un aumento adicional en la presión de poro. Por tanto, la presión de poro total (U) se expresará de la siguiente forma para cualquier etapa de aplicación del esfuerzo desviador.

𝑈 = 𝑢𝑐 + ∆𝑢𝑑

U = Presión de poro total.

uc = Presión de poro.

Δud = Variación de la presión de poro

En este ensayo la envolvente de falla de Mohr se convierte en una línea horizontal, con las siguientes condiciones: el ángulo de fricción es cero (φ=0), y el esfuerzo cortante es igual a la resistencia al corte no drenado (τ =Cu). Esta resistencia es igual al radio de los círculos de Mohr como se puede apreciar en la siguiente figura.

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Fig. 46. Círculos de Mohr para el esfuerzo total y la envolvente de falla.

Para encontrar tanto la cohesión y el ángulo de fricción de los suelos en el ensayo triaxial se utiliza el criterio de la falla de Mohr-Coulomb, en el cual mediante la gráfica de esfuerzos de corte versus los esfuerzos normales se pueden obtener estos parámetros. Al dibujar una línea de tangencia (envolvente de falla) que tope los círculos de Mohr, se establece la pendiente de la línea como el ángulo de fricción (φ) y la intercepción con el eje ordenado como la cohesión (c).

𝑟 = 𝑐 + 𝜎 ∗ tan(𝜑)

1. EQUIPO

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