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Ensayo Triaxial Consolidado Drenado
Ensayo Triaxial Consolidado Drenado
Ensayo Triaxial Consolidado Drenado
Objetivos principales
Calcular los parámetros de la resistencia al corte del suelo (ángulo de
fricción y cohesión) de acuerdo al ensayo triaxial consolidado drenado (CD)
Aplicar los 2 métodos para calcular los valores ∅, 𝑐′. envolvente de
falla de Mohr y Coulomb y el método de trayectoria de “p” y “q”.
Comparar los resultados obtenidos por ambos métodos
Objetivos secundarios
Evaluar el método más eficaz para el cálculo de los parámetros.
Entender el por qué es importante la realización de este ensayo para nuestra
vida profesional.
Conocer la importancia y las aplicaciones de los ensayos con el equipo
triaxial.
3. MARCO TEORICO
Este ensayo es más confiable y completo que otros ensayos y determinar los
parámetros de la resistencia cortante. Este ensayo proporciona:
3.1.1Normas
MTC E-131
AASHTO T 296: Método estándar de prueba para resistencia a la
compresión no consolidada y no drenada de suelos cohesivos en
compresión triaxial.
AASHTO T 297: Método estándar de prueba para la prueba de
compresión triaxial consolidada no consolidada en suelos cohesivos.
ASTM T D 2850: Método estándar de método de prueba para
pruebas de compresión triaxial no consolidadas y sin drenaje en
suelos cohesivos.
ASTM D 4767: Método estándar de método de prueba para la prueba de
compresión triaxial no drenada consolidada para suelos cohesivos
A este ensayo se lo conoce también como ensayo lento (S). El drenaje se permite
en las dos últimas etapas, de este modo se tiene una consolidación bajo la presión
de cámara y el exceso de presión de poro se disipa durante la aplicación lenta del
esfuerzo desviador.
Los esfuerzos totales y efectivos son iguales debido a que las Δμ=0
Φ Φ Φ'
(
σ ' 1=σ ' 3∗tan 2 45+
2) ( )
+2 c ’ tan 45+ θ=45+
2 2
σ 1+ σ 3 2 2 σ 1−σ 3 2
(σ −( 2 ) ) + τ =(
2
) ecuacion de circulo de Mohr
balanzas. Para muestras cuyo peso sea inferior a 100 g, deberá utilizarse una
balanza con precisión de 0,01 g, y para muestras de 100 g o más, una balanza con
precisión de 0,1 g.
Misceláneos. Estos incluyen una bomba de vacío y un aparato de presión con sus
respectivos manómetros y reguladores, un dilatador de membrana recipientes para
de determinaciones humedad, y los formatos de informe que se requieran.
3.1.4 PROCEDIMIENTO
Calcúlese el valor de “C” y “ϕ” por el método de las trayectorias “p” y “q”, así como
también por el método de la Envolvente de Falla de los Círculos de Mohr.
También hágase las grafica “esfuerzo desviador vs deformación unitaria”.
En laboratorio se ha tomado el siguiente dato, luego de que la muestra fue
sometida a la fase de saturación y consolidación:
P- P- P-03
Deform 01 02
. Esfuerzo Desviador
( (kg/c
% m2)
)
0.00 0. 0. 0.00
00 00
0.10 0. 0. 1.07
41 82
0.20 0. 1. 1.73
71 22
0.50 1. 2. 3.48
73 55
0.70 2. 3. 4.61
45 63
1.00 3. 5. 6.62
38 05
1.50 4. 7. 9.46
61 11
2.00 5. 8. 11.04
34 33
2.50 5. 9. 12.10
68 02
3.00 5. 9. 12.86
88 36
3.50 5. 9. 13.39
98 56
4.00 6. 9. 13.44
08 70
5.00 6. 9. 13.68
13 85
6.00 6. 9. 14.02
13 85
7.00 6. 9. 14.16
13 95
8.00 6. 9. 14.21
08 90
9.00 6. 9. 14.30
03 90
10.00 6. 9. 14.30
03 85
12.00 5. 9. 14.40
98 70
14.00 5. 9. 14.45
98 56
16.00 5. 9. 14.45
98 31
18.00 5. 9. 14.45
98 07
20.00 5. 8. 14.30
93 87
22.00 5. 8. 14.16
83 72
24.00 5. 8. 14.02
83 58
5. PROCESAMIENTO DE DATOS DE LABORATORIO
Cálculo de esfuerzos principales
al tratare de un ensayo consolidado drenado no existe variación de presión de
poros por el cual los esfuerzos totales son igual al esfuerzo efectivo.
