Ensayo triaxial

Introducción y Objetivos

En este laboratorio se realizó un ensayo triaxial para suelos granulares (arenas en este caso, las cuales sólo presentan fricción) conocido como ensayo triaxial consolidado isotrópicamente drenado (CID).

El principal objetivo de este ensayo es obtener parámetros del suelo y la relación esfuerzo -deformación a través de la determinación del esfuerzo cortante. Es unensayo difícil de realizar, pero la información que entrega es la más representativa del esfuerzo cortante que sufre una masa de suelo al ser cargada, lo cual es muy relevante al momento de realizar obras civiles, pues nos permite tener conocimiento de la condición de falla del suelo, lo que por ejemplo, nos permitiría evitar deslizamientos del suelo y con ello evitar futuros accidentes.Dependiendo del tipo de suelo y las condiciones en que este trabajará, las alternativas para realizar el ensayo serán consolidados no drenado (CU), no consolidado no drenado (UU) o consolidado drenado (CD).

Descripción de la muestra
Este ensayo se aplica a suelos granulares, específicamente a las arenas. Para el laboratorio el ensayo se realizo sobre arena fina compactada al 80% DR.

ProcedimientoEste ensayo se realizo según la Norma Chilena (NCH) 1534/II Of 79.
Consiste en colocar una muestra cilíndrica de suelo dentro de una membrana de caucho o goma, que se introduce en una cámara especial y se le aplica una presión igual en todo sentido y dirección. Alcanzado ese estado de equilibrio, se aumenta la presión normal ó axial (σ1), sin modificar la presión lateral aplicada (σ3), hastaque se produzca la falla.

Realizando por lo menos 3 pruebas, con presiones laterales diferentes, en un gráfico se dibujan los círculos de Mohr que representan los esfuerzos de falla de cada muestra y trazando una tangente o envolvente a éstos, se determinan los parámetros ϕ y c del suelo.

Figura 1. Equipo triaxial

Resultados
Grafico 1. σ1-σ3 v/s Deformación unitaria

Grafico 2. ∆V/Vv/s Deformación unitaria

Interpretación de Resultados

Apéndice
Tabla 1. Datos obtenidos del ensayo de laboratorio
σ3 0,5 kg/cm2 1,0 kg/cm2 2,0 kg/cm2
Deformación σ1-σ3 ∆V σ1-σ3 ∆V σ1-σ3 ∆V
× 0,01mm división división división división división división
0 90 90 90
10 85 90,1 10 90,1 22 90
25 200 90,2 38 90,3 58 90,1
50 280 90,3 58 90,6 98 90,3
75 370 90,4 81 90,8 14590,5
100 426 90,3 100 91 181 90,8
150 471 90,2 142 91,2 263 91,2
200 485 89,6 163 90,6 334 91,1
250 510 88,8 176 89,2 376 91
300 502 88 186 89,6 396 90,4
350 490 87 187 88,9 406 89,7
400 85,1 190 87,2 413 88,8
450 82,8 185 86,4 415 87,7
500 410 86,5

Datos de la probeta: Largo = 14,28 cm
Diámetro = 7,14 cm

Cálculo del área de la probeta
A= A_0/(1-ε)
DondeA_0 es el área inicial de la probeta, antes de ser deformada
A_0=(7,14/2)^2× π=40,04 〖cm〗^2
Para transformar las divisiones se usaron las siguientes formulas:
Para σ_3=0,5 kg/〖cm〗^2 , carga (kg) = 0,145*divisiones + 0,26, si divisiones < 441
carga (kg) = 0,350*divisiones - 91,6, si divisiones > 441
Para σ_3=1,0 y 2,0 kg/〖cm〗^2 , carga (kg) = 0,95*divisiones + 2,19
Paravolumen, 1 división = 1,64 〖cm〗^3
A medida que la probeta se va deformando el área va cambiando, para ejemplificar como calcularla usaremos la deformación 10 * 0,01. Para eso calculamos la deformación unitaria de la siguiente forma:
ε= ∆L/L_0
ε= ((10×0,001)/100 cm)/(14,28 cm)
ε= 0,00007
Donde, ∆L es lo que se deforma la probeta y L_0 es el largo inicial de la probeta.
El área de la probeta paraesa deformación es:
A= A_0/(1-ε)
A= (40,04 〖cm〗^2)/(1-0,00007)
A=40,042 〖cm〗^2

Para pasar los esfuerzos desviadores dados en divisiones a cargas en kg lo hacemos de la siguiente forma:
Probeta 1 (σ3 = 0,5 kg/cm2) , división 85: carga (kg) = 0,145*divisiones + 0,26, si divisiones
carga (kg) = 0,145*85 + 0,126 = 12,585 kg
Probeta 1 (σ3 = 0,5 kg/cm2) , división 490:...