PRUEBA DE COMPRESION TRIAXIAL

Debido a que el suelo es un material tan complejo, ninguna prueba bastará por si sola para estudiar todos los aspectos importantes del comportamiento esfuerzo-deformación.    El ensayo Triaxial constituye el método más versátil en el estudio de las propiedades esfuerzo-deformación. Con este ensayo es posible obtener una gran variedad de estados reales de carga. Esta prueba es la más común para determinar las propiedades esfuerzo-deformación. Una muestra cilíndrica de un suelo es sometida a una presión de confinamiento en todas sus caras. A continuación se incrementa el esfuerzo axial hasta que la muestra se rompe. Como no existen esfuerzos tangenciales sobre las caras de la muestra cilíndrica, el esfuerzo axial y la presión de confinamiento, son los esfuerzos principal mayor y principal menor respectivamente.  Al incremento de esfuerzo axial, se denomina esfuerzo desviador.

PRUEBA TRIAXIAL Para obtener estos parámetros tenemos diferentes tipos de prueba Consolidada-Drenada (CD) Consolidada-no drenada (CU) No consolidada – No drenada (UU)

Consolidada-Drenada (CD) Esta prueba consiste en varias etapas; En una primera etapa, se confina la muestra en todas las direcciones mediante σ₃, la presión de poros se incrementa a de manera que B=U₃/σ₃ Donde: B: parámetros de presión de poros de skempton. B=1, S=100% σ₃=U En una segunda etapa se permite el drenaje de la muestra, por lo que la presión de poros se disipa (ósea que σUd=0), y se aplica lentamente el esfuerzo desviador (∆σd), hasta causar la falla en el espécimen bajo el esfuerzo desviador de falla (∆σd)f.. Generalmente se realizan varias pruebas para diferenciar diferentes valores de σ₃ y se grafican los círculos de mohr correspondientes.   SI σ₃=σ₃’ Entonces σ₁=σ₃ + (∆σd)f = σ₁’

Consolidada – no drenada (CU)   Es el tipo más común de pruebas triaxiales. En una primera etapa, la muestra de suelo se consolida bajo σ₃, consolidado el suelo y discipado la presión de poros generado por σ₃. En una segunda etapa, se aplica el esfuerzo desviador (∆σd)hasta causar la falla de la muestra con el esfuerzo desviador de falla(∆σd)f En esta etapa no se permite el drenaje por lo tanto la presión de poros se incrementa (∆Ud) al aplicar (∆σd) y alcanza el valor (∆σd)f , al suelo bajo el (∆σd)f. La relación entre ambos esfuerzo se expresa como A= ∆Ud/∆σd. Los esfuerzos totales y efectivos de esta prueba son: Esfuerzo total σ₁=σ₃ + (∆σd)f Esfuerzo efectivo σ₁’=σ ₁ - (∆Ud)f Esfuerzo total menor σ₃’=σ₃ - (∆Ud)f Note que σ₁-σ₃= σ₁’- σ₃’ Si se ensayan varias muestras para diferentes valores de σ₃, los círculos de mohr serian. El ángulo φ obtenido es el mismo que el obtenido en la prueba CD, lo que significa que si es posible medir ∆Ud la información de la prueba CD se puede obtener de la prueba CU.

Prueba No consolidada- No drenada (UU) Prueba Rápida En esta prueba el drenaje no se permite en ninguna etapa por lo que puede ejecutarse rápidamente al aplicar σ₃, la presión de poros aumenta a Uc, al aplicar el ∆σd la presión de poros aumenta ∆ud de modo que: U=UC + ∆Ud En cualquier tiempo si: Uc=Bσ₃ y ∆Ud=A∆σd Entonces. U=Bσ₃ + A∆σd = Bσ₃ + A(σ₁-σ₃) La prueba se realiza normalmente en suelos cohesivos y puede demostrarse que el (∆σd)f Es siempre el mismo sin importar que el σ₃ que se aplique.

Prueba de compresión no confinada Es un caso especial de la prueba UU donde σ₃= 0 debido a que la resistencia cortante no drenada es independiente del esfuerzo confinante. *************** Las pruebas de compresión triaxial son las mas usadas para determinar las características de esfuerzo-deformacion y de resistencia de los suelo. Una muestra cilíndrica de suelo es sometida a esfuerzos normales y horizontales (de compresión) alrededor del cilindro.las dimensiones generales del la muestra varían desde 3.3 Cm hasta 7.6 Cm de diámetro con una relación H/D entre la altura del cilindro de suelo y su diámetro, comprendida entre 2 y 3.

Limitaciones Algunas limitaciones de los ensayos de compresión Triaxial son: En algunos casos de arcilla  el tamaño de la muestra  puede tener importantes efectos sobre la resistencia medida. Se deben confeccionar o tomar muestras de diámetros que representen adecuadamente grietas y discontinuidades en una muestra de suelo.

FUENTES DE ERROR EN LAS PRUEBAS TRIAXIALES Pruebas sin drenado Perturbación durante el muestreo y la preparación. Burbujas de aire atrapados entre el suelo y la membrana de hule o cabezales. La membrana de hule es demasiada gruesa o esta picada. Mal sello en los extremos; burbujas de aire. Esfuerzos lateral desarrollado entre los cabezales. Se deben engarzar estos para evitarlo. El suelo no está saturado, es decir, contiene aire, que es comprensible. Pruebas con drenado Demasiado rápido la velocidad de carga, que ocasiona que el exceso de presión de poro no se mantenga en cero. Mal sello en el sistema de cambio de volumen. Errores de calibración en el sistema de cambio de volumen. Perdida de carga en el pistón de carga axial debido a la mala lubricación. Insensibilidad de las mediciones a bajas deformaciones debido a rigidez temprana de suelo, que se supera cuando se usa control de velocidad constante de esfuerzo.  

TIPOS DE FALLA QUE SE DAN EN UNA PRUEBA TRIAXIAL A medida que se acorta el espécimen bajo la carga axial en aumento, aumentara su diámetro * Falla frágil por deslizamiento: se da en suelos densos o pre-consolidado el espécimen se cortara claramente a lo largo de una superficie de deslizamiento bien definida al alcanzar el máximo esfuerzo. * Flexibilidad plástica: se da en dos formas, en un suelo ligeramente pre-consolidado el corte será menos definido en general. Y en unos suelos sueltos o normalmente consolidados se presentara sin la formación de una superficie de deslizamiento, produciendo una forma abarrilada. En el último de esos casos, puede no discernirse un valor definido último del esfuerzo desviador; por lo tanto no se puede tomar un valor arbitrario que corresponde a una deformación unitaria axial que corresponde de 20 por ciento.

VALORES TÍPICOS, COHESIÓN Y ANGULO DE FRICCIÓN Tipo de suelo Tamaño (mm) Estado Angulo de Fricción Cohesión KN/m² Arenas con partículas medianas 1.1 Compactado Suelto 38° - 40° 32° - 35° Arena fina con materia orgánica 0.5 - 0.8 25° - 30° 18° - 22° Franco Arenoso 0.02 - 0.2 Friable Plástico 24° - 28° 20 - 25 10 - 15 0.01 22° - 26° 15° - 19° 25 - 30 15 - 20 Arcilloso 0.002 17° - 19° 10° - 14° 40 - 60

PROCEDIMIENTO ILUSTARDO

GRACIAS POR SU ATENCION