Mecánica de Suelos 64.08

Ensayo triaxial: equipamiento y mediciones en

laboratorio

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Ens

ayo

triax

ial

Ensayo triaxial: objeto

•  Curva tensión – deformación del material (! – ") •  Medición de deformaciones longitudinales (") •  Medición de deformaciones radiales (#) •  Medición de resistencia (!df, c , $) •  Medición de rigidez (Ei , Es ) •  Medición de presiones neutras (uf)

ll!="

a

r!

!" ##$=

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Ens

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ial

Cámara triaxial

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Ens

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Mediciones locales

Einterna > Eexterna FUENTES DE ERROR (medición externa de

deformación axial)

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Medición local deformación: celdas de carga OBJETO: MEDIR CARGA DESVIADORA

medición directa de carga desviadora

Puente Wheatstone

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Medición presiones neutras: transductores de presión

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Ens

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Medición local deformación

•  LDT (Local Deformation Transducer) •  LVDT (Linear Variable Differential Transformer) •  Técnica PIV (Particle Image Velocimetry) •  Otros (X-ray and optical methods, Arthur and Phillips

(1975), proximity transducers, Hird and Yung (1989), Hall efect transducers (Clayton and Kathrush (1986))

LDT LVDT

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Ens

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Medición local: LDT Principio de funcionamiento: registro de desplazamientos por variación de resistencias eléctricas (strain gauges) en una configuración de Puente de Wheatstone

SG1 – SG3: cara traccionada (aumenta resistencia) SG2 – SG4: cara comprimida (disminuye resistencia)

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Ens

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Medición local: LDT

MONTAJE

Reglas del buen arte:

•  Alejar los extremos de los cabezales

•  Verticalidad

•  Buena fijación a la membrana

•  Controlar T° durante el ensayo

•  Curvatura inicial

•  Mínimo 2 LDT (promediar lecturas)

Dispositivo manual

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Ens

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Medición local: LVDT

Principio de funcionamiento: registro por desplazamiento de un núcleo ferromagnético móvil dentro de un bobinado primario y secundario

+/- 1.5mm

+/- 6.0mm

+/- 12.5mm

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Ens

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Adquisición de datos

OBJETO: CONVERSION ANALÓGICA - DIGITAL

HARDWARE (adquisición)

INSTRUMENTOS (lectura)

SOFTWARE (manipulación)

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Calibración

Dispersión en la respuesta:

•  Ruido eléctrico en la señal (reducir cables)

•  Histéresis del instrumento.

•  Mala alineación del instrumento.

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Ens

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Ensayo no drenado: Influencia de la velocidad de carga

Ensayos rápidos

Materiales plásticos V" = 1.0% / min

Materiales friccionales V" = 0.3% / min

Ensayos lentos (c´ ; $´) V" ~ 1 – 2µ / min

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Ens

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Ensayo Q: curvas típicas

! 53.2 %" 16.2 KN/m3

"s 27.1 KN/m3 "

d 10.6 KN/m3

einicial 1.56Sr 92 %LL 68 %LP 29 %SUCS CHPasa #200 98 %vel. def. 0.80 mm/mincte def 0.01 mm/divHinicial 100.5 mm#

inicial 50.5 mm

$3 150 kPa$3 300 kPa

DATOS INICIALES

PRESION EN CAMARA

ENSAYO TRIAXIAL ESCALONADO

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0.0% 1.0% 2.0% 3.0% 4.0% 5.0% 6.0%

%1

$d

(kPa)

( )1 3

3

1

1

1 2

1

1

d

df

d

fi df

ds i f

df

N c N

RE

E E R

! !

" " "

" "

#"

#"

""

= $

= $ +

=+

% &= $' (' (

) *

En la falla df!3!

(medido)

Diagrama % - !&

(máximo o residual) (parámetros cuu, $uu)

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Ens

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Cámara triaxial: equipamiento para ensayo R´

Procedimiento

•  Saturación de espécimen (flujo de agua)

•  Verificar Sr=100% (parámetro B Skempton)

•  Consolidar el espécimen (drenaje liberado)

•  Llevar a la falla (drenaje impedido, medición de p. neutras, parámetro A Skempton)

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Ens

ayo

triax

ial

Ensayo R´: curvas típicas

En la falla df!3! fu(medido)

Diagrama % - !&

(máximo o residual)

(parámetros ccu, c´,$cu, $´)

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Ens

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Parámetros A y B (Skempton)

3!""

=uB Saturación espécimen

(si B ~1 , Sr~100%)

31

3

!!!"#"

"#"=

uA Proceso de carga

CONCEPTO: predecir la variación de las presiones neutras conociendo la variación del estado tensional en el terreno.

( )313 !!! "#"$+"=" Au