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7/23/2019 exposicion mecanica.pptx

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ENSAYO TRIAXIALOBJETIVO

Determinar el Ángulo de Rozamiento Interno y laCohesión del suelo, que ermitan esta!le"er suResisten"ia al Corte, ali"ando a las ro!etases#uerzos $erti"ales y laterales que tratan dererodu"ir los es#uerzos a los que est% sometido elsuelo en "ondi"iones naturales&



DE'CRI(CI)* DE+ E*'-O• El ensayo de "omresión tria.ial es el m%s usado ara

determinar las "ara"ter/sti"as de es#uerzo0de#orma"ióny de resisten"ia al es#uerzo"ortante de los suelos& El ensayo "onsiste en ali"ares#uerzos laterales y$erti"ales di#erentes, a ro!etas "il/ndri"as de suelo yestudiar su "omortamiento&• El ensayo se realiza en una "%mara de ared

transarente 1"%mara tria.ial2 llena de l/quido, en la que se "olo"a la ro!eta"il/ndri"a desuelo que, sal$o que se adoten re"au"iones ese"iales,tiene unaaltura igual a dos $e"es su di%metro, #orrada "on unamem!rana de



El ensayo se di$ide en dos etaas4

El ensayo se divide en dos etapas: La primera, en la que la probeta de suelo es sometida a

una presin !idrost"ti#a de $uido, #ones%uer&os verti#ales i'uales a los !ori&ontales( )urante estaetapa, se di#e que la probeta es*#onsolidada* si se permite el drena+e del $uido de los poros(Alternativamente, si el drena+e no puede o#urrir se di#e que

la probeta es *no #onsolidada( En la se'unda etapa, llamada de apli#a#in del Esfuerzo

Desviador , se in#rementan los es%uer&osverti#ales -desviadores. a trav/s del pistn verti#al de #ar'a,!asta la %alla( En esta etapa el operador

tiene tambi/n la op#in de permitir el drena+e y por lo tantoeliminar la presin neutra o mantener lav"lvula #orrespondiente #errada sin drena+e( Si la presinneutra es disipada se di#e que el ensayo es*drenado*, en #aso #ontrario se di#e que el ensayo es *nodrenado(



s/ los ensayos tria.iales ueden ser "lasi5"ados en4

0(No #onsolidados1no drenados -22. o r"pidos -3.(Se impide el drena+e durante las dos etapas delensayo(4( 5onsolidados1no drenados -52. o #onsolidadosr"pidos-R5.( Se permite el drena+e durante la primera etapasolamente(6( 5onsolidados1drenados -5). o lentos -S.( Se permiteel drena+e durante todo el ensayo, y no se de+an

'enerar presiones neutras apli#ando los in#rementos de#ar'a en %orma pausada durante le se'unda etapa yesperando que el suelo se#onsolide #on #ada in#remento(



+a Resisten"ia al Es#uerzo Cortante de un suelo 16# 2, en#un"ión de los es#uerzos totales, se determina usandola +ey de Coulom!4

6# 7 " 8 9 tan :;eneralmente "ada rue!a se realiza "on tres o "in"oro!etas de la misma muestra de suelo, !a3o es#uerzos"on5nantes distintos& +a reresenta"ión de losresultados en el diagrama de <ohr est% "onstituidaor una serie de "/r"ulos, "uya en$ol$ente ermite

o!tener los ar%metros del suelo estudiado en elinter$alo de es#uerzos "onsiderado&



E=>I(O

• C%mara tria.ial• <%quina de "omresión tria.ial• <em!rana de "au"ho• <olde met%li"o• Comresor de aire• Bom!a de $a"/o• Balanza de re"isión, aro.ima"ión ?,@ gr• Cali!rador• ro0sello de "au"ho• Tallador de muestras, "u"hillas y sierras• Equio ara determinar el "ontenido de humedad



Esquema de la CélulaTriaxial





(ROCEDI<IE*TO

• @& El suelo a utilizarse se re5ere que sea inalterado,• en "uyo "aso se de!e tallar or lo menos tres• ese"imenes "il/ndri"os, teniendo muy en "uenta• su estrati5"a"ión y e$itando destruir la estru"tura• original del suelo&• 'i la muestra es alterada, se ro"ede a rearar• los ese"imenes "oma"t%ndose la muestra "on• una determinada energ/a, de a"uerdo "on las• "ondi"iones tA"ni"as imartidas&• +as dimensiones de los ese"imenes deenden del• tamao de la m%quina tria.ial a emlearse• de!iendo tomar en "uenta que la altura de la• muestra de!e ser el do!le del di%metro, 1'e toman• las medidas de los ese"imenes rearados2&



