Rigidez al corte de los suelos. (84.07) Mecánica de Suelos y Geología Alejo O. Sfriso:

Transcripción

1 de los suelos (84.07) Mecánica de Suelos y Geología Alejo O. Sfriso: asfriso@fi.uba.ar

2 Índice Trayectoria de tensiones en edómetro y triaxial Módulo de corte elástico Módulos de Young secantes Modelo hiperbólico 2

3 Trayectoria de tensiones en edómetro y triaxial El edómetro y el triaxial someten al suelo a diferentes trayectorias de tensiones = En el espacio,,, la curva de resistencia intrínseca se escribe = 3 = = 6 sin 3 sin = 1 + = + 2 3

4 Trayectoria de tensiones en edómetro y triaxial El plano de la base agrupa todos los ensayos de compresión a cte Isotrópica = = 1 = = 0 = 1 4

5 Trayectoria de tensiones en edómetro y triaxial El plano de la base agrupa todos los ensayos de compresión a cte Isotrópica = 1 Edométrica = = = 5

6 Trayectoria de tensiones en edómetro y triaxial El plano de la base agrupa todos los ensayos de compresión a cte Isotrópica Edométrica Crítica = 1 = = = =

7 Trayectoria de tensiones en edómetro y triaxial El plano de la base agrupa todos los ensayos de compresión a cte Isotrópica Edométrica Crítica = 1 = = = Noten la superficie que se forma uniendo las curvas de colores = = 1 7

8 Rangos de deformación: arenas La relación tensión deformación tiene cuatro rangos anterior al deslizamiento de partículas (volveremos) deslizamiento de algunos granos resistencia pico: reorientación de contactos ablandamiento: estado crítico 8

9 Índice Trayectoria de tensiones en edómetro y triaxial Módulo de corte elástico Módulos de Young secantes Modelo hiperbólico 9

10 Módulo de corte inicial: Teoría de contacto elástico La rigidez elástica es proporcional a la presión y densidad Hay disipación de energía en todo el rango de deformación T N N T a 0 n 0 límite friccional 10 0 solución elástica

11 Rigidez elástica: medición en la cámara triaxial 11 (Sagüés 2007)

12 Módulo de corte inicial: crece con la presión y con la densidad 12 G e 180 [MPa] Shear modulus calibration - Nevada Sand = 1 + e=0.738 e=0.659 c s = 660 c e = 2.17 m = p [KPa] 350 Arulmoli 1992

13 Rigidez a baja deformación del suelo de la Ciudad de Bs As (Fm. Pampeano) E ur MPa UT1 UT2 UT3 UT4 UT5 UT6 3 kpa Muestras inalteradas

14 Rigidez a baja deformación del suelo de la Ciudad de Bs As (Fm. Pampeano) E ur MPa If c=o UT1 CT1 150 E ur ref 3 c cot Eur c cot p atm m UT2 UT3 UT4 CT2 CT3 CT4 100 UT5 UT6 CT5 If c=o 3 kpa Muestras inalteradas Muestras compactadas

15 Índice Trayectoria de tensiones en edómetro y triaxial Módulo de corte elástico Módulos de Young secantes Modelo hiperbólico 15

16 : Módulo de Young secante cercano al origen la rigidez secante crece con la presión 16

17 E 50 : Módulo de Young al 50% de la tensión de falla E 50 : E al 50% de tensión de falla E 50 se usa en cálculos analíticos

18 Reducción de la rigidez con la distorsión (Fm. Pampeano) E E s ur undisturbed 0.1 r undist a 18 Muestras inalteradas (Hardin & Richart 1963)

19 Reducción de la rigidez con la distorsión (Fm. Pampeano) E E s ur undisturbed compacted 0.1 r comp r undist a 19 Muestras inalteradas Muestras compactadas (Hardin & Richart 1963)

20 E 0 vs E ur para muestras compactadas E E 0, ur MPa E ur 100 E m= kpa Muestras compactadas

21 Índice Trayectoria de tensiones en edómetro y triaxial Módulo de corte elástico Módulos de Young secantes Modelo hiperbólico 21

22 El modelo hiperbólico Es una curva para condiciones triaxiales Si aumenta la presión la resistencia crece linealmente la rigidez crece más débilmente Los parámetros dependen de la densidad d u df E i = d hiperbola de Kondner resultado experimental 1 E 1 R i df = 1 + f 1 22 f (Duncan 1970) 1

23 El modelo hiperbólico Es una curva para condiciones triaxiales Si aumenta la presión la resistencia crece linealmente la rigidez crece más débilmente Los parámetros dependen de la densidad d u df E i = d hiperbola de Kondner resultado experimental 1 E 1 R i df = 1 + f 1 23 f (Duncan 1970) 1

24 El modelo hiperbólico Es una curva para condiciones triaxiales Si aumenta la presión la resistencia crece linealmente la rigidez crece más débilmente Los parámetros dependen de la densidad d u df E i = d hiperbola de Kondner resultado experimental 1 E 1 R i df = 1 + f 1 24 f (Duncan 1970) 1

25 El modelo hiperbólico en función de D r para arenas = 1 + d u hiperbola de Kondner = df E i resultado experimental log = d 1 E i 1 R = 1 + f df 1 = 1 25 (Núñez 1993, 2006) f 1

26 Correlación E ui vs s u E i [MPa] Módulo vs. resistencia E i = 0.58 c u c u [KPa]

27 Correlación E ui vs OCR La rigidez al corte no drenada de las arcillas amasadas depende de Resistencia al corte Sobreconsolidación 27

28 El modelo hiperbólico en función de s u d u hiperbola de Kondner = = df E i resultado experimental d 1 = 1 R f = Ei df f 1

29 Suelos cementados: Ensayo triaxial escalonado En suelos cementados hay mucha dispersión de resultados Es razonable hacer varias etapas sobre una misma muestra "In situ" E i 300 q 30% u m 1 "In situ" Undisturbed sample Representative sample E 0 s 1 d p a d d dr p p 3 0.5p 3 a a a 29 E p s a

30 Ensayo triaxial UU - escalonado en el Pampeano 500 d E secante (kg/cm 2 ) d (kg/cm 2 ) d (kg/cm 2 ) % 5% 10% 1 15% 30

31 Ejercicio Desarrollemos una planilla para determinar la curva tensión deformación de arenas mediante el modelo hiperbólico 31

32 Bibliografía 32 Básica Powrie. Soil Mechanics. 3 da Ed. Spon Press Jiménez Salas y otros. Geotecnia y Cimientos I. Ed. Rueda Complementaria Mitchell. Fundamentals of soil behavior. Wiley. Terzaghi, Peck y Mesri. Soil Mechanics in Engineering Practice. Wiley. Santamarina, Klein y Fam. Soils and Waves. Wiley. Sfriso (2008). Caracterización de materiales constituidos por partículas. Tesis FIUBA.