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MECÁNICA DE SUELOS II
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Contenido
PRESENTACION............................................................................................................... 3
1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 3
2. OBJETIVOS ......................................................................................................... 4
3. ENSAYO TRIAXIAL DE RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE.. 4
3.1. Clasificación:........................................................................................................ 6
4. TIPOS DE ENSAYOS TRIAXIALES............................................................... 6
4.1. Consolidado – no drenado (CU)...................................................................... 6
4.2. No consolidado – no drenado (UU) ................................................................ 7
4.3. Consolidado – drenado (CD)............................................................................ 7
5. ENSAYO TRIAXIAL CONSOLIDADO - DRENADO (CD) ......................... 7
5.1. Definición .............................................................................................................. 7
5.2. Características..................................................................................................... 8
6. CONSOLIDADO-NO DRENADO CON MEDICIÓN DE PRESIÓN DE
POROS (CU O CU’). ..................................................................................................... 8
6.1. Método con Medición de Presión de Poros .................................................. 8
6.2. Formato de presentación de datos en laboratorio. ..................................... 9
7. ENSAYO TRIAXIAL NO CONSOLIDADO - NO DRENADO (UU) ................. 9
8. MATERIALES E INSTRUMENTOS QUE SE USAN EN EL ENSAYO
TRIAXIAL ........................................................................................................................... 10
a) Equipo:................................................................................................................. 10
8.1. Procedimiento.................................................................................................... 16
8.1.1. Procedimiento en Especímenes................................................................ 17
a) Usando Deformaciones Controladas............................................................ 19
b) Usando Esfuerzos Controlados:.................................................................... 20
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9. NORMAS APLICADAS AL ENSAYO........................................................... 20
9.1 OTRAS NORMAS ASTM REALCIONADAS AL TRABAJO: ............... 21
10. APLICACIONES DEL ENSAYO TRIAXIAL. ............................................... 21
10.1. EN FUNDACIONES: .................................................................................... 21
10.2. ESTABILLIDAD EN TALUDES:................................................................. 21
10.3. EMPUJES:...................................................................................................... 22
11. VENTAJAS......................................................................................................... 22
12. LIMITACIONES ................................................................................................. 22
14. OBSERVACIONES........................................................................................... 23
15. CONCLUCIONES............................................................................................. 24
16. BIBLIGRAFIA..................................................................................................... 24
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PRESENTACION
El estudio de los suelos en una obra de ingeniería y más aún en su estudio definitivo es
de suma importancia ya que de esta dependerá un gran porcentaje de su vida útil.
Por esta razón se debe de tener un minucioso cuidado al momento de interpretar los
resultados que se obtienen en laboratorio de suelos y para eso el ingeniero o la persona
encargada debe de estar sumamente capacitada, actualmente existen ensayos de
laboratorio que nos permiten determinar los parámetros de resistencia al corte de un
suelo, pero, la más confiable es el de la prueba triaxial.
Es por eso que este trabajo que presentamos en el curso de mecánica de suelos II,
acerca del ensayo triaxial consolidado – drenado es de suma importancia ya que nos
permitirá entender el ensayo propiamente dicho y los resultados que estos brindan.
A continuación, presentamos el trabajo dividido de acuerdo al índice que se presenta y
esperando que sirva de guía a algunos compañeros interesados en la materia.
1. INTRODUCCIÓN
Debido a que el suelo es un material tan complejo, ninguna prueba bastará por si
sola para estudiar todos los aspectos importantes del comportamiento esfuerzo-
deformación.
El ensayo Triaxial constituye el método más versátil en el estudio de las propiedades
esfuerzo-deformación. Con este ensayo es posible obtener una gran variedad de
estados reales de carga.
Esta prueba es la más común para determinar las propiedades esfuerzo-
deformación. Una muestra cilíndrica de un suelo es sometida a una presión de
confinamiento en todas sus caras. A continuación, se incrementa el esfuerzo axial
hasta que la muestra se rompe. Como no existen esfuerzos tangenciales sobre las
caras de la muestra cilíndrica, el esfuerzo axial y la presión de confinamiento, son los
esfuerzos principal mayor y principal menor respectivamente. Al incremento de
esfuerzo axial, se denomina esfuerzo desviador.
La realización de este ensayo viene regulada por la norma ASTM D4767
“Determinación de los parámetros resistentes de una muestra de suelo en el equipo
triaxial”. Este ensayo tiene por objeto la determinación de las relaciones tensión-
deformación, los parámetros resistentes, cohesión c y ángulo de rozamiento interno
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f y las trayectorias de tensiones totales y efectivas de un suelo sometido a una presión
externa, igual en todas las direcciones, que se aplica a la muestra envuelta en una
membrana de goma por medio del fluido que lo rodea. Este ensayo suele realizarse
sobre tres muestras de un mismo suelo, saturadas y sometidas cada una de ellas a
una tensión efectiva diferente, en un gráfico se dibujan los círculos de Mohr que
representan los esfuerzos de rotura de cada muestra y trazando una tangente o
envolvente a éstos, se determinan los parámetros f y c del suelo.
2. OBJETIVOS
 Entender los procedimientos y cálculos de un ensayo triaxial consolidado
drenado.
 El objetivo primordial en el ensayo triaxial es determinar los parámetros de
resistencia efectivos del suelo φ´ y c´.
 Dibujar los círculos de Mohr.
 Elaborar las curvas esfuerzo desviador - Deformación unitaria.
 Revisar la consistencia de los resultados obtenidos.
 Interpretar los resultados obtenidos en una prueba triaxial consolidada drenada.
 Apreciar la medición de poros en una prueba triaxial consolidada no drenada.
3. ENSAYO TRIAXIAL DE RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE
El ensayo triaxial de corte es uno de los métodos más confiables para determinar
los parámetros de la resistencia cortante. Se usa ampliamente tanto para
investigaciones como para pruebas convencionales. La prueba se considera
confiable por las siguientes razones:
 Proporciona información sobre el comportamiento esfuerzo-deformación
unitaria del suelo, cosa que no hace la prueba de corte directo.
 Proporciona condiciones más uniformes de esfuerzo que la prueba de corte
directo con sus concentraciones de esfuerzo a lo largo del plano de falla.
 Proporciona más flexibilidad en términos de trayectoria de carga-
En el ensayo triaxial se usa generalmente un espécimen de suelo de
aproximadamente 36mm de diámetro y 76mm de longitud. El espécimen queda
encerrado por una membrana delgada de hule y se coloca dentro de una cámara
cilíndrica de plástico que se llena usualmente con agua o glicerina. El espécimen
queda sometido a una presión de confinamiento por compresión del fluido en la
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cámara. (El aire es a veces usado como medio de compresión.) Para generar la falla
cortante en el espécimen, se aplica un esfuerzo axial a través de un émbolo vertical
de carga (llamado a veces esfuerzo desviador). El esfuerzo se suma en una de dos
maneras:
 Aplicación de pesos muertos o presión hidráulica en incrementos iguales
hasta que el espécimen falla. (La deformación axial del espécimen que
resulta de la carga aplicada por medio del émbolo se mide con un
micrómetro.).
 Aplicación de deformación axial a razón constante por medio de una prensa
de carga con engranes o hidráulica. Ésta es una prueba por deformación
unitaria controlada. La carga axial aplicada por el émbolo de carga
correspondiente a una deformación axial dada es medida por un anillo de
prueba o celda de carga unida al émbolo.
Realizando por lo menos 3 pruebas, compresiones laterales diferentes, en un gráfico
se dibujan los círculos de Mohr que representan los esfuerzos de cada muestra y
trazando una tangente o envolvente a estos, se determina los parámetros ф y c del
suelo.
Dependiendo del tipo de suelo y las condiciones en que este trabajará, las
alternativas para realizar el ensayo serán: consolidado no drenado (CU), no
consolidado no drenado (UU), o consolidado drenado (CD).
Debido a que el suelo es un material tan complejo, ninguna prueba bastará por si
sola para estudiar todos los aspectos importantes del comportamiento esfuerzo-
deformación.
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3.1. Clasificación:
a) Pruebas de compresión: Son aquellas en las que la dimensión original axial
de la muestra disminuye.
b) Pruebas de extensión: Aquellas en las que dicha dimensión se hace aumentar
durante la prueba.
El estado de esfuerzo en un estante dado se considera uniforme en toda la muestra
y puede analizarse recurriendo a las soluciones gráficas de Mhor.
Imagen 1 Esquema de cámara compresión triaxial.
4. TIPOS DE ENSAYOS TRIAXIALES
4.1. Consolidado – no drenado (CU)
Se permite el drenaje en la primera etapa hasta que la presión de confinamiento
efectiva sea igual a la presión de cámara. Se impide el drenaje durante la aplicación
del esfuerzo desviador.
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4.2. No consolidado – no drenado (UU)
No se permite el drenaje en ninguna de las dos etapas.
4.3. Consolidado – drenado (CD)
El drenaje se permite en las dos últimas etapas y el exceso de presión de poros se
disipa durante la aplicación del esfuerzo desviador.
5. ENSAYO TRIAXIAL CONSOLIDADO - DRENADO (CD)
5.1. Definición
A este ensayo se lo conoce también como ensayo lento (S).
En la prueba consolidada-drenada, el espécimen se somete primero a una presión
de confinamiento 𝝈 𝟑 a todo su alrededor mediante compresión del fluido de la
cámara, así el esfuerzo llega a ser efectivo, es decir, la presión de cámara queda
actuando sobre la fase sólida del suelo.
Espécimen bajo presión de confinamiento en la cámara.
Conforme se aplica la presión de confinamiento, la presión de poro del agua del
espécimen se incrementa en la cantidad 𝒖 𝒄; dicho aumento de la presión de poro
del agua se expresa en forma de un parámetro adimensional:
𝐵 =
𝑢 𝑐
𝜎3
donde B = parámetro de la presión de poro de Skempton (Skempton, 1954).
Para suelos blandos saturados, B es aproximadamente igual a 1; sin embargo, para
suelos firmes saturados, la magnitud de B es menor que 1. Black y Lee (1973)
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dieron valores teóricos de B para varios suelos completamente saturados, los
cuales se dan en la siguiente tabla:
Las diferencias notables entre los dos ensayos, es que durante el ensayo C.D. se
pueden medir las variaciones de volumen dentro de la muestra, es decir, las
variaciones de volumen que experimenta el índice de vacíos, esto se debe a que el
agua contenida en ellos comienza a salir lentamente, lo que permite un reacomodo
de las partículas sólidas del suelo.
5.2. Características
 Es lento
 La velocidad de ensayo no debe permitir presiones de poros superiores a 50%
de la presión de confinamiento.
 Se gasta mucho tiempo para encontrar la resistencia a esfuerzos efectivos para
un rango de presiones de consolidación.
 Se requiere ensayar varias muestras.
 Los resultados son útiles para estabilidad de taludes en corte
6. CONSOLIDADO-NO DRENADO CON MEDICIÓN DE PRESIÓN DE POROS (CU
O CU’).
6.1. Método con Medición de Presión de Poros
A través de este método, el que requiere de un equipo adicional de presiones
intersticiales que se conecta a la cámara triaxial, es posible obtener los parámetros
de esfuerzo efectivo (ф 𝑦 𝑐) de suelos parcialmente saturados, ya que generalmente
cualquier ensayo cortante, está referido en términos del esfuerzo total, o sea, incluye
tanto los esfuerzos intraganulares como los intersticiales y como es sabido el
esfuerzo cortante dentro de una masa de suelo a la que se le aplica una carga solo
se asume el esqueleto granular, ya que el agua no puede asumir esfuerzos
apreciables de corte y menos a menos que se encuentre congelada.
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6.2. Formato de presentación de datos en laboratorio.
7. ENSAYO TRIAXIAL NO CONSOLIDADO - NO DRENADO (UU)
En las pruebas no consolidadas – no drenadas, el drenaje del espécimen de suelo
no se permite durante la aplicación de la presión de la cámara 𝜎3. El espécimen de
prueba es cortado a la falla por la aplicación del esfuerzo desviador ∆𝜎 𝑑, sin
permitirse el drenaje.
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Como el drenaje no se permite en ninguna etapa, la prueba se lleva a cabo muy
rápidamente. Debido a la aplicación de la presión de confinamiento en la cámara 𝜎3,
la presión de poro del agua en el espécimen de suelo se incrementara una cantidad
𝑢 𝑐. Habrá un aumento adicional en la presión de poro ∆𝑢 𝑑, debido a la aplicación del
esfuerzo desviador. Por consiguiente, la presión de poro del agua total 𝑢 en el
espécimen en cualquier etapa de la aplicación del esfuerzo desviador se da como:
𝑢 = 𝑢 𝑐 + ∆𝑢 𝑑
Tenemos: 𝑢 𝑐 = 𝐵𝜎3 𝑦 ∆𝑢 𝑑 = 𝐴̅∆ 𝜎 𝑑 , por lo que
𝑢 = 𝐵𝜎3 + 𝐴̅∆ 𝜎 𝑑 = 𝐵𝜎3 + 𝐴̅( 𝜎1 − 𝜎3)
8. MATERIALES E INSTRUMENTOS QUE SE USAN EN EL ENSAYO TRIAXIAL
a) Equipo:
 Dispositivos de Carga Axial. - El dispositivo de compresión axial puede ser un
gato manejado por un motor eléctrico a través de un engranaje, una plataforma
de balanza equipada con un yugo con gato desviador de carga, un aparato de
carga muerta, un dispositivo de carga hidráulico o neumático, o cualquier otro
dispositivo de compresión con suficiente capacidad y control para proporcionar
la velocidad de carga. Las vibraciones debidas a la operación del dispositivo de
carga deberán mantenerse al mínimo.
 Dispositivo de Medición de Carga Axial. - El dispositivo de medición de carga
axial puede ser un anillo de carga, una celda de carga electrónica o hidráulica, o
cualquier otro dispositivo de medición de carga, capaz de producir la precisión
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señalada en este párrafo y puede ser una parte del dispositivo de carga axial.
Para suelos con un esfuerzo desviador en la falla de menos de 1 ton/pie² (100
KPa), el dispositivo de medición de carga axial deberá ser capaz de medir la
carga axial unitaria con una precisión de 0.01 ton/pie² (1KPa); para suelos con
un esfuerzo desviador en la falla de 1 ton/pie² o más, el dispositivo de medición
de carga axial deberá ser capaz de medir la carga axial con una precisión del
1% de la carga axial en la falla.
 Dispositivo de Mantenimiento y Medición de la Presión de Celda. - El
dispositivo de mantenimiento y medición de la presión de celda deberá ser capaz
de aplicar y controlar la presión de celda dentro de ± 0.01 ton/pie² (1 KPa) para
presiones de celda menores de 2 ton/pie² (200 KPa) y dentro de ± 1% para
presiones de celda mayores que 2 ton/pie² (200 KPa). Este dispositivo puede
consistir de un reservorio conectado a la celda triaxial y llenado parcialmente con
el fluido de celda (usualmente agua), con la parte superior del reservorio
conectado a un surtidor de aire comprimido, la presión del gas siendo controlada
por un regulador de presión y medida por un manómetro, transductor de presión
electrónico o cualquier otro dispositivo capaz de medir con la tolerancia prescrita.
Sin embargo, también puede utilizarse un sistema hidráulico activado por una
carga muerta actuando sobre un pistón, o cualquier otro dispositivo de
mantenimiento y medición de presión capaz de aplicar y controlar la presión de
celda a la tolerancia prescrita en este párrafo.
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 Celda de Compresión Triaxial. - Se deberá proveer un aparato en el que el
espécimen cilíndrico, encerrado por una membrana sellada en la tapa y en la
base del espécimen, pueda ser colocado y sujeto a una presión hidrostática
constante. El aparato deberá incluir un buje y pistón alineados con los ejes del
espécimen, a través de los cuales la carga del dispositivo de carga axial pueda
ser transmitida al espécimen, para que este espécimen sea comprimido
axialmente entre la tapa y la base. El buje y el pistón deberán ser diseñados para
producir fricción mínima.
 Tapa y Base del Espécimen. - Deberán usarse una tapa y base impermeable y
rígida para impedir el drenaje del espécimen. La tapa y la base del espécimen
deberán ser construidas de un material impermeable anticorrosivo, y cada una
deberá tener una superficie plana circular de contacto con el espécimen y una
sección transversal circular.
El peso de la tapa del espécimen deberá ser menor del 0.5% de la carga axial
aplicada en la falla. El diámetro de la tapa y de la base deberá ser igual al
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diámetro del espécimen. La base del espécimen deberá ser acoplada a la celda
de compresión triaxial, para impedir el movimiento lateral o el volteo, y la tapa
del espécimen deberá ser diseñada para recibir el pistón, de tal manera que el
área de contacto del pistón y la tapa sea concéntrica con la tapa. La superficie
cilíndrica de la tapa y la base del espécimen que contacta la membrana para
formar un sello deberá ser lisa y libre de ralladuras.
 Indicador de Deformación. - El indicador de deformación deberá ser un dial
indicador graduado a 0.001 pulg. (0.03 mm), teniendo un rango de al menos el
20% de la altura inicial del espécimen de prueba, u otro dispositivo de medición
que cumpla estos requerimientos de precisión y rango.
 Membranas de Caucho. - La membrana de caucho utilizada para encerrar el
espécimen deberá proveer una protección confiable contra las fugas. Las
membranas deberán ser examinadas cuidadosamente antes de usarse, y si son
evidentes algunos defectos o agujeros, la membrana deberá ser descartada. A
fin de ofrecer la mínima restricción al espécimen, el diámetro de la membrana
extendida deberá estar entre el 75 y 90% del diámetro del espécimen. El espesor
de la membrana no excederá el 1% del diámetro del espécimen. La membrana
deberá estar selladas en la base y la tapa del espécimen, con anillos de caucho
"o rings", para los cuales el diámetro interior no esforzado es menor del 75% del
diámetro de la base y la tapa, o por otros métodos que producirán un sello
positivo. Una ecuación para corregir el esfuerzo desviador (diferencia de
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esfuerzos principales) por efecto de la resistencia de la membrana, está dada en
8.5.
