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Rigidez al corte de los suelos - Rigidez al corte.pdf · PDF fileLa rigidez elástica es proporcional a la presión y densidad Hay disipación de energía en todo el rango de deformación

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  • Rigidez al corte de los suelos

    (84.07) Mecnica de Suelos y Geologa

    Alejo O. Sfriso: [email protected]

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    ndice

    Trayectoria de tensiones en edmetro y triaxial

    Mdulo de corte elstico

    Mdulos de Young secantes

    Modelo hiperblico

    2

  • Trayectoria de tensiones en edmetro y triaxial

    Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    El edmetro y el triaxial someten al suelo a diferentes trayectorias de tensiones

    En el espacio , , ,la curva de resistenciaintrnseca se escribe

    = + 2

    3

    =

    = 1 + 3

    =

    =6 sin

    3 sin

    =

  • Trayectoria de tensiones en edmetro y triaxial

    Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    El plano de la base agrupa todos los ensayos de compresin a cte

    Isotrpica =

    = 1

    = 31

    1 + 2 = 0

    = 1

    4

  • Trayectoria de tensiones en edmetro y triaxial

    Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    El plano de la base agrupa todos los ensayos de compresin a cte

    Isotrpica

    Edomtrica

    = 31

    1 + 2 0.75

    = 1

    =

    =

    5

  • Trayectoria de tensiones en edmetro y triaxial

    Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    El plano de la base agrupa todos los ensayos de compresin a cte

    Isotrpica

    Edomtrica

    Crtica

    = 31

    1 + 2 1.1|1.5

    = 1

    = =

    =

    6

  • Trayectoria de tensiones en edmetro y triaxial

    Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    El plano de la base agrupa todos los ensayos de compresin a cte

    Isotrpica

    Edomtrica

    Crtica

    Noten la superficie quese forma uniendo lascurvas de colores

    = 1

    = =

    = 1

    =

    =

    7

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    Rangos de deformacin: arenas

    La relacin tensin deformacin tiene cuatro rangos

    anterior al deslizamiento de partculas (volveremos)

    deslizamiento de algunos granos

    resistencia pico: reorientacin de contactos

    ablandamiento: estado crtico

    8

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    ndice

    Trayectoria de tensiones en edmetro y triaxial

    Mdulo de corte elstico

    Mdulos de Young secantes

    Modelo hiperblico

    9

  • a

    N N

    T

    T

    lmite friccional

    solucin elstica

    n 0

    0

    0

    Mdulo de corte inicial: Teora de contacto elstico

    La rigidez elstica es proporcional a la presin y densidad

    Hay disipacin de energa en todo el rango de deformacin

    Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    10

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    (Sags 2007)

    Rigidez elstica: medicin en la cmara triaxial

    11

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    Mdulo de corte inicial: crece con la presin y con la densidad

    Shear modulus calibration - Nevada Sand

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

    180

    0 50 100 150 200 250 300 350p [KPa]

    Ge

    [MPa]

    e=0.738

    e=0.659

    cs = 660

    ce = 2.17

    m = 0.50

    Arulmoli 1992

    =

    1 +

    12

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    Rigidez a baja deformacin del suelo de la Ciudad de Bs As (Fm. Pampeano)

    UT1

    UT2

    UT3

    UT4

    UT5

    UT6100

    150

    200

    250

    300

    3 kPa

    150100 200 250 300 400

    ur MPaE

    Muestras inalteradas13

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    Rigidez a baja deformacin del suelo de la Ciudad de Bs As (Fm. Pampeano)

    3 cot

    cot

    m

    refur ur

    atm

    cE E

    c p

    If c=o

    If c=o

    UT1 CT1

    UT2 CT2

    UT3 CT3

    UT4 CT4

    UT5 CT5

    UT6100

    150

    200

    250

    300

    3 kPa

    150100 200 250 300 400

    ur MPaE

    Muestras inalteradasMuestras compactadas14

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    ndice

    Trayectoria de tensiones en edmetro y triaxial

    Mdulo de corte elstico

    Mdulos de Young secantes

    Modelo hiperblico

    15

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    : Mdulo de Young secante cercano al origen

    la rigidez secante crececon la presin

    16

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    E50: Mdulo de Young al 50% de la tensin de falla

    E50: E al 50% de tensin de fallaE50 se usa en clculos analticos

    17

    0.5

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    Reduccin de la rigidez con la distorsin (Fm. Pampeano)

