martes, 29 de noviembre de 2011

PRACTICA 6 PRUEBA TRIAXIAL

PRUEBA TRIAXIAL  

ENSAYO DE COMPRESIÓN TRIAXIAL PARA SUELOS COHESIVOS (ASTM D 2850-03ª. AASHTO T 234).



Objetivo: Esta norma tiene como objetivo determinar la resistencia al esfuerzo cortante y la relación esfuerzo-deformación de una muestra cilíndrica de suelo cohesivo inalterada ó remoldeada.

Introducción:

 En la actualidad el uso de pruebas triaxiales en laboratorios de suelos, arroja resultados más precisos en la obtención de los parámetros de resistencia C y ϕ del suelo. Estas pruebas son de mayor confiabilidad al momento de determinar la resistencia del suelo y nos dan opción de conocer en forma más completa las características mecánicas de un suelo.

En la actualidad existen dos modalidades de pruebas triaxiales; pruebas de compresión y pruebas de extensión, todo depende de si la muestra es varia en aumento o disminución su dimensión original de altura.

Las pruebas triaxiales se clasifican además por su forma de aplicación sobre el espécimen en tres grupos, que son:

•Prueba lenta; donde el espécimen se le aplica un esfuerzo de compresión en pequeños incrementos, esperando siempre que en cada incremento el valor de Un=0, es decir que debemos esperar a que el suelo consolide y que la presión del agua sea cero.

•Prueba Rápida - Consolidada; se le aplica al suelo un esfuerzo en pequeños incrementos y luego esperamos que Un=0 para después fallar el suelo en forma rápida aplicando el esfuerzo axial por completo.

•Prueba Rápida; en esta prueba tanto la presión hidrostática como la carga axial son aplicadas sin permitir consolidación en la muestra. Los esfuerzos efectivos no se conocen bien, ni tampoco su distribución en ningún momento.

En esta practica se podrá determinar la resistencia de los suelos obtenidos en el área de la FES Aragón y se determinara por medio del esfuerzo su resistencia a la compresión que este mantiene, actividad que es importante conocer en cualquier zona antes de realizar cualquier tipo de obra ya que de esto depende la calidad y duración del proyecto así como también las consecuencias que la construcción puede ocasionar.     







MATERIAL Y EQUIPO:

·         Dispositivo para medir la carga axial: Puede ser un anillo de carga o una celda de carga.

·         Pistón de carga axial: Pistón pasante a través de la parte superior de la cámara

·         Dispositivo de carga axial: Puede ser un gato de tornillo accionado por un motor eléctrico.

·         Cámara de compresión triaxial: Consiste de una placa base, superior separadas por un cilindro capaz de resistir la presión aplicada.

·         Dial de deformación axial: Debe tener una sensibilidad de 0.001pul, y un recorrido mínimo del 20% de la altura de la muestra

·         Tapa y base de la muestra: Serán usadas para prevenir el drenaje de la muestra, y tendrán el mismo diámetro inicial de la muestra

·         Dispositivo de control de presión: Será capaz de aplicar la presión a la cámara mediante una válvula conectada en la parte superior de la cámara.

·         Otros aparatos.-Cuchillo de moldeo, perfilador de muestras, recipientes para determinar el contenido de humedad, anillos de caucho, equipo compactador, piedras porosas y papel filtro.

·         Membrana de caucho

·         Calibrador

·         Balanza





LAS MUESTRAS PUEDEN SER INALTERADAS O REMOLDEADAS.



MUESTRAS INALTERADAS







Ø  Se las puede obtener de bloques inalterados o mediante tubos de pared delgada.

Ø  Bloques inalterados: perfil de la muestra hasta obtener el diámetro y altura final.



Ø  Tubo muestreador: se recortarán solamente las superficies planas.

Ø  Mida y registre las dimensiones de la probeta.

Ø  Pese y registre la masa de la probeta.

Ø  Determine el contenido de humedad ASTMD2216.



MUESTRAS REMOLDEADAS



Ø  Mezcle el suelo con agua, y déjelo en reposo por lo menos16 horas.

Ø  Compacte el suelo en al menos 6 capas en un molde hasta la densidad deseada.

Ø  Escarifique cada capa.