 Dispositivos de Medición del Tamaño del Espécimen. - Los dispositivos
usados para medir la altura y el diámetro del espécimen deberán ser capaces de
medir con aproximación al 0.01 pulg. (0.3 mm) y deberán ser construidos de tal
modo que su uso no altere al espécimen.
 Cronómetro. - Un dispositivo de regulación de tiempo indicando el tiempo de
prueba transcurrido con aproximación a 1 seg. Deberá ser usado para establecer
la velocidad de aplicación de esfuerzo o deformación.
 Dispositivo para Pesado. - El dispositivo para pesado deberá ser apropiado
para pesar especímenes de suelo. Especímenes de menos de 100 gramos serán
pesados con aproximación a 0.01 gramos, mientras que especímenes de 100
gramos o más, serán pesados con aproximación a 0.1 gramos.
 Aparatos Diversos. - Accesorios y herramientas de tallado de especímenes, un
expansor de membrana, aparato de remoldeo, latas de contenido de humedad
(agua), y hojas de datos como sean requeridos.
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b) Espécimen de Prueba
 Tamaño del Espécimen. - Los especímenes deberán tener un diámetro mínimo
de 1.3 pulg (33 mm) y la partícula más grande contenida dentro del espécimen
de prueba deberá ser menor que un décimo del diámetro del espécimen. Para
especímenes que tienen un diámetro de 2.8 pulg (71 mm), o más, el tamaño de
partícula más grande deberá ser menor de un sexto del diámetro del espécimen.
Si después de terminar un ensayo se encuentra que partículas de mayor tamaño
están presentes, indique esta información en el reporte de datos. la relación
altura-diámetro deberá estar entre 2 y 3. Medir la altura y el diámetro del
espécimen con aproximación a 0.01 pulg (0.3 mm).
Especímenes Inalterados. - Prepare especímenes inalterados de muestras
inalteradas grandes o de muestras obtenidas de acuerdo con el Método de Ensayo
D1587 u otros procedimientos aceptables de muestras inalteradas en tubo.
Especímenes obtenidos por muestreo en tubería pueden ser ensayados sin tallado,
excepto para fines de conformación de los extremos, siempre que las características
del suelo sean tales que no resulten en perturbación significativa del muestreo.
maneje cuidadosamente los especímenes para minimizar alteraciones, cambios en
sección transversal, o pérdida del contenido de humedad. Si compresión o algún
tipo de alteración notable sería causada por el dispositivo de extracción, divida el
tubo de ensayo longitudinalmente o córtelo en pequeñas secciones para facilitar la
remoción del espécimen con alteración mínima.
 Especímenes Remoldeados. - Prepare primero el espécimen inalterado
fallado, todavía encerrado en la membrana de caucho y montado en la base del
espécimen con los dedos, y luego reformado el espécimen, colocando un molde
alrededor de éste y presionando sobre la tapa del espécimen hasta que éste
llene el molde apropiadamente.
El molde deberá tener dimensiones tales que las dimensiones del espécimen
remoldeado serán iguales a las del espécimen inalterado. A fin de obtener una
densidad uniforme, para remoldear a la misma relación de vacíos del espécimen
inalterado y para preservar el contenido de humedad (agua) natural del suelo, se
debe evitar el atrapar aire en el espécimen.
 Especímenes Compactados.- Prepare por compactación material alterado en
por lo menos 6 capas usando una operación de presión o amasado en un molde
de sección transversal circular que tenga las dimensiones que indican los
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16
requerimientos de la sección .Los especímenes pueden ser preparados a
cualquier contenido de humedad (agua) y densidad predeterminados por ya sea:
(1) amasado o apisonamiento de cada tapa hasta que el peso acumulado del
suelo colocado en el molde esté compactado a un volumen conocido ó (2)
ajustando el número de capas, el número de apisonados por capa; y la fuerza
por apisonado. El pisón usado para compactar el material deberá tener un área
de contacto con el suelo menor que un sexto del área del molde. Después de
formado el espécimen, con los extremos perpendiculares al eje longitudinal,
remueva el molde y determine el peso del espécimen de ensayo. Si se requiere,
los especímenes compactados deben ser humedecidos antes de la prueba. Las
anotaciones sobre el humedecimiento deben ser hechas en el reporte de los
datos de la prueba.
8.1. Procedimiento
 El suelo a utilizarse se prefiere que sea inalterado, en cuyo caso se debe tallar
por lo menos tres especímenes cilíndricos, teniendo muy en cuenta su
estratificación y evitando destruir la estructura original del suelo.
Si la muestra es alterada, se procede a preparar los especímenes
compactándose la muestra con una determinada energía, de acuerdo con las
condiciones técnicas impartidas. Las dimensiones de los especímenes
dependen del tamaño de la máquina Triaxial a emplearse; debiendo tomar en
cuenta que la altura de la muestra debe ser el doble del diámetro, (Se toman las
medidas de los especímenes preparados).
 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 entre la muestra y dicha base.
 Colocamos la membrana de caucho en el espécimen, utilizando un aparato
especial para ello.
 Colocamos la cabeza de plástico usando una piedra porosa entre la cabeza y el
espécimen.
 Aseguramos la membrana con ligas tanto en la parte superior como en la inferior.
 En el caso de realizar en ensayo Triaxial en un Triaxial Soiltest, conectamos la
cabeza de plástico en el tubo espiral que sale de la base y que se utiliza para el
drenaje de la muestra.
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 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.
 Aplicamos presión al tanque de almacenamiento de la glicerina o agua y luego
abrimos las válvulas que permiten el paso de la glicerina o agua a la cámara; la
presión lateral introducida serán las indicadas anteriormente.
 En estas condiciones aplicamos el tipo de Triaxial solicitado; llegando en
cualquier caso a aplicar la carga hasta romper la muestra; anotándose las
lecturas de las deformaciones axiales y de la carga aplicada.
 Una vez terminado el ensayo se reduce la presión y se devuelve la glicerina o
agua al tanque de almacenamiento, se seca la cámara y luego a la muestra con
mucho cuidado con el objeto de graficar la fractura y además determinar la
humedad.
 Todo este proceso lo repetimos con los demás especímenes, utilizando
presiones laterales diferentes
8.1.1. Procedimiento en Especímenes
Con el espécimen encerrado en la membrana de caucho, la cual está sellada a la
tapa y a la base del espécimen y ubicado en la celda, ensamble la celda triaxial.
Lleve el pistón de carga axial en contacto con la tapa del espécimen varias veces,
para permitir el asentamiento y alineamiento apropiado del pistón con la tapa.
Durante este procedimiento, cuide de no aplicar al espécimen un esfuerzo
desviador que exceda del 0.5% de la resistencia a la compresión estimada. Si el
peso del pistón es suficiente para aplicar un esfuerzo desviador que exceda del
0.5% de la resistencia a la compresión estimada, el pistón deberá estar fijado por
encima de la tapa del espécimen después de chequear el asentamiento y el
alineamiento y dejarlo fijado hasta la aplicación de la presión de la celda. Coloque
la celda en posición en el dispositivo de carga axial. Cuide la alineación del
dispositivo de carga axial, el dispositivo de medición de carga axial, y la celda
triaxial, para prevenir la aplicación de una fuerza lateral al pistón durante la prueba.
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18
Fije el dispositivo de mantenimiento y medición de presión, y se usa un líquido de
confinamiento, llene la celda hasta un nivel predeterminado. Ajuste el dispositivo
de mantenimiento y medición de presión, a la presión de la celda deseada, y
aplique la presión al fluido de la celda. Si el dispositivo de medición de la carga
axial es colocado afuera de la celda triaxial, la presión de la celda producirá sobre
el pistón una fuerza hacia arriba que reaccionará contra el dispositivo de carga
axial. En este caso comience la prueba con el pistón ligeramente sobre la tapa del
espécimen y antes que el pistón esté en contacto con la tapa del espécimen, mida
y registre la fricción inicial del pistón y empuje hacia arriba producido por la presión
de la celda y después corrija la carga axial medida, o ajuste el dispositivo de
medición de carga axial para compensar por la fricción y el empuje. Si el
dispositivo de medición de carga axial es colocado dentro de la celda, no será
necesario corregir o compensar por la fuerza de levantamiento actuante sobre el
dispositivo de carga axial o por la fricción del pistón. En ambos casos requiere la
lectura inicial de indicador de deformación cuando el pistón contacte la tapa del
espécimen.
