ENSAYO TRIAXIAL CONSOLIDADO DRENADO

A este ensayo se lo conoce tambin comoensayo lento (S). El drenaje se permite en las dos ltimas etapas, de este modo se tiene una consolidacin bajo la presin de cmara y el exceso de presin de poro se disipa durante la aplicacin lenta del esfuerzo desviador.En la primera etapa se satura la muestra completamente de agua, en la segunda esta es consolidada bajo una presin isotrpica de cmara y en la tercera etapa se aplica una carga axial, que va incrementndose a un ritmo suficientemente lento para que no se presente un incremento en la presin de poros. Con un drenado total y una velocidad adecuada, se asegura que la presin de poros en la muestra permanezca constante, entonces el incremento en el esfuerzo efectivo es igual al incremento del esfuerzo total ( = ). Se utiliza la vlvula C para vigilar la presin de poros, con la vlvula A y las lecturas de los deformmetro que controlan la carga y la deformacin vertical se mide el cambio de volumen de la probeta. El objetivo delensayo es determinar los parmetros de resistencia efectivosc'y' del suelo.

Para determinar los esfuerzos principales y dibujar el crculo de esfuerzo de Mohr se procede de la misma manera que para el caso del ensayo UU, entonces se grafica la variacin de la deformacin vertical respecto al esfuerzo desviador mostrada en la Figura 01

Figura 01.Deformacin vertical en funcin al esfuerzo desviador en un ensayo triaxial CD.

Obteniendo de la curva mostrada en la Figura 6.56 el esfuerzo desviadorde falla (d)fque puede ser el valorpico o crtico, se determina el esfuerzo principal mayor con la expresin:

'1)f= ('3)f+ (d)f .. 02

El esfuerzo principal menor efectivo de falla ('3)f, ser el esfuerzo isotrpico aplicado en la cmara para la consolidacin de la probeta. Para trazar la envolvente de falla y determinar los parmetros de resistencia efectivos, se deben trazar tres crculos (Figura 03).

Figura 03.Envolvente de falla para un suelo Tipo I en un ensayo triaxial CD.

De acuerdo al tipo de ensayo se obtiene un valor diferente de ngulo de friccin.En general, el ensayo consolidado drenado presenta ngulos de friccin mayores,mientras el ensayo No consolidado - No drenado da los valores mnimos de .(Winterkorn y Fang 1991).En la interpretacin de resultados de ensayos Triaxiales debe tenerse en cuenta lassiguientes fuentes de error:a. Las muestras tienden a deformarse como un barril, lo cual conduce a sobreestimacinde la resistencia al cortante.b. En el proceso de saturacin, la muestra tiende a alterarse por cambio de volumen, locual puede determinar una prdida de resistencia.

Variables del ensayo Triaxial

Los resultados que pueden ser obtenidos del ensayo Triaxial dependen del tipo deensayo y del equipo disponible y se pueden obtener los siguientes resultados:a. La envolvente de falla con el ngulo de friccin y la cohesin pico.b. La respuesta de presin de poros al corte (Ensayos no drenado).c. La respuesta de cambio de volumen al corte (ensayo drenado).d. Mdulos tangente y secante inicial o los correspondientes de descarga y recarga.e. Las caractersticas de consolidacin.f. La permeabilidad a diferentes presiones de confinamiento.

Tamao de la muestra

Para ensayar suelos residuales, el dimetro de la muestra no debe ser menor de 76 mm.,debido a que dimetros menores no se consideran representativos para tener en cuentalos efectos de escala, relacionados con las fisuras y juntas en el suelo.Adicionalmente, el dimetro no debe ser menor de 8 veces el tamao mximo de lapartcula. La relacin largo dimetro no debe ser menor de 2 1.

Consolidacin antes del Corte

La muestra es consolidada o no consolidada, de acuerdo al tipo de ensayo que se realice.En suelos saturados (arcillas y limos) para una serie de ensayos a la misma profundidad,la resistencia a la compresin para ensayos no consolidados no drenados se encontrque es independiente de la presin de la celda, con excepcin de las arcillas fisuradas.

Algunas causas de error en el ensayo Triaxial

Fell (1987) indica una serie de errores comunes que se cometen en el manejo del ensayoTriaxial:a. Ensayo a un nivel muy alto de esfuerzosLa envolvente del crculo de Mohr tiene una forma curva y si se trabaja con nivelesaltos de esfuerzos se puede sobreestimar la resistencia para el caso real de esfuerzosmenores; por ejemplo, para esfuerzos de confinamiento entre 100 y 400 kPa, lasresistencias se pueden sobreestimar hasta en un 300 %. Por lo tanto, es importante queel ensayo Triaxial se realice al nivel de esfuerzos de confinamiento reales en el taludanalizado.b. Saturacin incompletaComnmente, las muestras inalteradas no son ensayadas con saturacin total debido aque por gravedad es difcil obtener la saturacin. El resultado es un aumento en el valorde la resistencia de laboratorio, comparativamente con la resistencia real en campo, parael caso saturado.

Triaxial moderno

LoadTrac II/FlowTrac II Cclico La unidad de ensayo cclico LoadTrac II/FlowTrac II automatiza completamente el ensayo triaxial cclico en suelos. Se requiere un tiempo mnimo de mano de obra. El sistema Cclico LoadTrac II/FlowTrac-II est compuesto por una celda triaxial para contener la muestra, un marco de carga con un plato (o superficie circular) el cual es controlado por un computador para aplicar la carga esttica, dos bombas de flujo controladas por un computador para manejar la presin de cmara y la contrapresin, un dispositivo para desplazamiento lineal de alto rendimiento, un dispositivo servo asistido para aplicar la carga cclica con tasas de actualizacin de 500 veces por segundo, un microprocesador para tener un control ms preciso de la carga cclica, una PC con un procesador Pentium que controlar el ensayo e ingresar los datos del ensayo. Las herramientas de edicin y reporte estn incorporadas en el programa del ensayo y control del mismo. La unidad es enviada en una caja especialmente acondicionada con todo el equipo necesario. El sistema Cclico LoadTrac II/FlowTrac II es controlado mediante un men. El software est basado en entorno Windows XP o Vista y permite que los usuarios puedan definir las condiciones para la ejecucin del ensayo, para el ingreso de la data del ensayo y para el reporte de resultados. Los usuarios pueden especificar los valores para controlar la saturacin, consolidacin y carga cclica de un ensayo. Durante el ensayo, se visualizarn los datos actuales y el estado del sistema. Los datos recolectados se escriben en un archivo en el disco duro del sistema. El software de reporte realiza todos los clculos requeridos y permite a los usuarios tener una variedad de opciones para graficar y generar datos.