& El momento de rearar los ese"imenes se de!etomar muestra ara determinar el "ontenido dehumedad&

& (esamos el rimer esA"imen y lo "olo"amos en la!ase de la "%mara tria.ial, utilizando una iedraorosa entre la muestra y di"ha !ase&

F& Colo"amos la mem!rana de "au"ho en elesA"imen, utilizando un aarato ese"ial araello&

G& Colo"amos la "a!eza de l%sti"o usando una iedraorosa entre la "a!eza y el esA"imen&

H & seguramos la mem!rana "on ligas tanto en laarte suerior "omo en la in#erior&



• & En el "aso de realizar en ensayo tria.ial en un• tria.ial 'oiltest, "one"tamos la "a!eza de l%sti"o• en el tu!o esiral que sale de la !ase y que se• utiliza ara el drena3e de la muestra&

• & Colo"amos la "%mara "on su taa, asegur%ndonos• que estAn !ien "olo"ados los emaques y• seguidamente aretamos los tornillos que su3etan• la "%mara uni#ormemente&

• K& Introdu"imos el istón en el hue"o de la "a!eza de• l%sti"o&• @?& Centramos el !razo de "arga "on el istón y• "olo"amos el dial de las de#orma"iones en "ero&



@@& 'i la muestra no se en"uentra saturada, ser%ne"esario saturarla, sal$o introdu""iones "ontrariasal rese"to, ara lo "ual a!rimos las $%l$ulas desatura"ión ermitiendo que el agua Luya desde la!ase a tra$As de la muestra&

@& li"amos resión al tanque de alma"enamientode la gli"erina o agua y luego a!rimos las $%l$ulasque ermiten el aso de la gli"erina o agua a la"%mara la resión lateral introdu"ida ser%n lasindi"adas anteriormente&

@& En estas "ondi"iones ali"amos el tio de tria.ialsoli"itado llegando en "ualquier "aso a ali"ar la"arga hasta romer la muestra anot%ndose lasle"turas de las de#orma"iones a.iales y de la "argaali"ada&



@F& >na $es terminado el ensayo se redu"e laresióny se de$uel$e la gli"erina o agua al tanque de

alma"enamiento, se se"a la "%mara y luego a lamuestra "on mu"ho "uidado "on el o!3eto degra5"ar la #ra"tura y adem%s determinar lahumedad&

@G& Todo este ro"eso lo reetimos "on los dem%sese"imenes, utilizando resiones lateralesdi#erentes&



CÁ+C>+O'

'e determina el %rea reresentati$a ini"ial de laro!eta 1o2 mediante la siguiente e.resión

o7s8Fm8i

H Donde4s 7 Área suerior, "al"ulada "on el di%metro suerior romedio

m 7 Área media, "al"ulada "on el di%metro medio romedioi 7 Área in#erior, "al"ulada "on el di%metro in#erior romedio



El $olumen de la ro!eta 1 V 2, se determina de lasiguiente manera4V 7 o M h

+os esos ese"/5"os hNmedo y se"o, se "al"ulanmediante las siguientes e.resiones4

h 7P V

s 7h @8Qh

+as de#orma"iones ara "ada le"tura del dial de"argas, se o!tienen durante el ensayo&

+a de#orma"ión unitaria se "al"ula mediante lae.resión que se muestra "ontinua"ión4



+a de#orma"ión unitaria se "al"ulamediante lae.resión que se muestra"ontinua"ión4E(%)=

+as "argas ali"adas se "al"ulanmultili"ando "adauna de las le"turas del dial de "argas,or el#a"torde "ali!ra"ión del anillo&



'e determina el %rea "orregida de la ro!eta 1"2,ara "ada le"tura de de#orma"ión, de la siguientemanera4" 7o @0E

El es#uerzo des$iador 192 ara "ada le"tura dede#orma"ión, es el siguiente

9719@0927 ( "



Deformación en una Probeta

Cilíndrica



• +a de#orma"ión .ial ser%4E@7"am!io de longitud 7+o0+

+ongitud original +

+a de#orma"ión Radial similarmente ser%4E7"am!io en el radio 7R?0R Radio original R?