Colocación de cámara Falla del espécimen
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Llenado de cámara con lucita Procesamiento y captura de datos
a) Usando Deformaciones Controladas
Aproximadamente 10 minutos después de la aplicación de la presión de celda
(Nota 2), comience a aplicar la carga axial, de modo de producir deformaciones
axiales a una velocidad de aproximadamente 1%/minuto para materiales
plásticos y 0.3%/minuto para materiales frágiles que consigan un esfuerzo
desviador máximo a aproximadamente 3 a 6% de la deformación. A estas
velocidades, el tiempo transcurrido para llegar al esfuerzo desviador máximo
será de aproximadamente 15 a 20 minutos. Registre los valores de la carga-
deformación para: 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 y 0.5% de la deformación; luego para
incremento del 0.5% de deformación hasta 3%; y posteriormente para cada 1%.
Tome las lecturas suficientes para definir la curva esfuerzo-deformación; por ello,
un mayor número de lecturas podrían ser necesarios en las etapas de la prueba,
así como cuando se aproxima la falla. Continúe la carga hasta el 15% de la
deformación, excepto que la carga pueda suspenderse cuando el esfuerzo
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desviador haya descendido hasta el 20% o cuando el 5% de la deformación axial
ocurre después de un pico máximo en el esfuerzo desviador.
b) Usando Esfuerzos Controlados:
 Incremento de Carga. - Antes de la prueba, estime la carga axial de falla del
espécimen. Esta estimación puede ser hecha en base a la experiencia con
material similar o a través del uso de un dispositivo de corte o penetración sobre
una porción no utilizada de muestra. Aproximadamente a 10, minutos después
de la aplicación de la presión de celda, coloque una carga axial inicial sobre el
espécimen, igual a un décimo o a un quinceavo de la carga axial de falla
estimada. Lea el dial de deformación cada 0.5 minutos. Cuando el cambio de la
velocidad del dial de deformación sea menor que 0.01 pulg (0.3 mm) en 1 minuto,
coloque otro incremento de carga sobre el espécimen igual al incremento de
carga precedente. Repita este proceso hasta la falla o hasta el 15% de la
deformación axial. El incremento de carga puede ser dividido en la mitad para
las dos o tres cargas finales, para definir más completamente la curva esfuerzo-
deformación cerca a la falla. Lea y registre la deformación previa a cada
incremento de carga. Si llegara a ser obvio durante el desarrollo de la prueba
que más de 15 ó menos de 10 incrementos de carga serán requeridos para que
falle el espécimen, ajuste los incrementos de carga convenientemente.
 Velocidad de Esfuerzos Controlada. - Estime la resistencia a la compresión
del espécimen antes de la prueba. Aproximadamente 10 minutos después de la
aplicación de la presión de celda, comience a aplicar la carga axial a una
velocidad constante tal que el esfuerzo desviador máximo será desarrollado en
aproximadamente 15 minutos. Lea y registre los valores de carga y deformación
a valores de deformación iguales a los dados en 7.2. Detenga la carga del
espécimen al 15% de la deformación o cuando el esfuerzo desviador haya
descendido al 20% o cuando el 5% de la deformación ocurra después de un pico
máximo del esfuerzo desviador.
9. NORMAS APLICADAS AL ENSAYO
De acuerdo al manual de ensayos de materiales del M.T.C (EM 2000), donde trata
la determinación de parámetros de resistencia al corte mediante compresión triaxial
MTC E 131-2000 hace referencia que el método está basado en las normas:
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9.1 OTRAS NORMAS ASTM REALCIONADAS AL TRABAJO:
D 422. Método para análisis del tamaño de partículas de suelos.
D 653. Terminología estándar relacionada a suelos, rocas y fluidos retenidos.
D 854. Método para determinación de gravedad específica de suelos.
D 423 Método de Ensayo para el Límite Líquido de Suelos.
D 424 Método de Ensayo para el Límite Plástico e Índice de Plasticidad de Suelos.
D 1587 Método para el Muestreo de Suelos mediante Tubo de Pared Delgada.
D 2166 Métodos de Ensayo para la Resistencia a la Compresión no Confinada de
Suelos Cohesivos.
D 2216 Método para la Determinación en Laboratorio del Contenido de Agua
(Humedad) de Suelos, Roca y Mezclas Suelo-Agregado.
D 2487 Método de Ensayo para la Clasificación de Suelos con Propósitos de
Ingeniería.
10. APLICACIONES DEL ENSAYO TRIAXIAL.
10.1. EN FUNDACIONES:
Inmediatamente después de completar la construcción, es casi siempre la más
crítica. Esto es porque la carga completa es aplicada al terreno y éste no ha tenido
tiempo para ganar la resistencia adicional por consolidación. Por estas condiciones
la resistencia al corte es determinada por pruebas al corte Triaxial. Para pequeños
proyectos sobre los cuales el gasto de un programa de ensayos no se justifica, la
capacidad de carga en suelos de arcilla saturada se puede calcular con el ensayo
C.N.C.
10.2. ESTABILLIDAD EN TALUDES:
En cualquier caso, de construcción de taludes, sean estos hechos por la mano del
hombre o formados naturalmente en faldas de montaña o bordes de río, se tiene por
resultado componentes gravitacionales del peso que tienden a movilizar el suelo
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desde un nivel más alto hasta uno más bajo. La filtración puede ser una causa muy
importante para movilizar el suelo cuando el agua está presente, estas fuerzas
variantes producen esfuerzos cortantes en la masa del suelo, y ocurrirá movimiento,
a menos que la resistencia al corte sobre cada posible superficie de falla a través de
la masa sea mayor que el esfuerzo actuante.
10.3. EMPUJES:
Al proyectarse estructuras de sostenimiento, debe asegurarse solamente que no solo
se produzca el colapso o falla. Desplazamientos de varios centímetros no suelen
tener importancia, siempre que se asegure que no se producirán repentinamente
desplazamientos más grandes. Por ello el método para el proyecto de estructuras de
retención suele consistir en estudiar las condiciones que existirán en una condición
de falla, introduciendo factores de seguridad convenientes, para evitar el colapso.
Una solución completa y exacta para un caso activo o pasivo de equilibrio límite, debe
cumplir las siguientes condiciones:
 Cada punto del terreno debe estar en equilibrio.
 La condición de falla Mohr - Coulomb debe cumplirse en todos los puntos.
 Los esfuerzos al interior de la masa deben estar en equilibrio con los exteriores.
11. VENTAJAS
 La muestra no es forzada a inducir la falla sobre una superficie determinada.
 Consecuentemente, una prueba de compresión puede revelar una superficie débil
relacionada a alguna característica natural de la estructura del suelo.
 Las tensiones aplicadas en pruebas de compresión en laboratorio, son una
aproximación de aquellas que ocurren en situ.
 Las tensiones aplicadas son las tensiones principales y es posible realizar un
estrecho control sobre las tensiones y las deformaciones.
 Las condiciones de drenaje pueden ser controladas y es posible una gran variedad
de condiciones de prueba.
12. LIMITACIONES
 En algunos casos de arcilla el tamaño de la muestra puede tener importantes
efectos sobre la resistencia medida.
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 Se deben confeccionar o tomar muestras de diámetros que representen
adecuadamente grietas y discontinuidades en una muestra de suelo.
13. COSTO DEL ENSAYO TRIAXIAL EN EL MERCADO (UU)
El costo del ensayo triaxial estudiado, en nuestro país no se usa muy usualmente, ya
que el costo es un poco alto, pero la precisión del ensayo es mejor con respecto al
corte directo.
Para mejor entender se presenta los precios, en el siguiente cuadro:
14. OBSERVACIONES
 Tener muy en cuenta el tipo de trabajo y el tipo de resultado que necesitamos para
poder realizar uno de los tipos de ensayos triaxiales.
 La resistencia de un suelo es el mayor esfuerzo al que puede ser sometido.
 La geometría de la mayoría de los problemas geotécnicos es de tal manera que
prácticamente todo el suelo se encuentra en compresión.
 Aun cuando el suelo pueda fallar debido a la aplicación de grandes esfuerzos de
compresión, el suelo falla realmente al corte.
 Muchos problemas geotécnicos requieren de una evaluación de la resistencia al
corte del suelo, tales como: taludes, presas de tierra, fundaciones de estructuras,
muros de contención, etc.
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15. CONCLUCIONES
 Prueba de CD es comparativamente más lentos que otros.
 Se utiliza únicamente para los fines de búsqueda. Se requiere más tiempo y
dinero que otros métodos.
 En esta prueba se produce la consolidación del suelo bajo carga normal y el
drenaje se permite durante la consolidación.
 Para la medición de poros se requiere un instrumento adicional.
 Este método es más caro que otros y esa es una de las razones para que no
se use mucho.
16. BIBLIGRAFIA
 ENSAYOS TRIAXIALES, LARA I. H. (2010).
 FUNDAMENTOS DE INGENIERIA CIMENTACION, BRAJA M DAS (CUARTA
EDICION)
 ENSAYOS DE LABORATORIO PARA DETERMINAR PARAMETROS DE
RESITENCIA AL CORTE DE SUELOS, Leon A. B. (s.f.)..
 MANUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS II,
Rodriguez, I. B. (s.f.).
