Demostración pendiente m (suelos)

Geotecnia III

GEOTECNIA III
“Introducción al Estado Crítico en Suelos”

Profesor: Ing. Augusto José Leoni

ESTADO CRITICO EN SUELOS
En 1958, un grupo de investigadores de la Universidad de Cambridge, encabezado por el Prof.
Roscoe, desarrollan por primera vez un trabajo donde presentan un modelo en el que se
interrelacionan los estados tensionales con las deformaciones y en el que sedefine el paso del
estado elástico al estado plástico en los suelos, para un volumen crítico específico

Ing. Augusto J. Leoni

1

Geotecnia III

Recordemos el procedimiento básico que aplicábamos en la ejecución de un ensayo
triaxial

Segunda etapa: Aplicamos la tensión
desviante σd = (σ1 – σ3) y permitimos
o no el drenaje de la probeta

Primera etapa: aplicamos una
presiónisotrópica de compresión σ3

σ1 - σ3

σ3

σ1

σ1
σ3
σ3

σ3

σ3

σ3
σ1

σ2
σ3

(σ1 - σ3) = Tensión desviante

Ensayos triaxiales: Descripción del equipo de ensayo
Aro dinamométrico Q = cte x deformación

Comparador centecimal 1 div = 0,01 mm

Pistón de transferencia de carga
Cabezal superior
Probeta cilíndrica de suelos, altura = 2 diámetros
Cabezal inferior

σ3

Ing.Augusto J. Leoni

2

Geotecnia III

Ensayos triaxiales

Primera etapa: Aplicamos σ3 sin aplicar carga
Segunda etapa: Con la probeta bajo un estado hidrostático de
presión, aplicamos la tensión desviante σd que medimos en el
aro dinamométrico

σ1
σd = Q/A = σ1−σ3
σ3

σ3

σ3

σ3

σ1 = σd + σ3 = Q/A +σ3

Ensayo no consolidado, no drenado, “Q”
Cada una de las probetas seensayan con un
valor de tensión confinante σ3 de manera de
cubrir el rango de presiones confinantes
existentes en el sitio que estamos estudiando y
a la profundidad que nos interesa

σ1 – σ3
(σ1−σ3)3

σ3−3

(σ1−σ3)2

σ3−2

(σ1−σ3)1

σ3−1
Z
ε
γ.Z

τ
φu

C.R.I.

Los parámetros de corte que resultan
de este tipo de ensayos se expresan
σ con en sub índice “u” que indica “nodrenado” (undrained)

cu
σ3−1

Ing. Augusto J. Leoni

σ3−2
(σ1−σ3)1

σ3−3
(σ1−σ3)2

Ko.γ.Z

(σ1−σ3)3

Cohesión = cu
Fricción = φu

3

Geotecnia III

Ensayos triaxiales drenados “S” (slow)

Con ésta finalidad en la parte superior y en la parte
inferior de la probeta, se colocan sendos discos de
piedras porosas, las que se conectan a través de los
cabezales, conválvulas externas.
Esto nos permite, además de mantener la presión
del agua de poros en un valor cercano a cero,
medir el cambio de volumen ∆V que experimenta
la probeta durante el ensayo.
Como los tiempos que tarda una partícula de agua
que se encuentra en el centro de la probeta para
llegar a los cabezales de la misma son muy largos
para una probeta de arcilla que tiene una
permeabilidad delorden de 10-7 cm/seg,
colocamos alrededor de la probeta un papel de
filtro con el objeto de facilitar la llegada del agua
de poros a las piedras porosas en los extremos.

σ3

∆V

Este papel de filtro es cortado en
tiras en la parte del centro de la
probeta para que no aporte
resistencia al ensayo que se
realiza

Velocidad de avance muy baja

Ensayos triaxiales drenados “S” (slow)Dispositivo para medir el volumen de agua que drena
o que penetra desde o hacia la probeta, durante las
distintas etapas del ensayo

Indicador de
cambio de volumen

∆V

σ3

Velocidad de avance muy baja

Ing. Augusto J. Leoni

Embolo manual para generar presión

4

Geotecnia III

Ensayo triaxial, consolidado, no drenado, “R” con medición de presiones neutras
Si en la segundaetapa del ensayo, aplicamos la tensión desviante a una velocidad
semejante a la de un ensayo drenado “S”. Durante la aplicación de la craga se
generarán presiones intersticiales en el interior de la probeta saturada. Esta
presión del agua de poros es una presión hidrostática que no genera tensiones de
corte por lo que se la denomina “presión neutra” y se identifica con la letra “u”.
Si...