Informe Nº5 Ensayo Triaxial CIU

Transcripción

1 UNIVERSIDAD DE CHILE Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas Departamento de Ingeniería Civil Informe Nº5 Ensayo Triaxial CIU Geomecánica: CI442 Nombre: Profesora: Ayudante: César Torres Farías Loreto Cifuentes Cristhian Pardo Fecha de Realización: 2/6/212 Fecha de Entrega: 5/7/212

2 1.- Introducción El presente documento trata sobre los resultados del ensayo CIU (consolidado isotrópicamente no drenado), realizado en el laboratorio MECESUP de la Universidad de Chile. Este ensayo consiste en cargar una muestra de suelo en sus tres ejes. Para la anterior se aplica una presión de confinamiento sigma3 alrededor de la probeta mediante un fluido que generalmente es agua. Esto produce una consolidación isotrópica. Adicionalmente se le aplica un esfuerzo delta sigma en la dirección axial para provocar la falla. En este ensayo no se permite el drenaje de la muestra, por lo tanto no existe cambio volumétrico y se generan presiones de poro que pueden aumentar o disminuir la resistencia al corte de la muestra. Figura 1: Esquema inicial y durante el ensayo

3 2.- Confección de la probeta Para confeccionar la probeta se utiliza arena fina con humedad del 5%. La compactación se realiza a un DR=7% en 5 capas de 75,81 gr cada capa de arena. El molde utilizado posee dos orificios y se le pone una mica en el contorno para que el suelo no se adhiera. Para evitar las pérdidas de suelo, en la parte superior en inferior de la muestra se colca un geotextil, el cual permite el paso del agua. Luego de compactar las 5 capas de suelo, se sitúa una membrana en el porta-membrana del molde y se retira la presión para que la membrana se adhiera al suelo. Se aplican los o-rings arriba y abajo. Las burbujas de la probeta se deben eliminar para lo cual generalmente se utiliza dióxido de carbono. Esto a su vez permita un drenaje con mayor rapidez del agua a través de la probeta. Finalmente la probeta se introduce en la cápsula de prueba para ser llevada a la máquina triaxial.

4 Delta u [kg7cm^2] 3.- Resultados Durante el ensayo se trabajo con muestra de suelo a DR=7% y humedad de 5%. A una de las muestras, que se llamará muestra 1, se le aplicó una presión de cámara de 1 [kg/cm^2], mientras que a la otra, que se denominará muestra 2, la presión de cámara aplicada fue de 2 [kg/cm^2]. A continuación se presentan los gráficos obtenidos a partir de los datos del ensayo. delta presión de poros v/s deformación unitaria axial,4,2 sigma3'=2 [kg/cm^2] sigma3'= 1[kg/cm^2] ,2 -,4 -,6 -,8 deformación unuitaria axial [%] Gráfico 1: delta presión de poros v/s deformación unitaria axial

5 q' [kg/vm^2] q' [kg/cm^^] 4 Esfuerzo de corte q' v/s deformación unitaria axial 3,5 3 2,5 sigma3'= 2[kg/cm^2] sigma3'= 1[kg/cm^2] 2 1,5 1, deformación unuitaria axial [%] Gráfico 2: q v/s deformación unitaria axial 4 3,5 q' v/s p' y =,6812x R² =, ,5 2 1,5 1 sigma3=2 [kg/cm^2], sigma sigma3=1 [kg/cm^2], sigma LEU residual Lineal (LEU residual),5 1 2 p' [kg/cm^2] Gráfico 3: q v/s p y LEU residual

6 q [kg/vm^2] q v/s p 4 3,5 y =,6812x R² =, ,5 2 sigma3=2 [kg/cm^2], sigma sigma3=1 [kg/cm^2], sigma LEU residual 1,5 1 sigma3=2 [kg/cm^2], tensiones totales sigma3=1 [kg/cm^2],5 Lineal (LEU residual) 1 2 p [kg/cm^2] Gráfico 4: q v/s p más tensiones totales. Para la confección de la LEU se utilizan las siguientes resistencias residuales: muestra p res q res 1 2, , , , Tabla 1: Resistencias residuales Además se agrega el punto (,) a los datos de la tabla 1. A partir de la ecuación de la LEU obtenida mediante regresión lineal, se obtiene la cohesión y el ángulo de fricción interna phi. Se debe notar que en la regresión lineal realizada en los gráficos 3 y 4, se señala la intersección en el punto (,), pues se trata de una arena. M,6957 a -,624 C [kg/cm^2] phi [grado] 33,721 Tabla 2: Ángulo de fricción interna phi y cohesión C

7 4.- Comentarios y Conclusiones La única diferencia entre ambas muestra de suelo, es la presión de cámara a la que fueron sometidas durante el ensayo. Esto determina la diferencia en el comportamiento de cada probeta, puesto que ambas están a DR=7% En el gráfico 1 se observa que la carga aplica en ambas muestras es inicialmente soportada por el agua, es por esto que se ve un aumento en la presión de poros. Este aumento es mayor para la muestra 2, puesto que está sometida al doble de presión de cámara que la muestra 1. Para la muestra 1, se observa que a partir de deformaciones unitarias del 2%, la presión de poros se vuelve negativa. En cambio para la muestra 2 esto sucede a 5% de deformación unitaria axial. Esta y disminución y cambio de signo en la presión de poros, significa que ya la carga está siendo soportada por las partículas de suelo y se aumenta la tensión efectiva del suelo. En el gráfico 2 se observa que la probeta sometida a presión de cámara sigma3 =2 [kg/cm^2], es la que alcanza mayor resistencia (aproximadamente el doble de la otra probeta). Esto se debe principalmente a que la presión de cámara es mayor para la muestra 2, lo que genera un nivel de consolidación mayor para la muestra 2. Del gráfico 3 se observa que la curva q v/s p ya no es lineal como en el ensayo CID debido a que en el CIU no existe drenaje lo que genera presiones de poro que varían el comportamiento entre las partículas de suelo. En el gráfico 4 se presentan las curvas q y p totales además de lo que se muestra en gráfico 3. Se observa que la muestra de suelo 2 tiene mayor resistencia para la muestra 2 Se debe señalar que para la obtención de la LEU en un comienzo no se realiza la regresión lineal intersectando con cero, lo que daba como resultado una cohesión negativa. Como se sabe que la arena tiene cohesión cero, se señala la intersección para obtener C y phi.