El ensayo triaxial somete probetas cilíndricas de suelo a presiones laterales y verticales controladas para reproducir las condiciones de esfuerzo en el suelo y determinar parámetros como la cohesión y ángulo de fricción interna. Se coloca la probeta en una cámara llena de líquido y se aplican diferentes presiones hidrostáticas y de deformación mientras se miden las lecturas. Esto permite construir diagramas esfuerzo-deformación y el círculo de Mohr para calcular los parámetros de resistencia

1. Ensayo de
corte Triaxial

2. Objetivos:
Reproducir los esfuerzos a los que
está sometido el suelo en condiciones
naturales.
Obtener parámetros del suelo y las
relaciones (esfuerzo-deformación) a
través de la determinación del
esfuerzo cortante.

3. Descripción del Ensayo
El ensayo consiste en aplicar esfuerzos
laterales y verticales diferentes a probetas
cilíndricas de suelo, así como someter a la
muestra a una presión hidrostática inicial
mediante las válvulas.
Se debe realizar por lo menos 2 pruebas
con presiones hidrostáticas iniciales
diferentes.

4. ¿Cómo se realiza?
 En una cámara de pared transparente llena de
líquido, se coloca una probeta cilíndrica de
suelo que, generalmente tiene una altura igual a
dos veces su diámetro, forrada con una
membrana de caucho que evita la salida o
entrada de humedad. Esta membrana va sujeta
a un pedestal y a un cabezal sobre los que se
apoyan los extremos de la probeta.

5. Tipos de ensayos:
No consolidados-no drenados o
rápidos.
Consolidados-no drenados o
consolidados rápidos.
 Consolidados-drenados o lentos.

6. EQUIPO
 Cámara triaxial
 Máquina de
compresión triaxial
 Membrana de caucho
 Molde metálico
 Compresor de aire
 Bomba de vacío
 Balanza de precisión,
aproximación 0,1 gr
 Calibrador
 Aro-sello de caucho
 Tallador de muestras,
cuchillas y sierras
 Equipo para determinar
el contenido de
humedad

7. PROCEDIMIENTO
 El suelo a utilizarse se prefiere que sea inalterado, en cuyo caso
se debe tallar por lo menos tres especímenes cilíndricos. Si la
muestra es alterada, se procede a preparar los especímenes
compactándose con una determinada energía debiendo tomar en
cuenta que la altura de la muestra debe ser el doble del diámetro
 El momento de preparar los especímenes se debe tomar muestra
para determinar el contenido de humedad.
 Pesamos el primer espécimen y lo colocamos en la base de la
cámara triaxial, utilizando una piedra porosa y un papel filtro
humedecidos entre la muestra y dicha base.
 Colocamos la membrana de caucho o goma en la muestra,
lubricándolo con grasa de silicón.
 Colocamos el cabezal superior usando una piedra porosa
humedecida entre la cabeza y la muestra. Para evitar el paso de
partículas muy pequeñas de la muestra colocamos un papel filtro
humedecido, de esta manera permitimos solamente el paso de
agua.

8.  Aseguramos la membrana con ligas tanto en la parte superior como en
la inferior.
 Colocamos la cámara con su tapa, asegurándonos que estén bien
colocados los empaques y seguidamente apretamos los tornillos que
sujetan la cámara uniformemente.
 Introducimos el pistón en el hueco de la cabeza de plástico.
 Centramos el brazo de carga con el pistón y colocamos el dial de las
deformaciones en cero.
 Si la muestra no se encuentra saturada, será necesario saturarla, salvo
introducciones contrarias al respecto, para lo cual abrimos las válvulas
de saturación permitiendo que el agua fluya desde la base a través de
la muestra.

9.  Aplicamos presión al tanque de almacenamiento de agua
o glicerina, luego abrimos las válvulas que permiten el
paso de la glicerina o agua a la cámara, con lo que
tendremos una presión lateral introducida.
 Teniendo estas condiciones podemos aplicar el tipo de
ensayo triaxial que necesitemos, en esta etapa anotamos
las lecturas de las deformaciones axiales y la carga que
apliquemos el momento que se produce la ruptura de la
muestra.
 Cuando hayamos terminado el ensayo reducimos la
presión y devolvemos el agua o la glicerina al tanque de
almacenamiento, luego sacamos con cuidado la muestra y
graficamos la fractura, además de determinar la humedad.
 Este proceso lo podemos repetir con las demás muestras
utilizando presiones laterales diferentes.

