Ensayo de Compresión Triaxial para Suelos Cohesivos

1. ENSAYO DE COMPRESIÓN
TRIAXIAL PARA SUELOS
COHESIVOS
ASTM D 2850-03ª
AASHTO T 234
Competencias Técnicas de Laboratorista
en Mecánica de Suelos

2. ALCANCE
Estanormatienecomoobjetivodeterminarla
resistenciaalesfuerzocortanteylarelaciónesfuerzo-
deformacióndeunamuestracilíndricadesuelo
cohesivoinalteradaóremoldeada.
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3. EQUIPO
Cámaradecompresióntriaxial:
Consistedeunaplacabase,
superiorseparadasporuncilindro
capazderesistirlapresión
aplicada.
Pistóndecargaaxial:
Pistónpasanteatravés
delapartesuperiorde
lacámara
Dispositivodecargaaxial:
Puedeserungatode
tornilloaccionadoporun
motoreléctrico.
Dispositivoparamedirla
cargaaxial:Puedeserun
anillodecargaounacelda
decarga.

4. EQUIPO
Dialdedeformaciónaxial:Debe
tenerunasensibilidadde0.001
pul,yunrecorridomínimodel
20%delaalturadelamuestra Dispositivodecontrolde
presión:Serácapazdeaplicarla
presiónalacámaramedianteuna
válvulaconectadaenlaparte
superiordelacámara.
Tapaybasedelamuestra:Serán
usadasparaprevenireldrenajedela
muestra,ytendránelmismodiámetro
inicialdelamuestra.

