Mecánica de Sólidos 08-1 Sesión 17

Transcripción

1 Mecánica de Sólidos 08-1 Sesión 17 Un repaso al circulo de Mohr y la triaxial Concepto de esfuerzo efectivo de Terzaghi Mecánica de secuencias arcillosas someras

2 El circulo de Mohr

3

4 Aparato Triaxial para medir resistencia al corte

5 Ensayes triaxiales en areniscas Terciarias de Japón Presión de confinamiento 0.1 a 245 Mpa Temperatura ambiente y muestras secas Diferencias en litología? Importancia de la presión confinante

6 Desarrollo del concepto de Esfuerzo Efectivo (Terzaghi, 1923) Se aplica a sólidos porosos Depende de que el fluido rellene todos los poros Poros homogéneos y distribuidos de manera pervasiva Poros interconectados permitiendo flujo durante la deformación Bajo estas condiciones deformación y falla dependen del estado de esfuerzos efectivo

7 Cuando el bombeo prolongado hace descender el nivel de agua, los esfuerzos efectivos en el acuitardo rebasan el umbral de la presión de Preconsolidación, el acuitardo se compacta y la superficie del terreno subside permanentemente

8 Curvas profundidad vs tiempo de variación de esfuerzo efectivo para: compactación, variaciones de nivel de agua y umbrales de esfuerzo de preconsolidación

9 Modelo Conceptual para el Valle de San Joaquin, California Los materiales sedimentarios que rellenan valles volcánicos comprenden formaciones piroclásticas, aluviales y lacustres Diferente reología y diferentes condiciones de flujo entre materiales granulares (arcillas, limos, arenas, gravas) con intercalaciones de rocas volcánicas y piroclásticas Las formaciones limo-arcillosas lacustres son hetereogéneas y sus condiciones de formación y deposición están directamente relacionadas con su compresibilidad.

10 Observaciones de Terzaghi en pruebas triaxiales 1. Cambios de volumen en las muestras cuando el estado isotrópico cambia 2. La presión de poro neutraliza a la presión confinante

11 Paso del comportamiento quebradizo a comportamiento dúctil también puede ser provocado por la presión de poro Comportamiento quebradizo Comportamiento dúctil con suavizado de la deformación Comportamiento dúctil (plástico) sin cambio Comportamiento dúctil con endurecimiento de la deformación

12 Ejemplo en pruebas axiales Presión de confinamiento (69 Mpa) Presión de poro varia Ductil 0 a 34.5 Mpa Quebradizo de 41.4 a 68.9 MPa

13 Consolidómetro computarizado (COMPUCON)

14 Consolidación Unidimensional o Axial COMPUCON

15 Medición de Presión de poro

16 Curvas de compresibilidad de materiales arcillosos Nuestro grupo Kaufman y Sherman, 1964

17 Comparación entre rocas y sedimentos arcillosos, el concepto de esfuerzo efectivo nos ayuda a explicar pero hay algo mas?

18 Variación de presión de poro durante la consolidación (Hernández, 2003).

19 Graphics of compressibility were grouped by depth and type of sediments. Heavy pointed curves represent controlled- gradient consolidation test and light pointed curves represent incremental test.

20 Variación en las condiciones mecánicas de compresibilidad para una secuencia arcillosa

21 Variación en las condiciones mecánicas de compresibilidad para una secuencia arcillosa

22 Contenido de Agua

23 Resultados en la secuencia arcillosa de Chalco

24 Importancia mecánica de las secuencias arcillosas Carreón-Freyre and Cerca, in press, GSL

25

26 Características de arcillas (Bardet, 1997)

27 Estructura del agua ligada a las partículas de suelo (Saarenketo 1998)

28 Comparación en diferentes densidades en arcilla (Saarenketo, 1998) Conductividad eléctrica vs contenido de agua gravimétrico Permitividad dieléctrica relativa vs contenido de agua gravimétrico

29 Variación de la permitividad para diferente contenido de agua en dos tipos de arcilla (Saarenketo, 1998) Espectro de permitividad durante la consolidación de Kaoliníta a 610 kpa (Fam y Santamarina, 1995)