Aplicaciones del ensayo triaxial
Páginas: 19 (4718 palabras)
Publicado: 30 de noviembre de 2010
APLICACIONES DEL ENSAYO TRIAXIAL
1. TRAYECTORIA DE TENSIONES 2. MODELO HIPERBÓLICO
Artemio Cuenca Payá
Departamento de Ingeniería de la Construcción Grupo de Ingeniería del Terreno UNIVERSIDAD DE ALICANTE
__________________________________________________________
La
experiencia
cotidiana
ha
demostrado
que
muchos
profesionales de la Geotecnia suelen huir de losensayos triaxiales, ya que lo consideran como un gasto superfluo si con un corte, más barato, van a obtener el mismo resultado. Esto es porque, en el triaxial, se limitan a tirar unas tangentes a los círculos de Mohr, y llegar simplemente a una cohesión y un ángulo de rozamiento interno. Eso es un desperdicio de información, por lo que en las siguientes líneas intentaré exponer algunas de lasposibilidades de ese ensayo, haciendo hincapié en sus aplicaciones
prácticas, con la intención de que los alumnos adquieran una base complementaria a la que reciben en clase. ___________________________________________________________
TEMA 1º
TRAYECTORIA DE TENSIONES
En un ensayo de compresión triaxial, las fuerzas externas que actúan sobre la probeta pueden definirse según dos componentes:a.- La presión isotrópica, definida como la media de las tres tensiones principales en efectivas, es decir
σ´1 +σ´2 +σ´3 3
p= ´
Dado que σ´2 = σ´3 tendremos
σ´1 +2σ´3 3
p= ´
b.- El desviador, que es simplemente
q = σ1 σ3
A partir de los datos de laboratorio es sencillo llegar a estos parámetros planteando una tabla como la siguiente:
Def 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
σ1 900 9891008 1021 1034 1043 1051 1058 1063 1068 1072
u 600 740 760 772 777 780 780 780 778 778 778
∆u 0 140 160 172 177 180 180 180 178 178 178
σ'1 300 249 248 249 257 263 271 278 285 290 294
σ'3 300 160 140 128 123 120 120 120 122 122 122
p' 300 190 176 168 168 168 170 173 176 178 179
q 0 89 108 121 134 143 151 158 163 168 172
A 1.57 1.48 1.42 1.32 1.26 1.19 1.14 1.09 1.06 1.03La primera columna es la deformación. En la siguiente están los valores de la suma de presión en cola (600 kPa),
presión de consolidación (300 kPa), y desviador, con el formato en que suelen presentarla muchos laboratorios.
A continuación, en la tercera, están las de lecturas de presión de ∆u. intersticial, partiendo de la presión en cola.
Restándole el valor constante de esta última, sellega a la
La quinta columna se obtiene restando, fila a fila, la tercera de la segunda, y la sexta restándole al valor
constante de 900 kPa los diferentes valores de u, ya que estos 900 kPa se mantienen invariables durante todo el ensayo.
Las dos siguientes se calculan mediante las fórmulas para p’ y q indicadas al principio, mientras que la última, el parámetro A de Skempton, no es másque el cociente entre sobrepresión intersticial (∆u) y desviador (q).
Como todo esto queda algo esotérico, vamos a representarlo gráficamente.
200
150
∆u
q (kPa) 100
LE C
3 1 Efectivas 1 Totales
50
M = 0.85
0 0 50 100 150 200 p' (kPa) 250 300 350 400
Figura 1
Este ya es el plano de tensiones, en el que nos aparecen los puntos (p’,q) que hemos obtenido para cadadeformación de la probeta de 300 kPa, unidos mediante una curva que va hacia arriba y a la izquierda, hasta que a partir de un valor de p’ próximo a 165 kPa, cambia a una trayectoria vertical, y comienza a desplazarse hacia la derecha. Es el momento en que entra en fluencia, al alcanzar la Línea de Estado Crítico (LEC), y que podemos considerar como la envolvente por encima de la cual no hay estadosposibles. Puesto que estamos en efectivas, es obvio que pasa por el origen.
La
pendiente
de se
esta
LEC
(CSL
en
la
literatura como
Μ,
internacional)
representa
convencionalmente
letra griega Mu mayúscula, aunque ya nadie se preocupa de ese detalle, y se escribe como latina normal.