    10-5

    0.3

    0.5

    0.7

    0.1

    10-4

    10-3

    s

    ur

    E

    E

    a

    undisturbed

    undistr

    (Hardin & Richart 1963)Muestras inalteradas18

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    Reduccin de la rigidez con la distorsin (Fm. Pampeano)

    10-5

    0.3

    0.5

    0.7

    0.1

    10-4

    10-3

    s

    ur

    E

    E

    a

    undisturbed

    compacted

    compr undistr

    Muestras inalteradasMuestras compactadas

    (Hardin & Richart 1963)

    19

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    E0 vs Eur para muestras compactadas

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    3 kPa

    150100 200 250 300 400

    75

    0 , ur MPaE E

    urE

    0E

    45

    m=0.55

    Muestras compactadas20

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    ndice

    Trayectoria de tensiones en edmetro y triaxial

    Mdulo de corte elstico

    Mdulos de Young secantes

    Modelo hiperblico

    21

  • Es una curva para condiciones triaxiales

    Si aumenta la presin

    la resistencia crece linealmente

    la rigidez crece ms dbilmente

    Los parmetros dependen de la densidad

    Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    El modelo hiperblico

    resultado

    experimental

    hiperbola de

    Kondner

    iE

    1

    1

    1

    df

    i df

    R

    E

    d

    df

    u

    1f(Duncan 1970)

    =

    =

    1

    +

    22

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    El modelo hiperblico

    resultado

    experimental

    hiperbola de

    Kondner

    iE

    1

    1

    1

    df

    i df

    R

    E

    d

    df

    u

    1f(Duncan 1970)

    Es una curva para condiciones triaxiales

    Si aumenta la presin

    la resistencia crece linealmente

    la rigidez crece ms dbilmente

    Los parmetros dependen de la densidad

    =

    =

    1

    +

    23

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    El modelo hiperblico

    resultado

    experimental

    hiperbola de

    Kondner

    iE

    1

    1

    1

    df

    i df

    R

    E

    d

    df

    u

    1f(Duncan 1970)

    Es una curva para condiciones triaxiales

    Si aumenta la presin

    la resistencia crece linealmente

    la rigidez crece ms dbilmente

    Los parmetros dependen de la densidad

    =

    =

    1

    +

    24

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    El modelo hiperblico en funcin de Drpara arenas

    resultado

    experimental

    hiperbola de

    Kondner

    iE

    1

    1

    1

    df

    i df

    R

    E

    d

    df

    u

    1f(Nez 1993, 2006)

    =

    =

    1

    +

    =

    =

    1

    +

    100 + 1000 +

    2 0.5 log

    0.7 + 0.1

    25

    = 1

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    Correlacin Eui vs su

    Mdulo vs. resistencia

    Ei = 0.58 cu

    0.0

    2.0

    4.0

    6.0

    8.0

    10.0

    12.0

    14.0

    16.0

    18.0

    20.0

    0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0

    cu [KPa]

    Ei [MPa]

    26

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    Correlacin Eui vs OCR

    La rigidez al corte no drenada de las arcillasamasadas depende de

    Resistencia al corte

    Sobreconsolidacin

    27

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    El modelo hiperblico en funcin de su

    resultado

    experimental

    hiperbola de

    Kondner

    iE

    1

    1

    1

    df

    i df

    R

    E

    d

    df

    u

    1f

    =

    =

    1

    +

    = 500 600

    =

    1

    +

    2

    0.7|0.9

    28

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    d

    sE 1

    0.95d dr

    1

    0

    m

    "In situ"

    300 30%i uE q

    "In situ"

    Undisturbed sample

    Representative sample

    1s aE p 470

    2.03

    2.45

    3.20

    2 31 4 50

    d

    ap

    3

    3

    3

    2.0

    1.0

    0.5

    a

    a

    a

    p

    p

    p

    580800

    Suelos cementados: Ensayo triaxial escalonado

    En suelos cementados hay mucha dispersin de resultados

    Es razonable hacer varias etapas sobre una misma muestra

    29

  • Rig

    ide

    z al c

    ort

    e

    Ensayo triaxial UU - escalonado en el Pampeano

    d - 1

    0.00

    0.50

    1.00

    1.50

    2.00

    2.50

    0% 5% 10% 15%1

    d

    (k

    g/c

    m2)

    0

    100

    200

    300

    400

    500

    0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

    d (kg/