ensayo triaxial

7/21/2019 Ensayo Triaxial

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UNIVERSIDAD NACIONALMAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Perú, Decana de América

!ACUL"AD DEIN#ENIERIA#EOLO#ICA,

MINERA,ME"ALUR#ICA, #EO#R$!ICA Y CIVIL

ESCUELA ACADEMICO PRO!ESIONAL DE IN#ENIERIA DE MINAS

"EMA%

ENSAYO "RIA&IAL

CURSO % La'ra)ri de Mec*nica deRcas

PRO!ESOR % Elvis Valencia

ALUMNO % RIOS MIRANDA, PAUL +RIANCERCEDO -UAPALLA, !IDEL

$N#EL!LORES LAVADO, -ENRY



LIMA . PERU

/012ENSAYO "RIA&IAL

#ENERALIDADES%Su principal acción 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 mas representativa del

esfuerzo cortante que sufre una masa de suelo al ser cargada.

onsiste en colocar una muestra cil!ndrica de suelo dentro de una membrana

de cauc"o o goma, que se introduce en una cámara especial y se le aplica una

presión igual en todo sentido y dirección. #lcanzando este estado de equilibrio,

se aumenta la presión normal o a$ial, sin modi%car la presión lateral aplicada,

"asta que se produzca la falla.

&ealizando por lo menos ' pruebas, compresiones laterales diferentes, en un

gra%o se dibujan los c!rculos de mo"r que representan los esfuerzos de cada

muestra y trazando una tangente o envolvente a estos, se determina los

parámetros ( y c del suelo. )ependiendo del tipo de suelo y las condiciones en

que este trabajara, las alternativas para realizar el ensayo será consolidado no

drenado *+, no consolidado no drenado *++, o consolidado drenado *).

)ebido 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 ria$ial constituye el método más versátil en el estudio de las

propiedades esfuerzo-deformación. on este ensayo es posible obtener una

gran variedad de estados reales de carga.

Esta prueba es la más comn para determinar las propiedades

esfuerzo-deformación. +na muestra cil!ndrica de un suelo es sometida a una

presión de con%namiento en todas sus caras. # continuación se incrementa el

esfuerzo a$ial "asta que la muestra se rompe. omo no e$isten esfuerzos

tangenciales sobre las caras de la muestra cil!ndrica, el esfuerzo a$ial y la

presión de con%namiento, son los esfuerzos principal mayor y principal menorrespectivamente. #l incremento de esfuerzo a$ial, se denomina esfuerzo

desviador.

APLICACIONES%

EN !UNDACIONES%



/ara fundaciones colocadas en terrenos arcillosos, la condición inmediatamente

después de completar la construcción, es casi siempre la mas cr!tica. Esto es

porque la carga completa es aplicada al terreno y éste no "a tenido tiempo

para ganar la resistencia adicional por consolidación. /or estas condiciones la

resistencia al corte es determinada por pruebas al corte ria$ial. /ara peque0os

proyectos sobre los cuales el gasto de un programa de ensayos no se justi%ca,la capacidad de carga en suelos de arcilla saturada se puede calcular con el

ensayo .1..

ES"A+ILLIDAD EN "ALUDES%

En cualquier caso de construcción de taludes, sean estos "ec"os por la mano

del "ombre o formados naturalmente en faldas de monta0a o bordes de r!o, se

tiene por resultado componentes gravitacionales del peso que tienden a

movilizar el suelo desde un nivel mas alto "asta uno mas bajo. 2a %ltración

puede ser una causa muy importante para movilizar el suelo cuando el agua

esta presente, estas fuerzas variantes producen esfuerzos cortantes en la

masa del suelo, y ocurrirá movimiento, a menos que la resistencia al corte

sobre cada posible super%cie de falla a través de la masa sea mayor que el

esfuerzo actuante.

EMPU3ES%

#l proyectarse estructuras de sostenimiento, debe asegurarse solamente que

no solo se produzca el colapso o falla. )esplazamientos de varios cent!metros

no suelen tener importancia, siempre que se asegure que no se producirán

repentinamente desplazamientos mas grandes. /or ello el método para el

proyecto de estructuras de retención suele consistir en estudiar las condiciones

que e$istirán en una condición de falla, introduciendo factores de seguridad

convenientes, para evitar el colapso.

+na solución completa y e$acta para un caso activo o pasivo de equilibrio

limite, debe cumplir las siguientes condiciones3

- ada punto del terreno debe estar en equilibrio.

- 2a condición de falla 4o"r - oulomb debe cumplirse en todos lospuntos.

- 2os esfuerzos al interior de la masa deben estar en equilibrio con

los e$teriores.

VEN"A3AS



• 2a muestra no es forzada a inducir la falla sobre una super%cie

determinada.• onsecuentemente, una prueba de compresión puede revelar una

super%cie débil relacionada a alguna caracter!stica natural de la

estructura del suelo.

• 2as tensiones aplicadas en pruebas de compresión en laboratorio, sonuna apro$imación de aquellas que ocurren en situ.

• 2as tensiones aplicadas son las tensiones principales y es posible

realizar un estrec"o control sobre las tensiones y las deformaciones.• 2as condiciones de drenaje pueden ser controladas y es posible una gran

variedad de condiciones de prueba.

LIMI"ACIONES

• En algunos casos de arcilla el tama0o de la muestra puede tener

importantes efectos sobre la resistencia medida.

• Se deben confeccionar o tomar muestras de diámetros que representenadecuadamente grietas y discontinuidades en una muestra de suelo.