M está relacionada con el ángulo de rozamiento interno en efectivas por la...
1. TRAYECTORIA DE TENSIONES 2. MODELO HIPERBÓLICO
Artemio Cuenca Payá
Departamento de Ingeniería de la Construcción Grupo de Ingeniería del Terreno UNIVERSIDAD DE ALICANTE
__________________________________________________________
La
experiencia
cotidiana
ha
demostrado
que
muchos
profesionales de la Geotecnia suelen huir de losensayos triaxiales, ya que lo consideran como un gasto superfluo si con un corte, más barato, van a obtener el mismo resultado. Esto es porque, en el triaxial, se limitan a tirar unas tangentes a los círculos de Mohr, y llegar simplemente a una cohesión y un ángulo de rozamiento interno. Eso es un desperdicio de información, por lo que en las siguientes líneas intentaré exponer algunas de lasposibilidades de ese ensayo, haciendo hincapié en sus aplicaciones
prácticas, con la intención de que los alumnos adquieran una base complementaria a la que reciben en clase. ___________________________________________________________
TEMA 1º
TRAYECTORIA DE TENSIONES
En un ensayo de compresión triaxial, las fuerzas externas que actúan sobre la probeta pueden definirse según dos componentes:a.- La presión isotrópica, definida como la media de las tres tensiones principales en efectivas, es decir
σ´1 +σ´2 +σ´3 3
p= ´
Dado que σ´2 = σ´3 tendremos
σ´1 +2σ´3 3
p= ´
b.- El desviador, que es simplemente
q = σ1 σ3
A partir de los datos de laboratorio es sencillo llegar a estos parámetros planteando una tabla como la siguiente:
Def 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
σ1 900 9891008 1021 1034 1043 1051 1058 1063 1068 1072
u 600 740 760 772 777 780 780 780 778 778 778
∆u 0 140 160 172 177 180 180 180 178 178 178
σ'1 300 249 248 249 257 263 271 278 285 290 294
σ'3 300 160 140 128 123 120 120 120 122 122 122
p' 300 190 176 168 168 168 170 173 176 178 179
q 0 89 108 121 134 143 151 158 163 168 172
A 1.57 1.48 1.42 1.32 1.26 1.19 1.14 1.09 1.06 1.03La primera columna es la deformación. En la siguiente están los valores de la suma de presión en cola (600 kPa),
presión de consolidación (300 kPa), y desviador, con el formato en que suelen presentarla muchos laboratorios.
A continuación, en la tercera, están las de lecturas de presión de ∆u. intersticial, partiendo de la presión en cola.
Restándole el valor constante de esta última, sellega a la
La quinta columna se obtiene restando, fila a fila, la tercera de la segunda, y la sexta restándole al valor
constante de 900 kPa los diferentes valores de u, ya que estos 900 kPa se mantienen invariables durante todo el ensayo.
Las dos siguientes se calculan mediante las fórmulas para p’ y q indicadas al principio, mientras que la última, el parámetro A de Skempton, no es másque el cociente entre sobrepresión intersticial (∆u) y desviador (q).
Como todo esto queda algo esotérico, vamos a representarlo gráficamente.
200
150
∆u
q (kPa) 100
LE C
3 1 Efectivas 1 Totales
50
M = 0.85
0 0 50 100 150 200 p' (kPa) 250 300 350 400
Figura 1
Este ya es el plano de tensiones, en el que nos aparecen los puntos (p’,q) que hemos obtenido para cadadeformación de la probeta de 300 kPa, unidos mediante una curva que va hacia arriba y a la izquierda, hasta que a partir de un valor de p’ próximo a 165 kPa, cambia a una trayectoria vertical, y comienza a desplazarse hacia la derecha. Es el momento en que entra en fluencia, al alcanzar la Línea de Estado Crítico (LEC), y que podemos considerar como la envolvente por encima de la cual no hay estadosposibles. Puesto que estamos en efectivas, es obvio que pasa por el origen.
La
pendiente
de se
esta
LEC
(CSL
en
la
literatura como
Μ,
internacional)
representa
convencionalmente
letra griega Mu mayúscula, aunque ya nadie se preocupa de ese detalle, y se escribe como latina normal.
M está relacionada con el ángulo de rozamiento interno en efectivas por la...
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