- la de#orma"ión VolumAtri"a ser%4 V 7 Cam!io en el $olumen 7 V?0V Volumen original V?

Donde4 V7E@0ME

De manera similar la de#orma"ión de "orte uedeser de5nida "omo4

S 7 E@0E



;RÁICO'• Con los resultados o!tenidos y "odi5"ados, se"onstruye, ara "ada es#uerzo "on#inante 192, unagr%5"a a es"ala aritmAti"a u!i"ando, en lasa!s"isas las de#orma"iones unitarias 1U2, enor"enta3e, y en las ordenadas el es#uerzo des$iador192, en gW"m&+a gr%5"a ermite determinar el Es#uerzo Des$iadorde #alla 192 ara "ada es#uerzo "on#inante 192,ali"ado a la ro!eta&• Con los es#uerzos des$iadores de #alla,"orresondientes a "ada es#uerzo "on#inante 192, sedetermina 192 y se o!tiene el "entro y radio de los"orresondientes "/r"ulos de <ohr, mediante lassiguientes e.resiones4



• 9@ 798 9# Centro79@89 Radio79@09

• Trazar los C/r"ulos de <ohr, ara ello, elegir una• es"ala de es#uerzos& artir del origen y so!re el e3e• de las a!s"isas, lle$ar el $alor del es#uerzo• "on#inante 192, y desde este unto mar"ar el $alor

• del es#uerzo des$iador de #alla 19@ 0 92 este $alor• es el di%metro del "/r"ulo or lo tanto, "on "entro en• el unto medio del segmento as/ determinado, trazar• el semi"/r"ulo "orresondiente&



>na $ez trazados los semi"/r"ulos del estado dees#uerzos de #alla de todas las ro!etas ensayadas,di!u3ar la en$ol$ente que me3or se a3uste a ellos,esta re"i!e el nom!re de +/nea de Resisten"iaIntr/nse"a o En$ol$ente de <ohr y reresenta

aro.imadamente, la $aria"ión de la resisten"ia ales#uerzo "ortante en #un"ión de los es#uerzosnormales ali"ados&

El Ángulo de ri""ión Interna del suelo 1:2, es el que#orma la en$ol$ente "on la horizontal 1a!s"isas2 y se

determina en la gr%5"a or la endiente de laen$ol$ente& El $alor de la "ohesión 1"2, est% dadoor la ordenada al origen de di"ha en$ol$ente,medida a la misma es"ala "on que se trazaron los"/r"ulos&



Círculos de Mohr



• Los resultados del ensayo triaxial, en la forma

de pares (σ1,σ3)

• pueden ser utilizados para determinación de laenvoltoria de

• resistencia del material, con criterios como de

Mohr-Coulom

• por e!emplo"



• #e nota $ue el ensayo de compresión simple es un caso

• particular de un ensayo triaxial (σ3%&)"

σ

τ

Criterio de

Mohr-Coulomb

σ1aσ3a σ3 σ1



7dulo de )e%orma#in

• Llamado también Módulo de Elasticidad o módulo deYoung.

• Se obtiene a partir de las medidas de deformación odesplazamientos en el ensao de compresión simple.

• El ob!eti"o es la construcción de una cur"a de tensión a#ial"ersus deformación.

• La tensión es obtenida de la fuerza aplicada di"idida por el$rea de la sección trans"ersal del cuerpo de prueba.

• La deformación es medida directamente por strain-gages o

registrador continuo o indirectamente a tra"és demedidas de entre dos puntos% &ue di"ididos por ladistancia inicial de estos dos puntos dar$n ladeformación a#ial sufrida



8RO8IE)A)ES 9SI5O17E5ANI5AS

7O)2LO )E YO2N; -E. : Tenden#ia dede%orma#in en dire##in a<ial del es%uer&osoli#itante(

2NI)A) )E 7E)I)A : - ='>#m² .-7pa.

