Resistencia Al Corte De Suelos Granulares Saturados

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA MECÁNICA DE SUELOS ING JULIO ESTEBAN COLMENARES

TAREA No 8
2. Se realizo un ensayo triaxial convencional CD sobre una muestra de arena densade 38mm de diámetro x 76mm de longitud. La presión de cámara fue de 200kPa.
Determine ’p, ’cs, p, p. Ei y Es Si v=0.3, Calcule G.

La siguiente tabla muestra los resultados obtenidos en el laboratorio y el posterior tratamiento de los datos:
ENSAYO TRIAXIAL CU |
Diámetro(mm) | 38 |
Altura (mm) | 72 |
Area (m²) | 0,001134115 |
Volumen (m³) | 8,16563E-05 |

Desplazamiento Axial (mm) | Carga Axial (N) | Cambio deVolumen (cm^3) | Area para cadaincremento (m²) | Esfuerzo Desviador (Kpa) | DeformaciónAxial | DeformaciónVolumetrica |
0 | 0 | 0 | 0,00113 | 0 | 0,000 | 0 |
0,3 | 128,1 | 0,1 | 0,00147 | 87 | 0,004 | 0,001224646 |
0,6 | 225,9 | 0,1 |0,00130 | 174 | 0,008 | 0,001224646 |
1 | 338,9 | 0,1 | 0,00123 | 275 | 0,014 | 0,001224646 |
1,3 | 451,8 | -0,25 | 0,00094 | 480 | 0,018 | -0,003061614 |
1,6 | 508,3 | -0,7 | 0,00070 | 730 | 0,022 | -0,008572519 |
1,9 | 564,8 | -1,9 | 0,00013 | 4211 | 0,026 | -0,023268267 |
3,2 | 604,3 | -2,7 | 0,00029 | 2081 | 0,044 | -0,033065431 |
5,2 | 593 | -3,2 | 0,00052 | 1143 | 0,072 | -0,039188659|
6,4 | 576 | -3,4 | 0,00060 | 955 | 0,089 | -0,041637951 |
7,1 | 564,8 | -3,5 | 0,00064 | 881 | 0,099 | -0,042862596 |
9,7 | 525,2 | -3,6 | 0,00076 | 688 | 0,135 | -0,044087242 |
12,9 | 497 | -3,7 | 0,00085 | 587 | 0,179 | -0,045311887 |
15,5 | 480 | -3,7 | 0,00090 | 536 | 0,215 | -0,045311887 |

Se realiza la gráfica esfuerzo desviador vs deformación axial que describe la respuestadel suelo a los esfuerzos de corte

La resistencia al corte pico τp es igual a
τp=(σ1'-σ3')p2
τp=493 kPa 2=246.5 kPa
La resistencia al corte residual τcs es igual a
τcs=(σ1'-σ3')cs2
τcs=312kPa 2=156 kPa
Los ángulos de resistencia al corte ф’ cs y ф p se hallan a partir de
ф’=arcsin(σ1'-σ3')(σ1'+σ3')
El ángulo de resistencia al corte pico es:

ф’p=arcsin(499 kPa)(499kPa+200)=45
Elángulo de resistencia al corte en estado crítico es:

ф’cs=arcsin(312 kPa)(312kPa+200)=37.5 grados
El ángulo de dilatancia es igual a
p=фp-фcs=45-37.5=7.5 grados
Los módulos de elasticidad inicial y secante se determinan como el valor de la pendiente de la parte recta de la gráfica y la recta que pasa por el esfuerzo máximo
Es=493 kPa0.044=11.2 MPa
Ei=200 kPa0.015=13.3 MPa
A partir dela teoría elástica es posible encontrar el módulo de elasticidad a cortante del suelo por medio de
G=E2(1+v)= 13.3 MPa2(1+0.3)=5.12MPa

3. Los siguientes resultados fueron obtenidos en el momento de la falla de una serie de ensayos triaxiales convencionales CD sobre muestra de arcillas saturadas de 38mm de diámetro x 76mm de longitud. Determine los parámetros de resistencia c’ y ’.Presión de Camara (KPa) | 200 | 400 | 600 |
Des.Axial (m) | 0,00722 | 0,00836 | 0,00941 |
Carga Axial (N) | 480 | 895 | 1300 |
Cambio en Volumen (m3) | 0,00000525 | 0,0000074 | 0,0000093 |

Al existir cambio en el volumen es necesario aplicar la corrección de área para poder encontrar los esfuerzos que las muestras experimentaron, una vez encontrados los esfuerzos se procede a calcular lasinvariantes de esfuerzo q y p para poder representar el estado de esfuerzos en la falla sin la necesidad de emplear el circulo de Mohr.
Prueba | Area | q (Kpa) | σ3' (Kpa) | σ1' (Kpa) | p(Kpa) | σ1'+σ3' (Kpa) | sin ф | ф rad | ф º | τf( KPa) |
1 | 0,00117684 | 407,87 | 200 | 607,87 | 335,96 | 807,87 | 0,504873 | 0,52923483 | 30,32 | 203,94 |
2 | 0,00116488 | 768,32 | 400 | 1168,32 |...