Webgrafia:
 http://es.scribd.com/doc/97847120/Ensayo-Triaxial-Confinado-No-
Drenado#scribd
 http://es.scribd.com/doc/283185038/13-1ensayo-Triaxial-Uu-CD-Cu#scribd
https://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_de_Mohr-Coulomb

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Ensayos triaxiales final

  • 1. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 1 Contenido PRESENTACION............................................................................................................... 3 1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 3 2. OBJETIVOS ......................................................................................................... 4 3. ENSAYO TRIAXIAL DE RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE.. 4 3.1. Clasificación:........................................................................................................ 6 4. TIPOS DE ENSAYOS TRIAXIALES............................................................... 6 4.1. Consolidado – no drenado (CU)...................................................................... 6 4.2. No consolidado – no drenado (UU) ................................................................ 7 4.3. Consolidado – drenado (CD)............................................................................ 7 5. ENSAYO TRIAXIAL CONSOLIDADO - DRENADO (CD) ......................... 7 5.1. Definición .............................................................................................................. 7 5.2. Características..................................................................................................... 8 6. CONSOLIDADO-NO DRENADO CON MEDICIÓN DE PRESIÓN DE POROS (CU O CU’). ..................................................................................................... 8 6.1. Método con Medición de Presión de Poros .................................................. 8 6.2. Formato de presentación de datos en laboratorio. ..................................... 9 7. ENSAYO TRIAXIAL NO CONSOLIDADO - NO DRENADO (UU) ................. 9 8. MATERIALES E INSTRUMENTOS QUE SE USAN EN EL ENSAYO TRIAXIAL ........................................................................................................................... 10 a) Equipo:................................................................................................................. 10 8.1. Procedimiento.................................................................................................... 16 8.1.1. Procedimiento en Especímenes................................................................ 17 a) Usando Deformaciones Controladas............................................................ 19 b) Usando Esfuerzos Controlados:.................................................................... 20
  • 2. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 2 9. NORMAS APLICADAS AL ENSAYO........................................................... 20 9.1 OTRAS NORMAS ASTM REALCIONADAS AL TRABAJO: ............... 21 10. APLICACIONES DEL ENSAYO TRIAXIAL. ............................................... 21 10.1. EN FUNDACIONES: .................................................................................... 21 10.2. ESTABILLIDAD EN TALUDES:................................................................. 21 10.3. EMPUJES:...................................................................................................... 22 11. VENTAJAS......................................................................................................... 22 12. LIMITACIONES ................................................................................................. 22 14. OBSERVACIONES........................................................................................... 23 15. CONCLUCIONES............................................................................................. 24 16. BIBLIGRAFIA..................................................................................................... 24
  • 3. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 3 PRESENTACION El estudio de los suelos en una obra de ingeniería y más aún en su estudio definitivo es de suma importancia ya que de esta dependerá un gran porcentaje de su vida útil. Por esta razón se debe de tener un minucioso cuidado al momento de interpretar los resultados que se obtienen en laboratorio de suelos y para eso el ingeniero o la persona encargada debe de estar sumamente capacitada, actualmente existen ensayos de laboratorio que nos permiten determinar los parámetros de resistencia al corte de un suelo, pero, la más confiable es el de la prueba triaxial. Es por eso que este trabajo que presentamos en el curso de mecánica de suelos II, acerca del ensayo triaxial consolidado – drenado es de suma importancia ya que nos permitirá entender el ensayo propiamente dicho y los resultados que estos brindan. A continuación, presentamos el trabajo dividido de acuerdo al índice que se presenta y esperando que sirva de guía a algunos compañeros interesados en la materia. 1. INTRODUCCIÓN Debido a que el suelo es un material tan complejo, ninguna prueba bastará por si sola para estudiar todos los aspectos importantes del comportamiento esfuerzo- deformación. El ensayo Triaxial constituye el método más versátil en el estudio de las propiedades esfuerzo-deformación. Con este ensayo es posible obtener una gran variedad de estados reales de carga. Esta prueba es la más común para determinar las propiedades esfuerzo- deformación. Una muestra cilíndrica de un suelo es sometida a una presión de confinamiento en todas sus caras. A continuación, se incrementa el esfuerzo axial hasta que la muestra se rompe. Como no existen esfuerzos tangenciales sobre las caras de la muestra cilíndrica, el esfuerzo axial y la presión de confinamiento, son los esfuerzos principal mayor y principal menor respectivamente. Al incremento de esfuerzo axial, se denomina esfuerzo desviador. La realización de este ensayo viene regulada por la norma ASTM D4767 “Determinación de los parámetros resistentes de una muestra de suelo en el equipo triaxial”. Este ensayo tiene por objeto la determinación de las relaciones tensión- deformación, los parámetros resistentes, cohesión c y ángulo de rozamiento interno
  • 4. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 4 f y las trayectorias de tensiones totales y efectivas de un suelo sometido a una presión externa, igual en todas las direcciones, que se aplica a la muestra envuelta en una membrana de goma por medio del fluido que lo rodea. Este ensayo suele realizarse sobre tres muestras de un mismo suelo, saturadas y sometidas cada una de ellas a una tensión efectiva diferente, en un gráfico se dibujan los círculos de Mohr que representan los esfuerzos de rotura de cada muestra y trazando una tangente o envolvente a éstos, se determinan los parámetros f y c del suelo. 2. OBJETIVOS  Entender los procedimientos y cálculos de un ensayo triaxial consolidado drenado.  El objetivo primordial en el ensayo triaxial es determinar los parámetros de resistencia efectivos del suelo φ´ y c´.  Dibujar los círculos de Mohr.  Elaborar las curvas esfuerzo desviador - Deformación unitaria.  Revisar la consistencia de los resultados obtenidos.  Interpretar los resultados obtenidos en una prueba triaxial consolidada drenada.  Apreciar la medición de poros en una prueba triaxial consolidada no drenada. 3. ENSAYO TRIAXIAL DE RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE El ensayo triaxial de corte es uno de los métodos más confiables para determinar los parámetros de la resistencia cortante. Se usa ampliamente tanto para investigaciones como para pruebas convencionales. La prueba se considera confiable por las siguientes razones:  Proporciona información sobre el comportamiento esfuerzo-deformación unitaria del suelo, cosa que no hace la prueba de corte directo.  Proporciona condiciones más uniformes de esfuerzo que la prueba de corte directo con sus concentraciones de esfuerzo a lo largo del plano de falla.  Proporciona más flexibilidad en términos de trayectoria de carga- En el ensayo triaxial se usa generalmente un espécimen de suelo de aproximadamente 36mm de diámetro y 76mm de longitud. El espécimen queda encerrado por una membrana delgada de hule y se coloca dentro de una cámara cilíndrica de plástico que se llena usualmente con agua o glicerina. El espécimen queda sometido a una presión de confinamiento por compresión del fluido en la
  • 5. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 5 cámara. (El aire es a veces usado como medio de compresión.) Para generar la falla cortante en el espécimen, se aplica un esfuerzo axial a través de un émbolo vertical de carga (llamado a veces esfuerzo desviador). El esfuerzo se suma en una de dos maneras:  Aplicación de pesos muertos o presión hidráulica en incrementos iguales hasta que el espécimen falla. (La deformación axial del espécimen que resulta de la carga aplicada por medio del émbolo se mide con un micrómetro.).  Aplicación de deformación axial a razón constante por medio de una prensa de carga con engranes o hidráulica. Ésta es una prueba por deformación unitaria controlada. La carga axial aplicada por el émbolo de carga correspondiente a una deformación axial dada es medida por un anillo de prueba o celda de carga unida al émbolo. Realizando por lo menos 3 pruebas, compresiones laterales diferentes, en un gráfico se dibujan los círculos de Mohr que representan los esfuerzos de cada muestra y trazando una tangente o envolvente a estos, se determina los parámetros ф y c del suelo. Dependiendo del tipo de suelo y las condiciones en que este trabajará, las alternativas para realizar el ensayo serán: consolidado no drenado (CU), no consolidado no drenado (UU), o consolidado drenado (CD). Debido a que el suelo es un material tan complejo, ninguna prueba bastará por si sola para estudiar todos los aspectos importantes del comportamiento esfuerzo- deformación.
  • 6. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 6 3.1. Clasificación: a) Pruebas de compresión: Son aquellas en las que la dimensión original axial de la muestra disminuye. b) Pruebas de extensión: Aquellas en las que dicha dimensión se hace aumentar durante la prueba. El estado de esfuerzo en un estante dado se considera uniforme en toda la muestra y puede analizarse recurriendo a las soluciones gráficas de Mhor. Imagen 1 Esquema de cámara compresión triaxial. 4. TIPOS DE ENSAYOS TRIAXIALES 4.1. Consolidado – no drenado (CU) Se permite el drenaje en la primera etapa hasta que la presión de confinamiento efectiva sea igual a la presión de cámara. Se impide el drenaje durante la aplicación del esfuerzo desviador.
