INFORME II Ensayo Triaxial CID y CIU

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INFORME II

Ensayo Triaxial CID y CIU

CI4203 - Geomecánica

Integrantes:                   David Valverde                                                                  

Auxiliares:             Consuelo Rodríguez

Diego Silva

Profesor:                          Felipe Ochoa

Fecha de realización: lunes 29 de abril

Fecha de entrega   martes 14 de mayo

Contenido

        1

1.        Resumen        3

2.        Introducción        3

3.Metodología        4

3.1 Confección de la probeta        4

3.2 Aplicación de CO2        7

3.3 Saturación        7

3.4 Consolidación        7

3.5 Aplicación de la carga        7

4.        Memoria de cálculo        8

4.1 Consolidación        8

4.2 Corte        9

4.3 Esfuerzos        9

4.4 Recta LEU        10

5.        Resultados        10

5.1 Gráficos ensayo triaxial CID        10

5.2 Gráficos ensayo triaxial CIU        12

5.3 Obtención de parámetros        14

6.        Conclusiones        14

7.        Referencias        15

8.        Apéndices        16

1. Resumen

La realización de este informe tiene como objetivo exhibir las diferencias del comportamiento de una muestra de suelo en distintas condiciones de drenaje, para ello se realiza un ensayo Triaxial drenado y no drenado sobre una probeta hecha de suelo. La preparación y montaje de la probeta en el equipo de ensayo Triaxial fue intentando simular las condiciones de terreno a las que hubiera estado expuesta la muestra de suelo. Los resultados para la arena a 5% de humedad obtenidos fueron φ= 30° y c=0,128  y un comportamiento dilatante para el ensayo drenado y φ= 15° y c=0,421 y un comportamiento contractivo. Las conclusiones principales son los distintos tipos de comportamiento que exhibe la muestra de suelo y la importancia de ambos ensayos para el entendimiento de un terreno. [pic 2][pic 3]

1. Introducción

El presente informe detalla los procedimientos de los ensayos triaxial en sus dos configuraciones CID (drenado) y CIU (no drenado), pertenecientes al curso de Geomecánica CI4203 de la Universidad de Chile. Este método de prueba cubre la determinación de la resistencia y las relaciones de tensión-tensión de una muestra cilíndrica de suelo intacto o reconstituido. Las muestras se consolidan y se cortan en compresión con drenaje a una tasa constante de deformación axial (control de deformación) (ASTM, 2011), en donde una probeta fabricada de forma estandarizada es sometida a un confinamiento, y luego a un aumento de carga en una dimensión hasta producir la falla (ASTM2011). El ensayo triaxial busca replicar las condiciones presentes en el suelo cuando es sometido a carga, en donde la presencia de agua cumple un rol vital. Los suelos cuyos vacíos estén llenos de aire es capaz de contraerse, ya que el aire ofrece poca resistencia al cambio volumétrico, pero, si el suelo se encuentra saturado, el agua actúa como un material incompresible, tomando la carga adicional en forma de presión de poros. Para esto se utiliza una probeta estandarizada que es sometida a un confinamiento, y luego a un aumento de carga en una dimensión hasta producir la falla. La condición de drenaje se puede imponer mediante unas válvulas conectadas a la probeta (mediante las cuales se satura la muestra), que pueden estar abiertas o cerradas. El ensayo se realiza imponiendo una deformación y registrando la carga necesaria, y el exceso de presión de poros o el cambio volumétrico según corresponda.

        El objetivo de este laboratorio consiste en ver como la condición de drenaje afecta el comportamiento del suelo. Se espera que en la condición drenada el suelo exhiba un comportamiento dilatante, en cambio en la condición no drenada, un comportamiento contractivo. Además, para el caso de la cohesión un valor muy cercano al cero.

   3.Metodología

Tanto el ensayo triaxial CID (drenado) como el CIU (no drenado), consisten en cargar una muestra de suelo en tres ejes. De esta manera, el procedimiento en cada ensayo es el mismo, salvo las condiciones distintas de drenaje.

        En el laboratorio, se divide a los alumnos en dos grupos y cada uno por separado ejerce el montaje del experimento.

3.1 Confección de la probeta

Buscando obtener una densidad homogénea se compactan cinco capas de igual espesor, a una densidad relativa específica -para este caso se trabaja con DR=70%-.

        Luego, siguiendo los pasos detallados a continuación, se van a confeccionar las probetas a utilizar en cada uno de los ensayos:

1. En primer lugar, se utiliza una base donde se construye la probeta y luego servirá como base en la cámara triaxial.
2. Se coloca el molde de bronce de dos piezas, sobre la base anterior descrita. Se utiliza una abrazadera alrededor del molde para asegurar y sostener el molde, y de esta manera evitar que este se abra en la compactación.
3. Una vez ubicado el molde en la base, en la parte inferior se coloca un geotextil a modo de filtro y al interior del molde una mica plástica, para evitar que el suelo se adhiera a las paredes metálicas. Todo lo anterior se aprecia en la figura 1.

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Figura 1: ‘Molde de bronce armado. Se aprecia la base, abrazadera y los materiales a utilizar.’      

1. Luego, se realiza la depositación y compactación del suelo mediante 5 capas de 65.81 gr cada una, a una densidad relativa de DR=70% (Figura 2).

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Figura 2: ‘Capa de 65.81 gr’

1. Para las últimas 2 capas de arena, se coloca un cuello en el molde y así evitar la pérdida del material al depositar la muestra y realizar la compactación.

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Figura3: ‘Compactación con el cuello en el molde’

1. Con la muestra ya compactada, se coloca otro geotextil en la base superior y un acrílico que será retirado posteriormente– este último debe fijarse a presión en el molde de tal forma de que entre totalmente en él-.

1. Con mucha precaución, se retira el molde metálico junto a la abrazadera.

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Figura 4: ‘Retiro de abrazadera y molde(izquierda) y probeta al descubierto (derecha)’.

1. Luego, utilizando el porta membrana se coloca la membrana elástica impermeable en la probeta. El porta membrana, consiste en un cilindro abierto en ambos extremos con una abertura pequeña en forma de tubo y que se dispone perpendicular al eje longitudinal del mismo. De esta manera, para eliminar el exceso de aire entre la membrana y el porta membrana, se succiona el aire a través del tubo recién descrito para generar vacío y evitar que la muestra esté sujeta a tambaleos.

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Figura 5: ‘Porta membrana (izquierda) y membrana colocada en probeta mientras se aplica succión (derecha)’.

1. Se retira el porta membrana y el acrílico de la base superior de la probeta, y se dispone el cap superior – con la precaución de que el cable unido a él no quede tan expuesto, para que luego no se tengan problemas al disponen la cápsula triaxial sobre la probeta-.
2. Ahora, se disponen los o-rings- 1 en la parte superior y 1 en la parte inferior-. Con la ayuda de porta o-rings se colocan los o-rings en las ranuras demarcadas en la base y el dial superior.
3. Finalmente, se ubica la cámara en la base de la probeta.

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Figura 6: ‘Cámara de confinamiento triaxial con la probeta en su interior’.

3.2 Aplicación de CO2

Se deja circular CO2 por la cámara y así eliminar las burbujas de aire presentes en los vacíos de la probeta, generando que solo exista CO2 dentro de la probeta.

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