Mecánica de Suelos64.08

Ensayo triaxial:equipamiento y mediciones en

laboratorio

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Ens

ayo

triax

ial

Ensayo triaxial: objeto

• Curva tensión – deformación del material (s – e)• Medición de deformaciones longitudinales (e)• Medición de deformaciones radiales (n)• Medición de resistencia (sdf, c , f)• Medición de rigidez (Ei , Es )• Medición de presiones neutras (uf)

ll

a

r

3

Ens

ayo

triax

ial

Cámara triaxial

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Ens

ayo

triax

ial

Mediciones locales

Einterna > EexternaFUENTES DE ERROR (medición externa de

deformación axial)

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Ens

ayo

triax

ial

Medición local deformación: celdas de cargaOBJETO: MEDIR CARGA DESVIADORA

medición directa de carga desviadora

Puente Wheatstone

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Ens

ayo

triax

ial

Medición presiones neutras: transductores de presión

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Ens

ayo

triax

ial

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

ayo

triax

ial

Medición local: LDTPrincipio 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

ayo

triax

ial

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

ayo

triax

ial

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

ayo

triax

ial

Adquisición de datos

OBJETO: CONVERSION ANALÓGICA - DIGITAL

HARDWARE(adquisición)

INSTRUMENTOS(lectura)

SOFTWARE(manipulación)

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Ens

ayo

triax

ial

Calibración

Dispersión en la respuesta:

• Ruido eléctrico en la señal (reducir cables)

• Histéresis del instrumento.

• Mala alineación del instrumento.

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Ens

ayo

triax

ial

Ensayo no drenado: Influencia de la velocidad de carga

Ensayos rápidos

Materiales plásticos Ve= 1.0% / min

Materiales friccionalesVe = 0.3% / min

Ensayos lentos (c´ ; f´)Ve~ 1 – 2m / min

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Ens

ayo

triax

ial

Ensayo Q: curvas típicas

w 53.2 %g 16.2 KN/m3

gs 27.1 KN/m3 gd 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 mmF inicial 50.5 mm

s3 150 kPas3 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%

e1

sd

(kPa)

1 3

3

1

1

1 2

1

1

d

d f

d

fi d f

ds i f

d f

N c N

RE

E E R

En la falla df3

(medido)

Diagrama t - s

(máximo o residual) (parámetros cuu, fuu)

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Ens

ayo

triax

ial

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 df3 fu(medido)

Diagrama t - s

(máximo o residual)

(parámetros ccu, c´,fcu, f́)

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Ens

ayo

triax

ial

Parámetros A y B (Skempton)

3

uB Saturación espécimen

(si B ~1 , Sr~100%)

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3

uA Proceso de carga

CONCEPTO: predecir la variaciónde las presiones neutras conociendola variación del estado tensional en el terreno.

313 Au