5. EQUIPO
Membrana de
caucho
Otrosaparatos.-Cuchillodemoldeo,
perfiladordemuestras,recipientes
paradeterminarelcontenidode
humedad,anillosdecaucho,equipo
compactador,piedrasporosasypapel
filtro.
Calibrador
Balanza
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6. MUESTRA DE ENSAYO
Lasmuestraspuedenser
inalteradasoremoldeadas.
MUESTRASINALTERADAS
Selaspuedeobtenerde
bloquesinalteradoso
mediantetubosdepared
delgada.
Bloquesinalterados:perfile
lamuestrahastaobtenerel
diámetroyalturafinal.
Perfilador de muestras.
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7. MUESTRA DE ENSAYO
Tubomuestreador:se
recortaránsolamentelas
superficiesplanas.
Midayregistrelas
dimensiones de la
probeta.
Peseyregistrelamasa
delaprobeta.
Determineelcontenido
dehumedadASTMD
2216.
Medida de las dimensiones de la probeta.
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8. MUESTRA DE ENSAYO
MUESTRAS
REMOLDEADAS
Mezcleelsueloconagua,
ydéjeloenreposoporlo
menos16horas.
Compacteelsueloenal
menos6capasenun
moldehastaladensidad
deseada.
Escarifiquecadacapa.
Compactación de la muestra.
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9. MUESTRA DE ENSAYO
Terminada la
compactacióndetermine
lasdimensionesdela
probeta.
Peselamasadela
probeta.
Determineelcontenido
dehumedadASTMD
2216.
Medida de las dimensiones de la probeta.
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10. PROCEDIMIENTO
Humedezcalaspiedras
porosasyelpapelfiltro.
Lubriqueelinteriory
exteriordelamembrana.
Fijelamembrana al
dilatadordemembrana.
Coloquesobrelabasede
lamuestralaspiedras
porosas,elpapelfiltro,la
probetaylatapasuperior.
Fijación de la membrana al dilatador de membranas.
Colocación de la membrana en la probeta.
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11. PROCEDIMIENTO
Extiendalamembrana
sobrelatapaybasede
lamuestrayséllelacon
losanillosdecaucho.
Apliqueunvaciode5in
Hghastaquetodoel
aireseaexpulsado.
Ensamblelacámara
triaxial.
Sellado de la tapa y base de la muestra
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12. PROCEDIMIENTO
Pongaencontactoel
pistónconlatapadela
muestraparapermitirel
asentamiento y la
alineacióndelpistóncon
latapa.
Lleneconagualacámara
triaxial.
Apliqueunapresiónde
confinamientohastaque
elreguladorindiquela
presióndeseada
Ensamblado de la cámara triaxial.
Contacto del pistón axial con la tapa de la muestra.
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13. PROCEDIMIENTO
Encerelosdeformímetros
verticalydecarga.
Apliquelacargaaxiala
una velocidad de
deformaciónde0.127
cm/min (lecturas
constantesohastael20%
deladeformaciónaxial).
Registrelaslecturasde
deformaciónaxialyde
carga.
Encerado del deformímetroaxial.
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14. PROCEDIMIENTO
Apaguelamáquina,sueltela
presióndelequipoy
remuevalamuestra.
Realiceungráficootome
unafotografíadeltipode
falla.
Sigaelmismoprocedimiento
descritoanteriormentepara
realizardos ensayos
adicionalescondiferente
presióndeconfinamiento
3.
Remoción de la muestra de la cámara triaxial.
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15. CÁLCULOS
•Calcule la altura inicial H
o, de la probeta como la media
aritmética de las lecturas realizadas.
•Calcule el diámetro D, de la probeta, como sigue:4
*2
smi ddd
D
Donde
d
i = Diámetro inferior, mm ó cm.
D
m= Diámetro medio, mm ó cm.
D
s= Diámetro superior, mm ó cm.
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16. CÁLCULOS
•Calcule el área A
o, y volumen V de la probeta.
•Calculeladeformaciónaxialunitaria(ε),paracada
cargaaplicada,comosigue:
Donde
ΔH= Variación de la altura de la probeta, en
cm ó mm.
H
o= Altura inicial de la muestra, en cm ó mm.4
*
2
D
A
o ooHAV * o
H
H
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17. CÁLCULOS
•Calculeeláreacorregidaparacadaaplicaciónde
carga,comosigue:
Donde
•A
o=Áreainicialpromediodelaseccióntransversalde
lamuestra,encm
2
ómm
2
.
•ε=Deformaciónaxialunitariaparacadacargaaxial
aplicada.1
oA
A
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18. CÁLCULOS
•Calculeeláreacorregidaparacadaaplicaciónde
carga,comosigue:
Donde:
P=Cargaaxialaplicada,medidaenkg,yselacalculacon
lasiguienteexpresión:A
P
31
P=Lecturadeldeformímetrodecarga*Factordecalibracióndelanillo.
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19. CÁLCULOS
•Conlosresultados
obtenidos construir
paracadapresión
lateral
3,unagráfica
enescalaaritmética;
ubicandoenelejede
lasabscisaslas
deformaciones
unitariasε, en
porcentaje,yen
ordenadaselesfuerzo
desviador,
1-
3.Deformación unitaria (%)
Esfuerzo en (Kg/cm2)
1.0 2.0 3.0
0
1.0
2.0
3.0
4.0
4.0
1
Probeta 3
Probeta 2
Probeta 1
3
1 3
1 3
Esfuerzo desviador versus
deformación
Fuente: Normas ASTMD D 2850
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20. CÁLCULOS
•Calculelosesfuerzosprincipalesalafalla,
comosigue:
3=presiónlateraldeconfinamiento
aplicadaalacámara.
1=esfuerzoprincipalmayor=esfuerzo
desviadoralafalla+presiónde
confinamientoaplicadaalacámara.
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21. CÁLCULOS
DibujeloscírculosdeMohrparacadaprobeta
ensayadaytraceunatangenteoenvolventeaésta,
paraellodetermineelcentrodecadacírculoyelradio
comosigue:
Centro = (
1
+
3
) / 2
Radio = (
1
-
3
) / 2
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22. CÁLCULOS
•Deestagráficaobtenga
losparámetrosde
cohesiónyángulode
fricción,midiendola
pendiente de la
tangente que
correspondealángulo
defriccióninterna(Ø),y
laintercepciónconla
ordenada que
corresponde a la
cohesión(C).Deformación normales (Kg/cm2)
Esfuerzo tangenciales (Kg/cm2)
1.0 2.0 3.0
0
1.0
2.0
3.0
4.0
C
1 3
3
Probeta 1
Probeta 2
Probeta 3
1 32
Circulo de Mohr
Fuente: Normas ASTMD D 2850
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