10. Tipos de fallas

11. Cálculos
 Se determina el área representativa inicial de la
probeta (𝐴𝑜), mediante la siguiente expresión:
𝐴𝑜 =
𝐴𝑠 + 4𝐴𝑚 + 𝐴𝑖
6
Donde:
𝐴𝑠 = Área superior, calculada con el diámetro promedio
superior.
𝐴𝑚 = Área media, calculada con el diámetro promedio medio.
𝐴𝑖 = Área inferior, calculada con el diámetro promedio inferior.

12.  El volumen de la probeta (V) se calcula de la
siguiente manera:
𝑉 = 𝐴𝑜ℎ
 Los pesos específicos húmedo y seco, se
calculan mediante las siguientes
expresiones:
𝛾ℎ =
𝑊
𝑉
𝛾𝑠 =
𝛾ℎ
1+%ℎ
 Las deformaciones para cada lectura del
dial de cargas, se obtienen durante el
ensayo.

13.  La deformación unitaria se calcula mediante
la siguiente expresión que se muestra a
continuación:
𝜉 % =
Δℎ (𝑚𝑚)
ℎ (𝑚𝑚)
100
 Las cargas aplicadas se calculan
multiplicando cada una de las lecturas del
dial de cargas, por el factor de calibración
del anillo.

14. Se determina el área corregida del probeta (𝐴𝑐),
para cada lectura de deformación, de la
siguiente manera:
𝐴𝑐 =
𝐴𝑜
1 − 𝜀
El esfuerzo desviador (∆σ) para cada lectura de
deformación es el siguiente:
Δσ = (σ1 − σ3)
𝑃
𝐴𝑐

15. Deformación en una
probeta cilíndrica

16. La deformación axial será:
𝜀1 =
𝐶𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑
𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑜𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙
=
𝑙𝑜 − 𝑙
𝑙
La deformación radial será:
𝜀3 =
𝐶𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑜
𝑅𝑎𝑑𝑖𝑜 𝑜𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙
=
𝑅𝑜 − 𝑅
𝑅

17. La deformación volumétrica será:
𝑣 =
𝐶𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑜𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙
=
𝑉
𝑜 − 𝑉
𝑉
Donde la deformación también será:
𝑣 = 𝜀1 + 2𝜀3
De manera similar la deformación de corte
puede ser definida como:
𝜍 =
𝜀1 − 𝜀3
2

18. Con los resultados obtenidos y codificados, se construye, para cada
esfuerzo confinante (σ3), una gráfica a escala aritmética; ubicando,
en las abscisas las deformaciones unitarias (ε), en porcentaje, y en
las ordenadas el esfuerzo desviador (Δσ), en Kg/c𝑚2
. La gráfica
permite determiner el esfuerzo desviador de falla (Δσ) para cada
esfuerzo confinante (σ3), aplicado a la probeta.
Con los esfuerzos desviadores de falla, correspondientes a cada
esfuerzo confinante (σ3), se determina (σ) y se obtiene el centro y
radio de los correspondientes círculos de Mohr, mediante las
siguientes expresiones:
𝜎1 = 𝜎3 + 𝜎𝑓
𝑅𝑎𝑑𝑖𝑜 =
𝜎1 − 𝜎3
2
𝜎𝑜 =
𝜎1 − 𝜎3
2

19. Envolvente de Mohr
 Después de dibujar los dos círculos de Mohr
trazamos la recta tangente a las dos
circunferencias, con esto podemos calcular la
cohesión, y el ángulo de fricción interna.

20. Conclusiones
La prueba triaxial de corte es una de las pruebas más
confiables para determinar los parámetros de la
resistencia cortante por las siguientes razones:
• El ensayo triaxial proporciona información sobre el
comportamiento esfuerzo-deformación unitaria del
suelo, lo que la prueba de corte directo no hace.
• Ofrece condiciones más uniformes de esfuerzo que la
prueba de corte directo con sus concentraciones de
esfuerzos a lo largo del plano de falla.
• Proporciona más flexibilidad en términos de
trayectoria de carga.
• Permite el control del drenaje
• Permite el ensayo en diversas trayectorias
La desventaja del ensayo es la dificulta en el moldeado
de probetas de arena.

21. http://www.ingenierocivilinfo.com/2011/03/tipos-de-falla-en-
una-probeta-de-ensayo.html
Braja M. Das, “Elementos de la Ingeniería Geotécnica”.
(2001)
http://noticias.espe.edu.ec/hfbonifaz/files/2012/09/ENSAYO-
TRIAXIAL.pdf
http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manua
l_laboratorio/triaxial.pdf
http://www.slideshare.net/UCGcertificacionvial/ensayo-de-
compresin-triaxial-para-suelos-cohesivos
Bibliografía y
referencias: