Laboratorio - Ensayo triaxial

Ensayo triaxial:
equipamiento y mediciones en
laboratorio
Mecánica de Suelos
64.08
Ensayo triaxial
Ensayo triaxial: objeto
• 
• 
• 
• 
• 
• 
Curva tensión – deformación del material (! – ")
Medición de deformaciones longitudinales (")
Medición de deformaciones radiales (#)
Medición de resistencia (!df, c , $)
Medición de rigidez (Ei , Es )
Medición de presiones neutras (uf)
" = !l l
" = $ #! r #!
2
a
Ensayo triaxial
Cámara triaxial
3
Ensayo triaxial
Mediciones locales
Einterna > Eexterna
4
FUENTES DE ERROR
(medición externa de
deformación axial)
Medición local deformación:
celdas de carga
Ensayo triaxial
OBJETO: MEDIR CARGA DESVIADORA
Puente Wheatstone
5
medición directa de
carga desviadora
Ensayo triaxial
Medición presiones neutras:
transductores de presión
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Ensayo triaxial
Medición local deformación
• 
• 
• 
• 
LDT (Local Deformation Transducer)
LVDT (Linear Variable Differential Transformer)
Técnica PIV (Particle Image Velocimetry)
Otros (X-ray and optical methods, Arthur and Phillips
(1975), proximity transducers, Hird and Yung (1989),
Hall efect transducers (Clayton and Kathrush (1986))
LDT
7
LVDT
Medición local: LDT
Ensayo triaxial
Principio de funcionamiento: registro de desplazamientos por
variación de resistencias eléctricas (strain gauges) en una
configuración de Puente de Wheatstone
SG1 – SG3: cara traccionada (aumenta resistencia)
SG2 – SG4: cara comprimida (disminuye resistencia)
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Medición local: LDT
Ensayo triaxial
MONTAJE
Dispositivo manual
Reglas del buen arte:
•  Alejar los extremos de los cabezales
•  Verticalidad
•  Buena fijación a la membrana
•  Controlar T° durante el ensayo
•  Curvatura inicial
•  Mínimo 2 LDT (promediar lecturas)
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Medición local: LVDT
Ensayo triaxial
Principio de funcionamiento: registro por desplazamiento de
un núcleo ferromagnético móvil dentro de un bobinado
primario y secundario
+/- 12.5mm
+/- 6.0mm
+/- 1.5mm
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Ensayo triaxial
Adquisición de datos
OBJETO: CONVERSION ANALÓGICA - DIGITAL
INSTRUMENTOS
(lectura)
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HARDWARE
(adquisición)
SOFTWARE
(manipulación)
Ensayo triaxial
Calibración
Dispersión en la respuesta:
•  Ruido eléctrico en la señal (reducir cables)
•  Histéresis del instrumento.
•  Mala alineación del instrumento.
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Ensayo triaxial
Ensayo no drenado: Influencia
de la velocidad de carga
Ensayos rápidos
Materiales plásticos
V" = 1.0% / min
Materiales friccionales
V" = 0.3% / min
Ensayos lentos (c´ ; $´)
V" ~ 1 – 2µ / min
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Ensayo Q: curvas típicas
ENSAYO TRIAXIAL
ESCALONADO
80
DATOS INICIALES
70
" d = "1 $ " 3
$d
(kPa)
!
53.2 %
"
16.2 KN/m3
"
27.1 KN/m3
"
10.6 KN/m3
einicial
1.56
s
Ensayo triaxial
d
Sr
92 %
LL
68 %
LP
29 %
SUCS
0.80 mm/min
cte def
0.01 mm/div
inicial
60
50
N!
#1
#1
1
+ Rf
Ei
" df
%
"d
Es = Ei ' 1 $ R f
'
" df
)
&
(
(
*
98 %
vel. def.
Hinicial
#
"d =
40
CH
Pasa #200
" df = " 3 ( N! $ 1) + 2c
30
100.5 mm
50.5 mm
20
PRESION EN CAMARA
$3
150
kPa
$3
300
kPa
10
%1
0
0.0%
14
1.0%
2.0%
3.0%
En la falla
! 3 ! df
(máximo o
residual)
(medido)
4.0%
5.0%
6.0%
Diagrama % - !&
(parámetros cuu, $uu)
Ensayo triaxial
Cámara triaxial: equipamiento
para ensayo R´
Procedimiento
•  Saturación de espécimen
(flujo de agua)
•  Verificar Sr=100%
(parámetro B Skempton)
•  Consolidar el espécimen
(drenaje liberado)
•  Llevar a la falla
(drenaje impedido,
medición de p. neutras,
parámetro A Skempton)
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Ensayo triaxial
Ensayo R´: curvas típicas
En la falla
(máximo o
residual)
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! 3 ! df
(medido)
uf
Diagrama % - !&
(parámetros ccu, c´,$cu, $´)
Ensayo triaxial
Parámetros A y B (Skempton)
CONCEPTO: predecir la variación
de las presiones neutras conociendo
la variación del estado tensional en el
terreno.
"u
B=
"! 3
A=
"u # "! 3
"! 1 # "! 3
Saturación espécimen
(si B ~1 , Sr~100%)
Proceso de carga
"u = "! 3 + A $ ("! 1 # "! 3 )
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