Ensayo de Compresión Triaxial para Suelos Cohesivos
1. ASTM D 2850-03ª
AASHTO T 234
ENSAYO DE COMPRESIÓN
TRIAXIAL PARA SUELOS
COHESIVOS
Competencias Técnicas de Laboratorista
en Mecánica de Suelos
2. ALCANCE
Esta norma tiene como objetivo determinar la
resistencia al esfuerzo cortante y la relación esfuerzo-
deformación de una muestra cilíndrica de suelo
cohesivo inalterada ó remoldeada.
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3. EQUIPO Dispositivo de carga axial:
Puede ser un gato de
tornillo accionado por un
motor eléctrico.
Dispositivo para medir la
carga axial: Puede ser un
anillo de carga o una celda
de carga.
Pistón de carga axial:
Pistón pasante a través
de la parte superior de
la cámara
Cámara de compresión triaxial:
Consiste de una placa base,
superior separadas por un cilindro
capaz de resistir la presión
aplicada.
4. EQUIPO
Dial de deformación axial: Debe
tener una sensibilidad de 0.001
pul, y un recorrido mínimo del
20% de la altura de la muestra Dispositivo de control de
presión: Será capaz de aplicar la
presión a la cámara mediante una
válvula conectada en la parte
Tapa y base de la muestra: Serán superior de la cámara.
usadas para prevenir el drenaje de la
muestra, y tendrán el mismo diámetro
inicial de la muestra.
5. Otros aparatos.- Cuchillo de moldeo,
perfilador de muestras, recipientes EQUIPO
para determinar el contenido de
humedad, anillos de caucho, equipo
compactador, piedras porosas y papel
filtro.
Membrana de
caucho
Calibrador
Balanza
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6. MUESTRA DE ENSAYO
Las muestras pueden ser
inalteradas o remoldeadas.
MUESTRAS INALTERADAS
Se las puede obtener de
bloques inalterados o
mediante tubos de pared
delgada.
Bloques inalterados: perfile Perfilador de muestras.
la muestra hasta obtener el
diámetro y altura final.
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7. MUESTRA DE ENSAYO
Tubo muestreador: se
recortarán solamente las
superficies planas.
Mida y registre las
dimensiones de la
probeta.
Pese y registre la masa
de la probeta. Medida de las dimensiones de la probeta.
Determine el contenido
de humedad ASTM D
2216.
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8. MUESTRA DE ENSAYO
MUESTRAS
REMOLDEADAS
Mezcle el suelo con agua,
y déjelo en reposo por lo
menos 16 horas.
Compacte el suelo en al
menos 6 capas en un
molde hasta la densidad
Compactación de la muestra.
deseada.
Escarifique cada capa.
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9. MUESTRA DE ENSAYO
Terminada la
compactación determine
las dimensiones de la
probeta.
Pese la masa de la
probeta.
Determine el contenido Medida de las dimensiones de la probeta.
de humedad ASTM D
2216.
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10. PROCEDIMIENTO
Humedezca las piedras
porosas y el papel filtro.
Lubrique el interior y
exterior de la membrana.
Fijación de la membrana al dilatador de membranas.
Fije la membrana al
dilatador de membrana.
Coloque sobre la base de
la muestra las piedras
porosas, el papel filtro, la
probeta y la tapa superior. Colocación de la membrana en la probeta.
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11. PROCEDIMIENTO
Extienda la membrana
sobre la tapa y base de
la muestra y séllela con
los anillos de caucho.
Aplique un vacio de 5 in
Hg hasta que todo el
Sellado de la tapa y base de la muestra
aire sea expulsado.
Ensamble la cámara
triaxial.
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12. PROCEDIMIENTO
Ponga en contacto el
pistón con la tapa de la
muestra para permitir el
asentamiento y la
alineación del pistón con
la tapa. Ensamblado de la cámara triaxial.
Llene con agua la cámara
triaxial.