  • 7. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 7 4.2. No consolidado – no drenado (UU) No se permite el drenaje en ninguna de las dos etapas. 4.3. Consolidado – drenado (CD) El drenaje se permite en las dos últimas etapas y el exceso de presión de poros se disipa durante la aplicación del esfuerzo desviador. 5. ENSAYO TRIAXIAL CONSOLIDADO - DRENADO (CD) 5.1. Definición A este ensayo se lo conoce también como ensayo lento (S). En la prueba consolidada-drenada, el espécimen se somete primero a una presión de confinamiento 𝝈 𝟑 a todo su alrededor mediante compresión del fluido de la cámara, así el esfuerzo llega a ser efectivo, es decir, la presión de cámara queda actuando sobre la fase sólida del suelo. Espécimen bajo presión de confinamiento en la cámara. Conforme se aplica la presión de confinamiento, la presión de poro del agua del espécimen se incrementa en la cantidad 𝒖 𝒄; dicho aumento de la presión de poro del agua se expresa en forma de un parámetro adimensional: 𝐵 = 𝑢 𝑐 𝜎3 donde B = parámetro de la presión de poro de Skempton (Skempton, 1954). Para suelos blandos saturados, B es aproximadamente igual a 1; sin embargo, para suelos firmes saturados, la magnitud de B es menor que 1. Black y Lee (1973)
  • 8. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 8 dieron valores teóricos de B para varios suelos completamente saturados, los cuales se dan en la siguiente tabla: Las diferencias notables entre los dos ensayos, es que durante el ensayo C.D. se pueden medir las variaciones de volumen dentro de la muestra, es decir, las variaciones de volumen que experimenta el índice de vacíos, esto se debe a que el agua contenida en ellos comienza a salir lentamente, lo que permite un reacomodo de las partículas sólidas del suelo. 5.2. Características  Es lento  La velocidad de ensayo no debe permitir presiones de poros superiores a 50% de la presión de confinamiento.  Se gasta mucho tiempo para encontrar la resistencia a esfuerzos efectivos para un rango de presiones de consolidación.  Se requiere ensayar varias muestras.  Los resultados son útiles para estabilidad de taludes en corte 6. CONSOLIDADO-NO DRENADO CON MEDICIÓN DE PRESIÓN DE POROS (CU O CU’). 6.1. Método con Medición de Presión de Poros A través de este método, el que requiere de un equipo adicional de presiones intersticiales que se conecta a la cámara triaxial, es posible obtener los parámetros de esfuerzo efectivo (ф 𝑦 𝑐) de suelos parcialmente saturados, ya que generalmente cualquier ensayo cortante, está referido en términos del esfuerzo total, o sea, incluye tanto los esfuerzos intraganulares como los intersticiales y como es sabido el esfuerzo cortante dentro de una masa de suelo a la que se le aplica una carga solo se asume el esqueleto granular, ya que el agua no puede asumir esfuerzos apreciables de corte y menos a menos que se encuentre congelada.
  • 9. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 9 6.2. Formato de presentación de datos en laboratorio. 7. ENSAYO TRIAXIAL NO CONSOLIDADO - NO DRENADO (UU) En las pruebas no consolidadas – no drenadas, el drenaje del espécimen de suelo no se permite durante la aplicación de la presión de la cámara 𝜎3. El espécimen de prueba es cortado a la falla por la aplicación del esfuerzo desviador ∆𝜎 𝑑, sin permitirse el drenaje.
  • 10. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 10 Como el drenaje no se permite en ninguna etapa, la prueba se lleva a cabo muy rápidamente. Debido a la aplicación de la presión de confinamiento en la cámara 𝜎3, la presión de poro del agua en el espécimen de suelo se incrementara una cantidad 𝑢 𝑐. Habrá un aumento adicional en la presión de poro ∆𝑢 𝑑, debido a la aplicación del esfuerzo desviador. Por consiguiente, la presión de poro del agua total 𝑢 en el espécimen en cualquier etapa de la aplicación del esfuerzo desviador se da como: 𝑢 = 𝑢 𝑐 + ∆𝑢 𝑑 Tenemos: 𝑢 𝑐 = 𝐵𝜎3 𝑦 ∆𝑢 𝑑 = 𝐴̅∆ 𝜎 𝑑 , por lo que 𝑢 = 𝐵𝜎3 + 𝐴̅∆ 𝜎 𝑑 = 𝐵𝜎3 + 𝐴̅( 𝜎1 − 𝜎3) 8. MATERIALES E INSTRUMENTOS QUE SE USAN EN EL ENSAYO TRIAXIAL a) Equipo:  Dispositivos de Carga Axial. - El dispositivo de compresión axial puede ser un gato manejado por un motor eléctrico a través de un engranaje, una plataforma de balanza equipada con un yugo con gato desviador de carga, un aparato de carga muerta, un dispositivo de carga hidráulico o neumático, o cualquier otro dispositivo de compresión con suficiente capacidad y control para proporcionar la velocidad de carga. Las vibraciones debidas a la operación del dispositivo de carga deberán mantenerse al mínimo.  Dispositivo de Medición de Carga Axial. - El dispositivo de medición de carga axial puede ser un anillo de carga, una celda de carga electrónica o hidráulica, o cualquier otro dispositivo de medición de carga, capaz de producir la precisión
  • 11. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 11 señalada en este párrafo y puede ser una parte del dispositivo de carga axial. Para suelos con un esfuerzo desviador en la falla de menos de 1 ton/pie² (100 KPa), el dispositivo de medición de carga axial deberá ser capaz de medir la carga axial unitaria con una precisión de 0.01 ton/pie² (1KPa); para suelos con un esfuerzo desviador en la falla de 1 ton/pie² o más, el dispositivo de medición de carga axial deberá ser capaz de medir la carga axial con una precisión del 1% de la carga axial en la falla.  Dispositivo de Mantenimiento y Medición de la Presión de Celda. - El dispositivo de mantenimiento y medición de la presión de celda deberá ser capaz de aplicar y controlar la presión de celda dentro de ± 0.01 ton/pie² (1 KPa) para presiones de celda menores de 2 ton/pie² (200 KPa) y dentro de ± 1% para presiones de celda mayores que 2 ton/pie² (200 KPa). Este dispositivo puede consistir de un reservorio conectado a la celda triaxial y llenado parcialmente con el fluido de celda (usualmente agua), con la parte superior del reservorio conectado a un surtidor de aire comprimido, la presión del gas siendo controlada por un regulador de presión y medida por un manómetro, transductor de presión electrónico o cualquier otro dispositivo capaz de medir con la tolerancia prescrita. Sin embargo, también puede utilizarse un sistema hidráulico activado por una carga muerta actuando sobre un pistón, o cualquier otro dispositivo de mantenimiento y medición de presión capaz de aplicar y controlar la presión de celda a la tolerancia prescrita en este párrafo.
  • 12. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 12  Celda de Compresión Triaxial. - Se deberá proveer un aparato en el que el espécimen cilíndrico, encerrado por una membrana sellada en la tapa y en la base del espécimen, pueda ser colocado y sujeto a una presión hidrostática constante. El aparato deberá incluir un buje y pistón alineados con los ejes del espécimen, a través de los cuales la carga del dispositivo de carga axial pueda ser transmitida al espécimen, para que este espécimen sea comprimido axialmente entre la tapa y la base. El buje y el pistón deberán ser diseñados para producir fricción mínima.  Tapa y Base del Espécimen. - Deberán usarse una tapa y base impermeable y rígida para impedir el drenaje del espécimen. La tapa y la base del espécimen deberán ser construidas de un material impermeable anticorrosivo, y cada una deberá tener una superficie plana circular de contacto con el espécimen y una sección transversal circular. El peso de la tapa del espécimen deberá ser menor del 0.5% de la carga axial aplicada en la falla. El diámetro de la tapa y de la base deberá ser igual al
  • 13. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 13 diámetro del espécimen. La base del espécimen deberá ser acoplada a la celda de compresión triaxial, para impedir el movimiento lateral o el volteo, y la tapa del espécimen deberá ser diseñada para recibir el pistón, de tal manera que el área de contacto del pistón y la tapa sea concéntrica con la tapa. La superficie cilíndrica de la tapa y la base del espécimen que contacta la membrana para formar un sello deberá ser lisa y libre de ralladuras.  Indicador de Deformación. - El indicador de deformación deberá ser un dial indicador graduado a 0.001 pulg. (0.03 mm), teniendo un rango de al menos el 20% de la altura inicial del espécimen de prueba, u otro dispositivo de medición que cumpla estos requerimientos de precisión y rango.  Membranas de Caucho. - La membrana de caucho utilizada para encerrar el espécimen deberá proveer una protección confiable contra las fugas. Las membranas deberán ser examinadas cuidadosamente antes de usarse, y si son evidentes algunos defectos o agujeros, la membrana deberá ser descartada. A fin de ofrecer la mínima restricción al espécimen, el diámetro de la membrana extendida deberá estar entre el 75 y 90% del diámetro del espécimen. El espesor de la membrana no excederá el 1% del diámetro del espécimen. La membrana deberá estar selladas en la base y la tapa del espécimen, con anillos de caucho "o rings", para los cuales el diámetro interior no esforzado es menor del 75% del diámetro de la base y la tapa, o por otros métodos que producirán un sello positivo. Una ecuación para corregir el esfuerzo desviador (diferencia de
  • 14. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 14 esfuerzos principales) por efecto de la resistencia de la membrana, está dada en 8.5.  Dispositivos de Medición del Tamaño del Espécimen. - Los dispositivos usados para medir la altura y el diámetro del espécimen deberán ser capaces de medir con aproximación al 0.01 pulg. (0.3 mm) y deberán ser construidos de tal modo que su uso no altere al espécimen.  Cronómetro. - Un dispositivo de regulación de tiempo indicando el tiempo de prueba transcurrido con aproximación a 1 seg. Deberá ser usado para establecer la velocidad de aplicación de esfuerzo o deformación.  Dispositivo para Pesado. - El dispositivo para pesado deberá ser apropiado para pesar especímenes de suelo. Especímenes de menos de 100 gramos serán pesados con aproximación a 0.01 gramos, mientras que especímenes de 100 gramos o más, serán pesados con aproximación a 0.1 gramos.  Aparatos Diversos. - Accesorios y herramientas de tallado de especímenes, un expansor de membrana, aparato de remoldeo, latas de contenido de humedad (agua), y hojas de datos como sean requeridos.