Terminada la compactación determine las dimensiones de la probeta.

Ø  Pese la masa de la probeta.

Ø  Determine el contenido de humedad ASTMD2216.



Humedezca las piedras porosas y el papel filtro.

Ø  Lubrique el interior y exterior de la membrana.

Ø  Fije la membrana al dilatador de membrana.

Ø  Coloque sobre la base de la muestra las piedras porosas, el papel filtro, la probeta y la tapa superior.



Extienda la membrana sobre la tapa y base de la muestra y séllela con los anillos de caucho.

Ø  Aplique un vacio de 5 in Hg hasta que todo el aire sea expulsado.

Ø  Ensamble la cámara triaxial.



Ø  Ponga en contacto el pistón con la tapa de la muestra para permitir el asentamiento y la alineación del pistón con la tapa.

Ø  Llene con agua la cámara triaxial.



Ø  Aplique una presión de confinamiento hasta que el regulador indique la presión deseada

Ø  Encere los deformímetros vertical y de carga.

Ø  Aplique la carga axial a una velocidad de deformación de 0.127cm/min (lecturas constantes o hasta el 20% de la deformación axial).

Ø  Registre las lecturas de deformación axial y de carga.



Apague la máquina, suelte la presión del equipo y remueva la muestra.



Ø  Realice un gráfico o tome una fotografía del tipo de falla.

Ø  Siga el mismo procedimiento descrito anteriormente para realizar dos ensayos adicionales con diferente presión de confinamiento 3.



CÁLCULOS



MUESTRA 1.-



Longitud: 11.19 cm

Diámetro superior= 3.71 cm

Diámetro interior= 3.77 cm

Diámetro centro= 3.7 cm



 


Peso húmedo
Vidrio
Peso de vidrio
Peso seco
Extremos
133.4
105
98.975
110
Falla
109.8
39
95.95
100.2
Restante
110.0
42
95.77
104.1








MUESTRA 2.-

Longitud: 9.17 cm

Diámetro superior= 3.78 cm

Diámetro interior= 3.66 cm

Diámetro centro= 3.75 cm



Peso húmedo
Vidrio
Peso de vidrio
Peso seco
Extremos
114.95
47
95.78
102.1
Falla
101.6
52
95.89
97.7
Restante
117.0
44
95.43
102.0



MUESTRA 3.-



Longitud: 10.14 cm


Diámetro superior= 3.63 cm

Diámetro interior= 3.615 cm

Diámetro centro= 3.66 cm



Peso húmedo
Vidrio
Peso de vidrio
Peso seco
Extremos
107.6
49
95.86
100.00
Falla
102.70
100
97.155
99.50
Restante
119.25
103
98.43
105.90



 Calcule el área corregida para cada aplicación de carga, como sigue:

 Donde

• Ao=Área inicial promedio de la sección transversal de la muestra, en cm2 ó mm2.

• ε=Deformación axial unitaria para cada carga axial aplicada.
Calcule el área corregida para cada aplicación de carga, como sigue:

 Donde:

P=Carga axial aplicada, medida en kg, y se la calcula con la siguiente expresión: AP 3 1

P = Lectura del deformímetro de carga * Factor de calibración del anillo.



Con los resultados obtenidos construir para cada presión lateral 3, una gráfica en escala aritmética; ubicando en el eje de las abscisas las deformaciones unitarias ε, en porcentaje, y en ordenadas el esfuerzo desviador, σ 1 - σ 3.

                                   Esfuerzo desviador versus deformación Fuente: Normas ASTMD D 2850

 Calcule los esfuerzos principales a la falla, como sigue:

3=presión lateral de confinamiento aplicada a la cámara.

1=esfuerzo principal mayor= esfuerzo desviador a la falla + presión de confinamiento aplicada a la cámara.

 Dibuje los círculos de Mohr para cada probeta ensayada y trace una tangente o envolvente a ésta, para ello determine el centro de cada círculo y el radio como sigue:

De esta gráfica obtenga los parámetros de cohesión y ángulo de fricción, midiendo la pendiente de la tangente que corresponde al ángulo de fricción interna (Ø), y la intercepción con la ordenada que corresponde a la cohesión (C).



                               

Círculo de Mohr Fuente: Normas ASTMD D 2850


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