Compresion Tiraxial ASTM

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ENSAYO DE COMPRESIÓN TRIAXIAL PARA SUELOS COHESIVOS ASTM D 2850-03ª AASHTO T 234 Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos

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ENSAYO DE COMPRESIÓN

TRIAXIAL PARA SUELOS

COHESIVOS

ASTM D 2850-03ª

AASHTO T 234

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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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EQUIPO

Cámara de compresión triaxial:

Consiste de una placa base,

superior separadas por un cilindro

capaz de resistir la presión

aplicada.

Pistón de carga axial:

Pistón pasante a través

de la parte superior de

la cámara

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.

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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

superior de la cámara.Tapa y base de la muestra: Serán

usadas para prevenir el drenaje de la

muestra, y tendrán el mismo diámetro

inicial de la muestra.

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EQUIPO

Membrana de

caucho

Otros aparatos.- Cuchillo de moldeo,

perfilador de muestras, recipientes

para determinar el contenido de

humedad, anillos de caucho, equipo

compactador, piedras porosas y papel

filtro.

Calibrador

Balanza

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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

la muestra hasta obtener el

diámetro y altura final.

Perfilador de muestras.

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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.

Determine el contenido

de humedad ASTM D

2216.

Medida de las dimensiones de la probeta.

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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

deseada.

Escarifique cada capa.

Compactación de la muestra.

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MUESTRA DE ENSAYO

Terminada la

compactación determine

las dimensiones de la

probeta.

Pese la masa de la

probeta.

Determine el contenido

de humedad ASTM D

2216.

Medida de las dimensiones de la probeta.

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PROCEDIMIENTO

Humedezca las piedras

porosas y el papel filtro.

Lubrique el interior y

exterior de la membrana.

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.

Fijación de la membrana al dilatador de membranas.

Colocación de la membrana en la probeta.

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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

aire sea expulsado.

Ensamble la cámara

triaxial.

Sellado de la tapa y base de la muestra

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PROCEDIMIENTO

Ponga en contacto elpistón con la tapa de lamuestra para permitir elasentamiento y laalineación del pistón conla tapa.

Llene con agua la cámaratriaxial.

Aplique una presión deconfinamiento hasta queel regulador indique lapresión deseada

Ensamblado de la cámara triaxial.

Contacto del pistón axial con la tapa de la muestra.

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PROCEDIMIENTO

Encere los deformímetrosvertical y de carga.

Aplique la carga axial auna velocidad dedeformación de 0.127cm/min (lecturasconstantes o hasta el 20%de la deformación axial).

Registre las lecturas dedeformación axial y decarga.

Encerado del deformímetro axial.

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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

adicionales con diferente

presión de confinamiento 3.

Remoción de la muestra de la cámara triaxial.

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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:

4

*2 smi dddD

Donde

di = Diámetro inferior, mm ó cm.

Dm= Diámetro medio, mm ó cm.

Ds= Diámetro superior, mm ó cm.

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CÁLCULOS

• Calcule el área Ao, y volumen V de la probeta.

• Calcule la deformación axial unitaria (ε), para cadacarga aplicada, como sigue:

Donde

ΔH= Variación de la altura de la probeta, en

cm ó mm.

Ho= Altura inicial de la muestra, en cm ó mm.

4

* 2DAo oo HAV *

oH

H

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CÁLCULOS

• Calcule el área corregida para cada aplicación de

carga, como sigue:

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.

1

oAA

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CÁLCULOS

• Calcule el área corregida para cada aplicación de

carga, como sigue:

Donde:

P=Carga axial aplicada, medida en kg, y se la calcula con

la siguiente expresión:

A

P31

P = Lectura del deformímetro de carga * Factor de calibración del anillo.

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CÁLCULOS

• Con los resultadosobtenidos construirpara cada presiónlateral 3, una gráficaen escala aritmética;ubicando en el eje delas abscisas lasdeformacionesunitarias ε, enporcentaje, y enordenadas el esfuerzodesviador, 1 - 3.

Deformación unitaria (%)

Esfu

erzo e

n (K

g/cm

2)

1.0 2.0 3.0

0

1.0

2.0

3.0

4.0

4.0

1

Probeta 3

Probeta 2

Probeta 1

3

1 3

1 3

Esfuerzo desviador versus

deformación

Fuente: Normas ASTMD D 2850

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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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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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Page 22: Compresion Tiraxial ASTM

CÁLCULOS

• De esta gráfica obtenga

los parámetros de

cohesión y ángulo de

fricción, midiendo la

pendiente de la

tangente que

corresponde al ángulo

de fricción interna (Ø), y

la intercepción con la

ordenada que

corresponde a la

cohesión (C).

Deformación normales (Kg/cm2)E

sfu

erzo t

an

gen

cia

les (K

g/cm

2)

1.0 2.0 3.0

0

1.0

2.0

3.0

4.0

C

1 3

3

Probeta 1

Probeta 2

Probeta 3

1 3 2

Circulo de Mohr

Fuente: Normas ASTMD D 2850

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