Ensayo de Compresión Triaxial para Suelos Cohesivos

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Ensayo de Compresión Triaxial para Suelos Cohesivos

  1. 1. ASTM D 2850-03ª AASHTO T 234 ENSAYO DE COMPRESIÓN TRIAXIAL PARA SUELOS COHESIVOS Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  2. 2. ALCANCE 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. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  3. 3. EQUIPO Dispositivo de carga axial: Puede ser un gato de tornillo accionado por un motor eléctrico. 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 Cámara de compresión triaxial: Consiste de una placa base, superior separadas por un cilindro capaz de resistir la presión aplicada.
  4. 4. EQUIPO Dial de deformación axial: Debe tener una sensibilidad de 0.001 pul, y un recorrido mínimo del 20% de la altura de la muestra Dispositivo de control de presión: Será capaz de aplicar la presión a la cámara mediante una válvula conectada en la parte Tapa y base de la muestra: Serán superior de la cámara. usadas para prevenir el drenaje de la muestra, y tendrán el mismo diámetro inicial de la muestra.
  5. 5. Otros aparatos.- Cuchillo de moldeo, perfilador de muestras, recipientes EQUIPO para determinar el contenido de humedad, anillos de caucho, equipo compactador, piedras porosas y papel filtro. Membrana de caucho Calibrador Balanza Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  6. 6. MUESTRA DE ENSAYO  Las muestras pueden ser inalteradas o remoldeadas. MUESTRAS INALTERADAS  Se las puede obtener de bloques inalterados o mediante tubos de pared delgada.  Bloques inalterados: perfile Perfilador de muestras. la muestra hasta obtener el diámetro y altura final. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  7. 7. MUESTRA DE ENSAYO  Tubo muestreador: se recortarán solamente las superficies planas.  Mida y registre las dimensiones de la probeta.  Pese y registre la masa de la probeta. Medida de las dimensiones de la probeta.  Determine el contenido de humedad ASTM D 2216. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  8. 8. MUESTRA DE ENSAYO MUESTRAS REMOLDEADAS  Mezcle el suelo con agua, y déjelo en reposo por lo menos 16 horas.  Compacte el suelo en al menos 6 capas en un molde hasta la densidad Compactación de la muestra. deseada.  Escarifique cada capa. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  9. 9. MUESTRA DE ENSAYO  Terminada la compactación determine las dimensiones de la probeta.  Pese la masa de la probeta.  Determine el contenido Medida de las dimensiones de la probeta. de humedad ASTM D 2216. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  10. 10. PROCEDIMIENTO  Humedezca las piedras porosas y el papel filtro.  Lubrique el interior y exterior de la membrana. Fijación de la membrana al dilatador de membranas.  Fije la membrana al dilatador de membrana.  Coloque sobre la base de la muestra las piedras porosas, el papel filtro, la probeta y la tapa superior. Colocación de la membrana en la probeta. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  11. 11. PROCEDIMIENTO  Extienda la membrana sobre la tapa y base de la muestra y séllela con los anillos de caucho.  Aplique un vacio de 5 in Hg hasta que todo el Sellado de la tapa y base de la muestra aire sea expulsado.  Ensamble la cámara triaxial. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  12. 12. PROCEDIMIENTO  Ponga en contacto el pistón con la tapa de la muestra para permitir el asentamiento y la alineación del pistón con la tapa. Ensamblado de la cámara triaxial.  Llene con agua la cámara triaxial.  Aplique una presión de confinamiento hasta que el regulador indique la presión deseada Contacto del pistón axial con la tapa de la muestra . Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  13. 13. PROCEDIMIENTO  Encere los deformímetros vertical y de carga.  Aplique la carga axial a una velocidad de deformación de 0.127 cm/min (lecturas constantes o hasta el 20% de la deformación axial). Encerado del deformímetro axial.  Registre las lecturas de deformación axial y de carga. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  14. 14. PROCEDIMIENTO  Apague la máquina, suelte la presión del equipo y remueva la muestra.  Realice un gráfico o tome una fotografía del tipo de falla.  Siga el mismo procedimiento descrito anteriormente para realizar dos ensayos Remoción de la muestra de la cámara triaxial. adicionales con diferente presión de confinamiento 3. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  15. 15. CÁLCULOS • Calcule la altura inicial Ho, de la probeta como la media aritmética de las lecturas realizadas. • Calcule el diámetro D, de la probeta, como sigue: Donde D di 2 * dm ds di = Diámetro inferior, mm ó cm. 4 Dm= Diámetro medio, mm ó cm. Ds= Diámetro superior, mm ó cm. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  16. 16. CÁLCULOS • Calcule el área Ao, y volumen V de la probeta. *D2 V Ao * H o Ao 4 • Calcule la deformación axial unitaria (ε), para cada carga aplicada, como sigue: Donde H Ho ΔH= Variación de la altura de la probeta, en cm ó mm. Ho= Altura inicial de la muestra, en cm ó mm. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  17. 17. CÁLCULOS • Calcule el área corregida para cada aplicación de carga, como sigue: Ao A 1 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. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  18. 18. CÁLCULOS • Calcule el área corregida para cada aplicación de carga, como sigue: P 1 3 A Donde: P=Carga axial aplicada, medida en kg, y se la calcula con la siguiente expresión: P = Lectura del deformímetro de carga * Factor de calibración del anillo. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  19. 19. CÁLCULOS Esfuerzo desviador versus • Con los resultados 4.0 deformación obtenidos construir 1 3 para cada presión 3.0 Probeta 3 Esfuerzo en (Kg/cm2) lateral 3, una gráfica en escala aritmética; 1 3 2.0 Probeta 2 ubicando en el eje de las abscisas las 1 3 Probeta 1 deformaciones 1.0 unitarias ε, en porcentaje, y en 0 ordenadas el esfuerzo 1.0 2.0 3.0 4.0 Deformación unitaria (%) desviador, 1 - 3. Fuente: Normas ASTMD D 2850 Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  20. 20. CÁLCULOS • 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. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  21. 21. CÁLCULOS 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: Centro = ( 1 + 3) /2 Radio = ( 1 - 3) / 2 Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
  22. 22. CÁLCULOS • De esta gráfica obtenga Circulo de Mohr los parámetros de 3.0 cohesión y ángulo de Esfuerzo tangenciales (Kg/cm2) fricción, midiendo la 2.0 pendiente de la tangente que Probeta 3 1.0 corresponde al ángulo Probeta 1 Probeta 2 de fricción interna (Ø), y C 0 la intercepción con la 1.0 2.0 3.0 4.0 ordenada que 3 1 3 1 3 2 Deformación normales (Kg/cm2) corresponde a la cohesión (C). Fuente: Normas ASTMD D 2850 Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos

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