E4UIPO PARA ENSAYO

El aparato consta, en primer lugar, de un tablero de comando y de una cámara

ria$ial constituida de cilindro de lucita de '5 cm de diámetro y unos 6 mm de

espesor de su pared. *Segn %gura 5.''. 2as bases de la cámara están

conformadas por dos placas circulares las que quedaran solidarias al cilindro,

por medio de sellos de goma y piezas de ajuste. 2a pieza base inferior es de

acero ino$idable para poder resistir los ensayes. 2a cámara con las anteriores

dimensiones resiste presiones internas de 67g8cm9.

)entro de la cámara se ubican dos cilindros cortos, que sirven de base y

cabezal del cuerpo de prueba con piezas de aluminio perforada en contacto

con este.

2a transmisión de carga "acia el cuerpo de prueba se logra mediante un

movimiento ascendente de la cámara cuya sección superior del cuerpo, entra

en contacto con el vástago del anillo de carga. +n e$tensómetro medirá las

deformaciones que tengan lugar en el anillo, las que, a través, de una tabla de

calibración proporcionara las cargas actuantes correspondientes. /or otro lado,

el candenciómetro conjuntamente con el cronometro controlaran que lavelocidad de carga sea de :.:95 cm8min.

En las pruebas de compresión ria$ial, se requiere que la muestra esta

enfundada en membranas ;e$ibles, resistentes e impermeables, generalmente

de láte$.



/ara aplicar la presión de cámara en torno a la muestra, el agua seria el ;uido

ideal, ya que este no ataca a la membrana de láte$.

"IPOS DE ENSAYO "RIA&IAL

<. 1o consolidado-1o drenado *++.9. onsolidado-1o drenado *+.'. onsolidado-)renado *).=. onsolidado-1o drenado con medición de

presión de poros *+ o +>.

?rá%co de un ensayo tria$ial3

ES@+E4# )E +1 E1S#AB &C#DC#23



ENSAYO "RIA&IAL CONSOLIDADO DRENADO CD%

arácter!sticas3



• Es lento

• ácil de "acer

• Es el más utilizado

• 2a velocidad de ensayo no debe permitir presiones de poros superiores a

5:F de la presion de con%namiento.•

Se gasta muc"o tiempo para encontrar la resistencia a esfuerzosefectivos para un rango de presiones de consolidación.

• Se requiere ensayar varias muestras.

• 2os resultados son tiles para estabilidad de taludes en corte.

PREPARACI5N DEL ESP6CIMEN Y MON"A3E INICIAL

• 2istos los tres espec!menes, se procede a instalarlos en las celda, se

revisa la manguera de ingreso de contrapresión.

• olocar el papel %ltro sobre la piedra porosa "meda y sobre éste

espécimen.

• 2uego de esto colocar la membrana o late$ alrededor del espécimen, por

seguridad siempre se recomienda el uso de dos membranas y los anillos

de jebe, dos en la parte superior y dos en la parte inferior.

• olocar el tr!pode *antes de "acer esto el piston del tripode estará

elevado y ajustado caso contrario en el momento de ser colocado, el

piston comprimirá a la muestra. 2uego se ajustarán los pernos por igual,

el ajuste será moderado, con muc"o cuidado se desajustará el pistón y

se dejará caer sobre el espécimen el contacto deberá ser apenas,

dependiendo de la densidad del material con el que se esté trabajando.



• 2uego se limpiará los bordes de la base, se colocará la celda *en los

bordes de la celda se aplicará una peque0a pel!cula de grasa de silicona

se "ará giros evitando que "aya fricción y "acemos los ajustes

correspondientes en la parte superior, el perno estará abierto para

liberar vac!os.

• onectar las mangueras de ingreso de contrapresión y presión vertical

en la celda.• #daptar el deform!metro en la parte superior de la celda para controlar

la deformación de la muestra.

INS"ALACI5N DE ESPEC7MENES USANDO EL MOLDE PAR"IDO

• El proceso es el mismo pero en este se debe tener especial cuidado ya

que el espécimen es una arena limpia que fácilmente puede ser

afectado ante un movimiento inadecuado.

• /oner la membrana o late$ luego instalar el molde partido y colocar el

papel %ltro sobre la piedra porosa.

• #plicar presión de succión mediante un peque0o motor para %jar el late$

a las paredes del molde partido, luego remoldar usando 5 capas y seguir

la instalación convencional.



LLENADO DE LA CELDA "RIA&IAL

• Ese es el siguiente paso y as! se termina la etapa de saturación de la

muestra.

!ASES DEL ENSAYO

• #celeración de la saturación de arenas con B9.

• 2ectura del parámetro de S7empton *G.

• /rocedimiento para la etapa de consolidación

• omprobación si la muestra ya se encuentra consolidada.

• Etapa de aplicación de carga.

IM$#ENES DEL ENSAYO "RIA&IAL CONSOLIDADO DRENADO%

igura <3 /uesta de la muestra.

igura 93 olocación del late$ y entre la parte superior e inferior deben ir las

piedras porosas.

igura '3 ontroles de presión, contrapresión y del agua.

igara =3 Equipo para el ensayo tria$ial consolidado drenado.



igura 53 alibración de instrumentos para el ensayo tria$ial

igura H3 &esultado luego de "aber sido ensayada la muestra, dentro de

la cápsula

igura 63 &esultado luego de "aber sido ensayada la muestra.

ensayo triaxial

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