Aplique una presión de
confinamiento hasta que
el regulador indique la
presión deseada
Contacto del pistón axial con la tapa de la muestra .
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13. PROCEDIMIENTO
Encere los deformímetros
vertical y de carga.
Aplique la carga axial a
una velocidad de
deformación de 0.127
cm/min (lecturas
constantes o hasta el 20%
de la deformación axial). Encerado del deformímetro axial.
Registre las lecturas de
deformación axial y de
carga.
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14. PROCEDIMIENTO
Apague la máquina, suelte la
presión del equipo y
remueva la muestra.
Realice un gráfico o tome
una fotografía del tipo de
falla.
Siga el mismo procedimiento
descrito anteriormente para
realizar dos ensayos Remoción de la muestra de la cámara triaxial.
adicionales con diferente
presión de confinamiento 3.
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15. CÁLCULOS
• Calcule la altura inicial Ho, de la probeta como la media
aritmética de las lecturas realizadas.
• Calcule el diámetro D, de la probeta, como sigue:
Donde
D
di 2 * dm ds di = Diámetro inferior, mm ó cm.
4 Dm= Diámetro medio, mm ó cm.
Ds= Diámetro superior, mm ó cm.
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16. CÁLCULOS
• Calcule el área Ao, y volumen V de la probeta.
*D2 V Ao * H o
Ao
4
• Calcule la deformación axial unitaria (ε), para cada
carga aplicada, como sigue:
Donde
H
Ho ΔH= Variación de la altura de la probeta, en
cm ó mm.
Ho= Altura inicial de la muestra, en cm ó mm.
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17. CÁLCULOS
• Calcule el área corregida para cada aplicación de
carga, como sigue:
Ao
A
1
Donde
• Ao=Área inicial promedio de la sección transversal de
la muestra, en cm2 ó mm2.
• ε=Deformación axial unitaria para cada carga axial
aplicada.
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18. CÁLCULOS
• Calcule el área corregida para cada aplicación de
carga, como sigue:
P
1 3
A
Donde:
P=Carga axial aplicada, medida en kg, y se la calcula con
la siguiente expresión:
P = Lectura del deformímetro de carga * Factor de calibración del anillo.
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19. CÁLCULOS
Esfuerzo desviador versus
• Con los resultados 4.0
deformación
obtenidos construir 1 3
para cada presión 3.0
Probeta 3
Esfuerzo en (Kg/cm2)
lateral 3, una gráfica
en escala aritmética; 1 3
2.0 Probeta 2
ubicando en el eje de
las abscisas las 1 3
Probeta 1
deformaciones 1.0
unitarias ε, en
porcentaje, y en 0
ordenadas el esfuerzo 1.0 2.0 3.0 4.0
Deformación unitaria (%)
desviador, 1 - 3.
Fuente: Normas ASTMD D 2850
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20. CÁLCULOS
• Calcule los esfuerzos principales a la falla,
como sigue:
3 = presión lateral de confinamiento
aplicada a la cámara.
1 = esfuerzo principal mayor = esfuerzo
desviador a la falla + presión de
confinamiento aplicada a la cámara.
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21. CÁLCULOS
Dibuje los círculos de Mohr para cada probeta
ensayada y trace una tangente o envolvente a ésta,
para ello determine el centro de cada círculo y el radio
como sigue:
Centro = ( 1 + 3) /2
Radio = ( 1 - 3) / 2
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22. CÁLCULOS
• De esta gráfica obtenga
Circulo de Mohr
los parámetros de 3.0
cohesión y ángulo de
Esfuerzo tangenciales (Kg/cm2)
fricción, midiendo la 2.0
pendiente de la
tangente que Probeta 3
1.0
corresponde al ángulo Probeta 1
Probeta 2
de fricción interna (Ø), y C 0
la intercepción con la 1.0 2.0 3.0 4.0
ordenada que
3
1 3
1 3 2
Deformación normales (Kg/cm2)
corresponde a la
cohesión (C). Fuente: Normas ASTMD D 2850
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