Mecanica de rocas
Páginas: 16 (3924 palabras)
Publicado: 5 de diciembre de 2013
APLICACIONES DEL ENSAYO TRIAXIAL
1. TRAYECTORIA DE TENSIONES
2. MODELO HIPERBÓLICO
Artemio Cuenca Payá
Laboratorio de Carreteras
Servicio Territorial de Carreteras
ALICANTE
__________________________________________________________
La
experiencia
cotidiana
ha
demostrado
que
muchos
profesionales de la Geotecnia suelen huir de los ensayos
triaxiales, ya que loconsideran 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 las posibilidades de
eseensayo,
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
p=
´
σ´ +σ´2 +σ´3
1
3
Dado que σ´2 = σ´3 tendremos
p=
´
σ´ +2σ´3
1
3
b.- El desviador, que es simplemente
σ3
q = σ1
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
56
7
8
9
10
σ1
900
989
1008
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
089
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
1.03
La 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 latercera, están las de lecturas de
presión
intersticial,
partiendo
de
la
presión
en
cola.
Restándole el valor constante de esta última, se llega a la
de ∆u.
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 semantienen 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 más que el cociente entre
sobrepresión intersticial (∆u) y desviador (q).
Como todo esto queda algo esotérico, vamos a representarlo
gráficamente.
200
150
q (kPa)
∆u
100
LE
50C
3
1
M = 0.85
Efectivas
Totales
1
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 cada deformación
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 165kPa, 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 estados posibles.
Puesto que estamos en efectivas, es obvio que pasa por el
origen.
La
pendiente
de
internacional)
se
esta
LEC...
1. TRAYECTORIA DE TENSIONES
2. MODELO HIPERBÓLICO
Artemio Cuenca Payá
Laboratorio de Carreteras
Servicio Territorial de Carreteras
ALICANTE
__________________________________________________________
La
experiencia
cotidiana
ha
demostrado
que
muchos
profesionales de la Geotecnia suelen huir de los ensayos
triaxiales, ya que loconsideran 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 las posibilidades de
eseensayo,
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
p=
´
σ´ +σ´2 +σ´3
1
3
Dado que σ´2 = σ´3 tendremos
p=
´
σ´ +2σ´3
1
3
b.- El desviador, que es simplemente
σ3
q = σ1
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
56
7
8
9
10
σ1
900
989
1008
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
089
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
1.03
La 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 latercera, están las de lecturas de
presión
intersticial,
partiendo
de
la
presión
en
cola.
Restándole el valor constante de esta última, se llega a la
de ∆u.
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 semantienen 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 más que el cociente entre
sobrepresión intersticial (∆u) y desviador (q).
Como todo esto queda algo esotérico, vamos a representarlo
gráficamente.
200
150
q (kPa)
∆u
100
LE
50C
3
1
M = 0.85
Efectivas
Totales
1
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 cada deformación
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 165kPa, 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 estados posibles.
Puesto que estamos en efectivas, es obvio que pasa por el
origen.
La
pendiente
de
internacional)
se
esta
LEC...
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