5OE9I5IENTE )E 8OISSON -n. :

Ra&n de de%orma#in ? de%orma#inradial entre la de%orma#in a<ial

2NI)A) )E 7E)I)A : adimensional



Equio sonda sa"a testigos

+a sonda sa"a testigostiene "omo o!3eti$orimordial la o!ten"ión dero!etas de ro"a yWomineral, En la oto seare"ia la sonda sa"atestigos er#orando unamuestra de a"uerdo alrograma de ensayos ae3e"utarse ara un

determinado Estudio de<e"%ni"a de Ro"as& Estamaquina se "ara"teriza orser manual y autom%ti"a&



7A32INA )E 5O78RESI@N )E RO5AS

• +a determina"ión de lasroiedades me"%ni"as, "omoes el "aso de los ensayos de"omresión simle yWounia.ial, ensayo de tra""ión

indire"ta !rasilero, ensayo Tria.ial, ensayo ara ladetermina"ión de "onstantesel%sti"as, son e3e"utados en la<aquina de Comresión deRo"as, "on la 5nalidad de

determinar las "ara"ter/sti"asde de#orma!ilidad y de roturade la ro"a yWo mineral, en"omresión&



5EL2LA OE=:

Celula XoeY ara ensayo tria.ialde ro"as soortando resionesde hasta ? <a&Con "uero de a"ero y dos taas5nales ros"adas al "uero&

In"orora dos a"olamientosara "one.ión al sistema deresión y ara la desairea"ion dela "%mara de la "elula y ara losdisositi$os que se requieran

ara la medida de la resión&'e suministra4 istón es#Ari"o"on terminal endure"ido y dos"amisas del mismo di%metro&





60(BCCC EXTRA5TOR )E 72ESTRAS )E 5EL2LASOE=

E.tra"tor manual ara muestras de "elulas XoeY& E.traede la "amisa de la "elula, sin ne"esidad de drenar el Luido"on5nado(In"orora un me"anismo de "remallera y ión, montadoso!re un "uero de a"ero&



q *OR<''T< DHHF, DGF?I'R<4 <Atodos sugeridos aradeterminar la resisten"ia de losmateriales ro"osos en "omresióntria.ial

El ensayo tria.ial se e3e"uta enmuestras de ro"as "ontenidas en unamem!rana de goma que se "olo"andentro de una "Alula tria.ial y sesometen a una resión isotrói"a1normalmente entre G y H? <(a2 que

se mantiene "onstante ara todo elensayo& "ontinua"ión se ali"a una"arga a.ial&+os ensayos y medi"ionesse realizan de la misma #orma que enlos ensayos unia.iales&

Ensayo tria.ial



E*'-O TRIZI+'e aumenta la resión lateral en etaas rogramadas y se determina la "arga a.ial "orresondiente&El ensayo"onsiste, !%si"amente, en $ariar "ontinuamente el unto de rotura "am!iando la resión lateral&5/lulas de oeD para ensayos tria<iales)es#rip#in 'eneral y espe#i#a#ionesEn distintos tamaos "ada una "onsta de los siguientes "omonentes40 El "uero de la "Alula 1@2, "on dos "one.iones r%ida autosellantes, ara la resión de la "Alula, y ara la salida delaire y la satura"ión de la "Alula rese"ti$amente&0 Dos taas 12, atornilladas al "uero "il/ndri"o de la "Alula&0 Taas de "arga suerior 12 e in#erior 1F2 "on a"olamiento es#Ari"o0 Dos asientos es#Ari"os hem!ra 1G2 "one"tados a las taas de "arga y F ara la transmisión "orre"ta de la "arga&0 >n manguito de goma 1H2 ara searar la muestra del Luido de la "Alulaunque "ada manguito uede utilizarse ara $arios ensayos, se re"omienda soli"itar G manguitos de re"am!io 1$era""esorios2&+as medi"iones de la de#orma"ión radial y a.ial se realizan mediante medidores ele"tróni"os de la de#orma"ión 12,egados dire"tamente a la suer5"ie lateral de la muestra&El "a!leado asa or el interior del manguito degoma&Todos los medidores de de#orma"ión de!er%n "one"tarse a un disositi$o elA"tri"o ade"uado 1$er 0(???W@2ara "omletar y equili!rar el uente de Pheatstone&+as medi"iones de la de#orma"ión se ueden realizar mediante

los sistemas autom%ti"os de ensayo que se des"ri!en en la %gina @ o "on el sistema Datalog des"rito en la%gina @&+a resión de la "Alula y la resión de satura"ión en los ensayos de ermea!ilidad se lle$an a "a!o "onlos equios ade"uados 1$er %gina @@2&