  • 15. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 15 b) Espécimen de Prueba  Tamaño del Espécimen. - Los especímenes deberán tener un diámetro mínimo de 1.3 pulg (33 mm) y la partícula más grande contenida dentro del espécimen de prueba deberá ser menor que un décimo del diámetro del espécimen. Para especímenes que tienen un diámetro de 2.8 pulg (71 mm), o más, el tamaño de partícula más grande deberá ser menor de un sexto del diámetro del espécimen. Si después de terminar un ensayo se encuentra que partículas de mayor tamaño están presentes, indique esta información en el reporte de datos. la relación altura-diámetro deberá estar entre 2 y 3. Medir la altura y el diámetro del espécimen con aproximación a 0.01 pulg (0.3 mm). Especímenes Inalterados. - Prepare especímenes inalterados de muestras inalteradas grandes o de muestras obtenidas de acuerdo con el Método de Ensayo D1587 u otros procedimientos aceptables de muestras inalteradas en tubo. Especímenes obtenidos por muestreo en tubería pueden ser ensayados sin tallado, excepto para fines de conformación de los extremos, siempre que las características del suelo sean tales que no resulten en perturbación significativa del muestreo. maneje cuidadosamente los especímenes para minimizar alteraciones, cambios en sección transversal, o pérdida del contenido de humedad. Si compresión o algún tipo de alteración notable sería causada por el dispositivo de extracción, divida el tubo de ensayo longitudinalmente o córtelo en pequeñas secciones para facilitar la remoción del espécimen con alteración mínima.  Especímenes Remoldeados. - Prepare primero el espécimen inalterado fallado, todavía encerrado en la membrana de caucho y montado en la base del espécimen con los dedos, y luego reformado el espécimen, colocando un molde alrededor de éste y presionando sobre la tapa del espécimen hasta que éste llene el molde apropiadamente. El molde deberá tener dimensiones tales que las dimensiones del espécimen remoldeado serán iguales a las del espécimen inalterado. A fin de obtener una densidad uniforme, para remoldear a la misma relación de vacíos del espécimen inalterado y para preservar el contenido de humedad (agua) natural del suelo, se debe evitar el atrapar aire en el espécimen.  Especímenes Compactados.- Prepare por compactación material alterado en por lo menos 6 capas usando una operación de presión o amasado en un molde de sección transversal circular que tenga las dimensiones que indican los
  • 16. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 16 requerimientos de la sección .Los especímenes pueden ser preparados a cualquier contenido de humedad (agua) y densidad predeterminados por ya sea: (1) amasado o apisonamiento de cada tapa hasta que el peso acumulado del suelo colocado en el molde esté compactado a un volumen conocido ó (2) ajustando el número de capas, el número de apisonados por capa; y la fuerza por apisonado. El pisón usado para compactar el material deberá tener un área de contacto con el suelo menor que un sexto del área del molde. Después de formado el espécimen, con los extremos perpendiculares al eje longitudinal, remueva el molde y determine el peso del espécimen de ensayo. Si se requiere, los especímenes compactados deben ser humedecidos antes de la prueba. Las anotaciones sobre el humedecimiento deben ser hechas en el reporte de los datos de la prueba. 8.1. Procedimiento  El suelo a utilizarse se prefiere que sea inalterado, en cuyo caso se debe tallar por lo menos tres especímenes cilíndricos, teniendo muy en cuenta su estratificación y evitando destruir la estructura original del suelo. Si la muestra es alterada, se procede a preparar los especímenes compactándose la muestra con una determinada energía, de acuerdo con las condiciones técnicas impartidas. Las dimensiones de los especímenes dependen del tamaño de la máquina Triaxial a emplearse; debiendo tomar en cuenta que la altura de la muestra debe ser el doble del diámetro, (Se toman las medidas de los especímenes preparados).  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 entre la muestra y dicha base.  Colocamos la membrana de caucho en el espécimen, utilizando un aparato especial para ello.  Colocamos la cabeza de plástico usando una piedra porosa entre la cabeza y el espécimen.  Aseguramos la membrana con ligas tanto en la parte superior como en la inferior.  En el caso de realizar en ensayo Triaxial en un Triaxial Soiltest, conectamos la cabeza de plástico en el tubo espiral que sale de la base y que se utiliza para el drenaje de la muestra.
  • 17. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 17  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.  Aplicamos presión al tanque de almacenamiento de la glicerina o agua y luego abrimos las válvulas que permiten el paso de la glicerina o agua a la cámara; la presión lateral introducida serán las indicadas anteriormente.  En estas condiciones aplicamos el tipo de Triaxial solicitado; llegando en cualquier caso a aplicar la carga hasta romper la muestra; anotándose las lecturas de las deformaciones axiales y de la carga aplicada.  Una vez terminado el ensayo se reduce la presión y se devuelve la glicerina o agua al tanque de almacenamiento, se seca la cámara y luego a la muestra con mucho cuidado con el objeto de graficar la fractura y además determinar la humedad.  Todo este proceso lo repetimos con los demás especímenes, utilizando presiones laterales diferentes 8.1.1. Procedimiento en Especímenes Con el espécimen encerrado en la membrana de caucho, la cual está sellada a la tapa y a la base del espécimen y ubicado en la celda, ensamble la celda triaxial. Lleve el pistón de carga axial en contacto con la tapa del espécimen varias veces, para permitir el asentamiento y alineamiento apropiado del pistón con la tapa. Durante este procedimiento, cuide de no aplicar al espécimen un esfuerzo desviador que exceda del 0.5% de la resistencia a la compresión estimada. Si el peso del pistón es suficiente para aplicar un esfuerzo desviador que exceda del 0.5% de la resistencia a la compresión estimada, el pistón deberá estar fijado por encima de la tapa del espécimen después de chequear el asentamiento y el alineamiento y dejarlo fijado hasta la aplicación de la presión de la celda. Coloque la celda en posición en el dispositivo de carga axial. Cuide la alineación del dispositivo de carga axial, el dispositivo de medición de carga axial, y la celda triaxial, para prevenir la aplicación de una fuerza lateral al pistón durante la prueba.
