Mecánica de Sólidos 08-1Sesión 17

Un repaso al circulo de Mohr y la triaxialConcepto de esfuerzo efectivo de TerzaghiMecánica de secuencias arcillosas someras

El circulo de Mohr

Aparato Triaxial para medirresistencia al corte

Ensayes triaxialesen areniscas Terciarias de Japón

Presión de confinamiento 0.1 a 245 MpaTemperatura ambiente y muestras secasDiferencias en litología?Importancia de la presión confinante

Bajo estas condiciones deformación y falla dependen del estado de esfuerzos efectivo

Desarrollo del concepto de Esfuerzo Efectivo (Terzaghi, 1923)

Se aplica a sólidos porososDepende de que el fluido rellene todos los porosPoros homogéneos y distribuidos de manera pervasivaPoros interconectados permitiendo flujo durante la deformación

Cuando el bombeoprolongado hace descender el nivelde agua, los esfuerzosefectivos en el acuitardo rebasan el umbral dela presión de Preconsolidación, el acuitardo secompacta y la superficie del terreno subsidepermanentemente

Curvas profundidad vs tiempo de variación de esfuerzo efectivopara: compactación, variaciones de nivel de agua y umbrales de esfuerzo de preconsolidación

Los materiales sedimentarios que rellenan valles volcánicos comprenden formaciones piroclásticas, aluviales y lacustres

•Diferente reología y diferentes condiciones de flujo entre materiales granulares (arcillas, limos, arenas, gravas) con

intercalaciones de rocas volcánicas y piroclásticas

•Las formaciones limo-arcillosas lacustres son hetereogéneas y sus condiciones de formación y deposición están directamente

relacionadas con su compresibilidad.

Modelo Conceptual para el Valle de San Joaquin, California

Observaciones de Terzaghi en pruebas triaxiales1. Cambios de volumen en las muestras cuando el estado isotrópico cambia2. La presión de poro neutraliza a la presión confinante

Paso del comportamiento quebradizo a comportamiento dúctil también puede ser provocado por la presión de poro

Comportamiento quebradizo

Comportamiento dúctil con suavizado de la deformación

Comportamiento dúctil (plástico) sin cambio

Comportamiento dúctil con endurecimiento de la deformación

Ejemplo en pruebas axiales

Presión de confinamiento (69 Mpa)Presión de poro variaDuctil 0 a 34.5 MpaQuebradizo de 41.4 a 68.9 MPa

ConsolidConsolidóómetro metro computarizadocomputarizado(COMPUCON)(COMPUCON)

Consolidación Unidimensionalo Axial

COMPUCON

Medición dePresión de poro

Curvas de compresibilidad de materiales arcillosos

Nuestro grupoKaufman y Sherman, 1964

Comparación entre rocas y sedimentos arcillosos, el concepto de esfuerzo efectivo nos ayuda a explicar pero ¿hay algo mas?

Variación de presión de poro durante la consolidación (Hernández, 2003).

Graphics of compressibility were grouped by depth and type of sediments. Heavy pointed curves represent controlled- gradient consolidation test and light pointed curves represent incremental test.

Variación en las condiciones

mecánicas de compresibilidad

para una secuencia arcillosa

Variación en las condiciones mecánicas

de compresibilidad para una secuencia

arcillosa

Contenido de Agua

Resultados en la secuencia arcillosa de Chalco

Importancia mecánica de las secuencias arcillosas

Carreón-Freyre and Cerca, in press, GSL

Características dearcillas(Bardet, 1997)

Estructura del agua ligada a las partículasde suelo

(Saarenketo1998)

Permitividad dieléctrica relativavs contenido de agua

gravimétrico

Conductividad eléctricavs contenido de agua gravimétrico

Comparación en diferentes densidades en arcilla

(Saarenketo, 1998)

Espectro de permitividad durante la consolidaciónde Kaoliníta a 610 kPa(Fam y Santamarina, 1995)

Variación de la permitividad para diferente contenidode agua en dos tipos de arcilla(Saarenketo, 1998)