DONDE:
s1: esfuerzo principal mayor
s3: esfuerzo principal menor o esfuerzo de confinamiento
∆ m : presión de poros
s1 = s'1 + ∆ m ∆m = 0 s1 = s'1
s3 = s'3 + ∆ m ∆m = 0 s3 = s'3
s1 = s3 + ∆ sd s'1= s'3 + ∆ sd
P- P- P-
01 0 03
σ Δσ σ 2 σ Δσ σ
3 d 1 σ Δσd σ 3 d 1
(kg/cm (kg/cm (kg/cm 3 1 (kg/cm (kg/cm (kg/cm
2) 2) 2) (kg/cm (kg/cm (kg/cm 2) 2) 2)
1 0.00 1.00 2) 2) 2) 4 0.00 4.00
1 0.41 1.41 2 0.00 2.00 4 1.07 5.07
1 0.71 1.71 2 0.82 2.82 4 1.73 5.73
1 1.73 2.73 2 1.22 3.22 4 3.48 7.48
1 2.45 3.45 2 2.55 4.55 4 4.61 8.61
1 3.38 4.38 2 3.63 5.63 4 6.62 10.62
1 4.61 5.61 2 5.05 7.05 4 9.46 13.46
1 5.34 6.34 2 7.11 9.11 4 11.04 15.04
1 5.68 6.68 2 8.33 10.33 4 12.10 16.10
1 5.88 6.88 2 9.02 11.02 4 12.86 16.86
1 5.98 6.98 2 9.36 11.36 4 13.39 17.39
1 6.08 7.08 2 9.56 11.56 4 13.44 17.44
1 6.13 7.13 2 9.70 11.70 4 13.68 17.68
1 6.13 7.13 2 9.85 11.85 4 14.02 18.02
1 6.13 7.13 2 9.85 11.85 4 14.16 18.16
1 6.08 7.08 2 9.95 11.95 4 14.21 18.21
1 6.03 7.03 2 9.90 11.90 4 14.30 18.30
1 6.03 7.03 2 9.90 11.90 4 14.30 18.30
1 5.98 6.98 2 9.85 11.85 4 14.40 18.40
1 5.98 6.98 2 9.70 11.70 4 14.45 18.45
1 5.98 6.98 2 9.56 11.56 4 14.45 18.45
1 5.98 6.98 2 9.31 11.31 4 14.45 18.45
1 5.93 6.93 2 9.07 11.07 4 14.30 18.30
1 5.83 6.83 2 8.87 10.87 4 14.16 18.16
5.1 GRAFICA DE ESFUERZO DESVIADOR Y DEFORMACION UNITARIA
Para el caculo del esfuerzo desviador tenemos que tener en cuenta lo siguiente:
si la gráfica de esfuerzo desviador vs deformación unitaria sigue
creciendo se toma el esfuerzo desviador al 20% de deformación
unitaria
caso que la gráfica presente un máximo valor de la deformación se
tomara este último.
Probeta-01
Grafica nro.1
Esfuerzo desviador vs deformacio unitaria
7.00
esfuerzo desviador Δσd(kg/cm2)
6.00
5.00
4.00
P-01
3.00
2.00
1.00
0.00
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0
deformacion unitaria(%)
Probeta -02
Grafica nro.2
10.00
8.00
6.00
P-02
4.00
2.00
0.00
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0
deformacion unitaria(%)
14.00
12.00
10.00
8.00 P-03
6.00
4.00
2.00
0.00
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0
deformacion unitaria(%)
Grafica nro.3
σ 1+ σ 3 2 2 σ 1−σ 3 2
(σ − ( 2 ) ) + τ =(
2
) ecuacion de circulo de Mohr
σ 1−σ 3
R= DONDE:
2 R: radio del circulo
σ 1+ σ 3 h: abscisas del centro del circulo
h= k: ordenada del centro del circulo
2
k =0
Probeta – 01
σ 1−σ 3 7.13−1 2
R= = =3.07 kg /cm
2 2
σ 1+ σ 3 7.13+ 1 4.07 kg
h= = = k=0
2 2 cm2
Probeta – 02
σ 1−σ 3 11.95−2 2
R= = =4.98 kg /cm
2 2
σ 1+ σ 3 11.95+2 2
h= = =6.98 kg /cm k =0
2 2
Probeta – 03
σ 1−σ 3 18.45−4 2
R= = =7.23 kg /cm
2 2
σ 1+ σ 3 18.45+ 4 2
h= = =11.23 kg /cm k =0
2 2
PROBE
TA
1 2 3
RADIO 3. 4.98 7.23
07
CENTRO(h, 4. 6.98 11.23
0) 07
σ 1+ σ 3 2 2 σ 1−σ 3 2
(σ − ( 2 ) ) + τ =(
2
)
Probeta -01
(σ −4.07)2 + τ 2=(3.07)2
Probeta -02
(σ −6.98)2+ τ 2=(4.98)2
Probeta -03
(σ −11.23)2 +τ 2=(7.23)2
Circulo de Morh
10
8
Esfuerzo cortante τ(kg/cm2)
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
P-02 Esfuerzo
P-03 normal σ(kg/cm2)
P-01
Grafica nro.4
8
Esfuerzo cortante τ(kg/cm2)
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
P-02 P-03 Esfuerzo
P-01 normal σ(kg/cm2)
envolvente de falla
Grafica nro.5
RESULTADOS DE LOS
PARAMETROS τ =0.60+σ . tag(40.5 ° )…ecuación de la envolvente de falla
Φ' 40.5 °
C' 0.60 kg/cm2
σ ' 1+ σ ' 3
p=
2
σ ' 1−σ ' 3
q=
2
8.00
6.00
q(kg/cm2)
4.00
2.00
0.00
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00
p(kg/cm2)
P-01 P-02 P-3
Posteriormente trazamos una recta que pase por los extremos de las tres
rectas, para el cálculo de esta recta necesitamos saber la ecuación y la relación
que guarda con los parámetros de la resistencia al corte (Φ ', c').
q = a + p*tan (α) →ecuación de la recta que pasa por los extremos de 3 rectas
para ello damos valores a:
Grafica nro.7 “p” vs “q” y la recta que contiene a los extremos de las 3 rectas.
8.00
6.00
q(kg/cm2)
4.00
ASIGNAMOS
2.00
VALORES q = 0.5 + p*tan (33°) →ecuación de la recta
a 0.5 kg/cm2
α 0.000.0033 ° 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00
p(kg/cm2)
P-01 P-02 P-3 envolvente de p y q
a 0.5
c '= = =0.66 kg/ cm2
cos (Φ) cos (40.5 ° )
6. PRESENTACION DE RESULTADOS
8. BIBLIOGRAFIA
Fundamentos de ingeniería geotécnica Cuarta edición BRAJA DAS.
Manual de ensayo de ensayo de materiales del MTC