  • 18. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 18 Fije el dispositivo de mantenimiento y medición de presión, y se usa un líquido de confinamiento, llene la celda hasta un nivel predeterminado. Ajuste el dispositivo de mantenimiento y medición de presión, a la presión de la celda deseada, y aplique la presión al fluido de la celda. Si el dispositivo de medición de la carga axial es colocado afuera de la celda triaxial, la presión de la celda producirá sobre el pistón una fuerza hacia arriba que reaccionará contra el dispositivo de carga axial. En este caso comience la prueba con el pistón ligeramente sobre la tapa del espécimen y antes que el pistón esté en contacto con la tapa del espécimen, mida y registre la fricción inicial del pistón y empuje hacia arriba producido por la presión de la celda y después corrija la carga axial medida, o ajuste el dispositivo de medición de carga axial para compensar por la fricción y el empuje. Si el dispositivo de medición de carga axial es colocado dentro de la celda, no será necesario corregir o compensar por la fuerza de levantamiento actuante sobre el dispositivo de carga axial o por la fricción del pistón. En ambos casos requiere la lectura inicial de indicador de deformación cuando el pistón contacte la tapa del espécimen. Colocación de cámara Falla del espécimen
  • 19. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 19 Llenado de cámara con lucita Procesamiento y captura de datos a) Usando Deformaciones Controladas Aproximadamente 10 minutos después de la aplicación de la presión de celda (Nota 2), comience a aplicar la carga axial, de modo de producir deformaciones axiales a una velocidad de aproximadamente 1%/minuto para materiales plásticos y 0.3%/minuto para materiales frágiles que consigan un esfuerzo desviador máximo a aproximadamente 3 a 6% de la deformación. A estas velocidades, el tiempo transcurrido para llegar al esfuerzo desviador máximo será de aproximadamente 15 a 20 minutos. Registre los valores de la carga- deformación para: 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 y 0.5% de la deformación; luego para incremento del 0.5% de deformación hasta 3%; y posteriormente para cada 1%. Tome las lecturas suficientes para definir la curva esfuerzo-deformación; por ello, un mayor número de lecturas podrían ser necesarios en las etapas de la prueba, así como cuando se aproxima la falla. Continúe la carga hasta el 15% de la deformación, excepto que la carga pueda suspenderse cuando el esfuerzo
  • 20. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 20 desviador haya descendido hasta el 20% o cuando el 5% de la deformación axial ocurre después de un pico máximo en el esfuerzo desviador. b) Usando Esfuerzos Controlados:  Incremento de Carga. - Antes de la prueba, estime la carga axial de falla del espécimen. Esta estimación puede ser hecha en base a la experiencia con material similar o a través del uso de un dispositivo de corte o penetración sobre una porción no utilizada de muestra. Aproximadamente a 10, minutos después de la aplicación de la presión de celda, coloque una carga axial inicial sobre el espécimen, igual a un décimo o a un quinceavo de la carga axial de falla estimada. Lea el dial de deformación cada 0.5 minutos. Cuando el cambio de la velocidad del dial de deformación sea menor que 0.01 pulg (0.3 mm) en 1 minuto, coloque otro incremento de carga sobre el espécimen igual al incremento de carga precedente. Repita este proceso hasta la falla o hasta el 15% de la deformación axial. El incremento de carga puede ser dividido en la mitad para las dos o tres cargas finales, para definir más completamente la curva esfuerzo- deformación cerca a la falla. Lea y registre la deformación previa a cada incremento de carga. Si llegara a ser obvio durante el desarrollo de la prueba que más de 15 ó menos de 10 incrementos de carga serán requeridos para que falle el espécimen, ajuste los incrementos de carga convenientemente.  Velocidad de Esfuerzos Controlada. - Estime la resistencia a la compresión del espécimen antes de la prueba. Aproximadamente 10 minutos después de la aplicación de la presión de celda, comience a aplicar la carga axial a una velocidad constante tal que el esfuerzo desviador máximo será desarrollado en aproximadamente 15 minutos. Lea y registre los valores de carga y deformación a valores de deformación iguales a los dados en 7.2. Detenga la carga del espécimen al 15% de la deformación o cuando el esfuerzo desviador haya descendido al 20% o cuando el 5% de la deformación ocurra después de un pico máximo del esfuerzo desviador. 9. NORMAS APLICADAS AL ENSAYO De acuerdo al manual de ensayos de materiales del M.T.C (EM 2000), donde trata la determinación de parámetros de resistencia al corte mediante compresión triaxial MTC E 131-2000 hace referencia que el método está basado en las normas:
  • 21. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 21 9.1 OTRAS NORMAS ASTM REALCIONADAS AL TRABAJO: D 422. Método para análisis del tamaño de partículas de suelos. D 653. Terminología estándar relacionada a suelos, rocas y fluidos retenidos. D 854. Método para determinación de gravedad específica de suelos. D 423 Método de Ensayo para el Límite Líquido de Suelos. D 424 Método de Ensayo para el Límite Plástico e Índice de Plasticidad de Suelos. D 1587 Método para el Muestreo de Suelos mediante Tubo de Pared Delgada. D 2166 Métodos de Ensayo para la Resistencia a la Compresión no Confinada de Suelos Cohesivos. D 2216 Método para la Determinación en Laboratorio del Contenido de Agua (Humedad) de Suelos, Roca y Mezclas Suelo-Agregado. D 2487 Método de Ensayo para la Clasificación de Suelos con Propósitos de Ingeniería. 10. APLICACIONES DEL ENSAYO TRIAXIAL. 10.1. EN FUNDACIONES: Inmediatamente después de completar la construcción, es casi siempre la más crítica. Esto es porque la carga completa es aplicada al terreno y éste no ha tenido tiempo para ganar la resistencia adicional por consolidación. Por estas condiciones la resistencia al corte es determinada por pruebas al corte Triaxial. Para pequeños proyectos sobre los cuales el gasto de un programa de ensayos no se justifica, la capacidad de carga en suelos de arcilla saturada se puede calcular con el ensayo C.N.C. 10.2. ESTABILLIDAD EN TALUDES: En cualquier caso, de construcción de taludes, sean estos hechos por la mano del hombre o formados naturalmente en faldas de montaña o bordes de río, se tiene por resultado componentes gravitacionales del peso que tienden a movilizar el suelo
  • 22. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 22 desde un nivel más alto hasta uno más bajo. La filtración puede ser una causa muy importante para movilizar el suelo cuando el agua está presente, estas fuerzas variantes producen esfuerzos cortantes en la masa del suelo, y ocurrirá movimiento, a menos que la resistencia al corte sobre cada posible superficie de falla a través de la masa sea mayor que el esfuerzo actuante. 10.3. EMPUJES: Al proyectarse estructuras de sostenimiento, debe asegurarse solamente que no solo se produzca el colapso o falla. Desplazamientos de varios centímetros no suelen tener importancia, siempre que se asegure que no se producirán repentinamente desplazamientos más grandes. Por ello el método para el proyecto de estructuras de retención suele consistir en estudiar las condiciones que existirán en una condición de falla, introduciendo factores de seguridad convenientes, para evitar el colapso. Una solución completa y exacta para un caso activo o pasivo de equilibrio límite, debe cumplir las siguientes condiciones:  Cada punto del terreno debe estar en equilibrio.  La condición de falla Mohr - Coulomb debe cumplirse en todos los puntos.  Los esfuerzos al interior de la masa deben estar en equilibrio con los exteriores. 11. VENTAJAS  La muestra no es forzada a inducir la falla sobre una superficie determinada.  Consecuentemente, una prueba de compresión puede revelar una superficie débil relacionada a alguna característica natural de la estructura del suelo.  Las tensiones aplicadas en pruebas de compresión en laboratorio, son una aproximación de aquellas que ocurren en situ.  Las tensiones aplicadas son las tensiones principales y es posible realizar un estrecho control sobre las tensiones y las deformaciones.  Las condiciones de drenaje pueden ser controladas y es posible una gran variedad de condiciones de prueba. 12. LIMITACIONES  En algunos casos de arcilla el tamaño de la muestra puede tener importantes efectos sobre la resistencia medida.
  • 23. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 23  Se deben confeccionar o tomar muestras de diámetros que representen adecuadamente grietas y discontinuidades en una muestra de suelo. 13. COSTO DEL ENSAYO TRIAXIAL EN EL MERCADO (UU) El costo del ensayo triaxial estudiado, en nuestro país no se usa muy usualmente, ya que el costo es un poco alto, pero la precisión del ensayo es mejor con respecto al corte directo. Para mejor entender se presenta los precios, en el siguiente cuadro: 14. OBSERVACIONES  Tener muy en cuenta el tipo de trabajo y el tipo de resultado que necesitamos para poder realizar uno de los tipos de ensayos triaxiales.  La resistencia de un suelo es el mayor esfuerzo al que puede ser sometido.  La geometría de la mayoría de los problemas geotécnicos es de tal manera que prácticamente todo el suelo se encuentra en compresión.  Aun cuando el suelo pueda fallar debido a la aplicación de grandes esfuerzos de compresión, el suelo falla realmente al corte.  Muchos problemas geotécnicos requieren de una evaluación de la resistencia al corte del suelo, tales como: taludes, presas de tierra, fundaciones de estructuras, muros de contención, etc.
  • 24. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II ING. EDGAR ACURIO CRUZ 24 15. CONCLUCIONES  Prueba de CD es comparativamente más lentos que otros.  Se utiliza únicamente para los fines de búsqueda. Se requiere más tiempo y dinero que otros métodos.  En esta prueba se produce la consolidación del suelo bajo carga normal y el drenaje se permite durante la consolidación.  Para la medición de poros se requiere un instrumento adicional.  Este método es más caro que otros y esa es una de las razones para que no se use mucho. 16. BIBLIGRAFIA  ENSAYOS TRIAXIALES, LARA I. H. (2010).  FUNDAMENTOS DE INGENIERIA CIMENTACION, BRAJA M DAS (CUARTA EDICION)  ENSAYOS DE LABORATORIO PARA DETERMINAR PARAMETROS DE RESITENCIA AL CORTE DE SUELOS, Leon A. B. (s.f.)..  MANUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS II, Rodriguez, I. B. (s.f.). Webgrafia:  http://es.scribd.com/doc/97847120/Ensayo-Triaxial-Confinado-No- Drenado#scribd  http://es.scribd.com/doc/283185038/13-1ensayo-Triaxial-Uu-CD-Cu#scribd https://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_de_Mohr-Coulomb