NMX-C-432-2002 ENSAYE DE COMPRESIÓN TRIAXIAL.

Prueba rápida no drenada (UU)

NMX-C-432-2002 Ensaye de compresión triaxial.

Establece el método para obtener la resistencia de un suelo alesfuerzo cortante. Teniendo por objetivo determinar la relaciónesfurezo-defromación y la resistencia al corte del suelo que elsuelo tiene o tenia antes de ser extraído del subsuelo.

NMX-C-432-2002 Ensaye de compresión triaxial.

La resistencia de un suelo al esfuerzo cortante es un dato de importanciaprimordial para conocer el grado de estabilidad de loas obras de suelos,es expresada mediante la fórmula de Coulomb.

𝑆 = 𝑐 + 𝑁 𝑡𝑎𝑛𝜑

Donde:

S es la resistencia al esfuerzo cortante

C es la cohesión

N es el esfuerzo normal

ɸ es el Angulo de fricción interna

La envolvente de fall tangente a los círculos de Mohr por una recta que se aproxime, setendrá que en el diagrama “esfuerzos cortantes-esfuerzos normales”, la cohesión es laordenada de dicha recta ósea la resistencia al cortante cuando no hay esfuerzo normal.

El angulo ɸ es la pendiente o la tangente de la recta, con respecto al eje de esfuerzosnormales.

Equipo, aparatos e instrumentos.Equipo de labrado preparación de muestra inalterada

• Arco con segueta

• Torno de labrado

• Cuchas diversas

• Tubo careador o riel

• Cortador de arco con alambre

• Placas metálicas circulares de 36 mm de diámetro y espesor máximo de 3 mm

• Calibrador vernier

• Capsula

• Balanza con sensibilidad de 0,01g

Equipo demuestras reproducidas y/o remodeladas

• Molde para compactar probadas de 36 mm de diámetro interior y 90 mm de longitud ydispositivo para extraer las probetas, dispositivo para compactar probetas.

• Pacas metálicas circulares de 36 mm de diámetro y espesor máximo de 3 mm

• Calibrador vernier

• Capsula

• Balanza con sensibilidad de 0,01g

• Mazo de madera, espátulas, atomizador.

Equipo, aparatos e instrumentos.

Equipo de ensaye

• Cámara triaxial

• Micrómetro con soporte

• Tijeras

• Llave de tuercas

• Banco triaxial

• Prensa electrica o manual para ensaye de anillo de carga

• Cápsula

• Balanza con sensibilidad de 0,01 g

• Horno de temperatura constante de 383K ± 5 K (110°C ± 5°C)

• Bureta con graduación de 0,1 mm o 0,2 mm de volumen

• Equipo con manómetro y válvulas para presión d confinamiento

Equipo, aparatos e instrumentos.

Equipo de ensaye

Preparación y acondicionamiento de la muestra.

Se obtienen especímenes cilíndricos de 36 mm de diámetro ± 2 mm poruna altura de 90 mm ± 2 mm para su ensaye.

Muestras inalteradas.

• Se cortan prismas cuidando la posición en que obtenida la muestra, paralabrar las probetas cilíndricas (la altura de los especímenes puede variarde 2 veces 3 veces el diámetro del espécimen, se recomienda que seemplee 2,5 veces el diámetro)

• se coloca el prisma en el trono procurando centrarlo y con el cortador dearco, se efectúan los cortes necesarios par ir formando la probeta girandoel trono, se sigue cortando el material, hasta lograr dar la forma requeridapara formar la probeta de ensaye.

• Se saca la probeta del torno y se coloca en el enrasador para cortar a laaltura requerida.

• Se guarda la probeta en un frasco o se envuelve en plástico para que nopierda ni gane humedad.

Preparación y acondicionamiento de la muestra.

Muestras inalteradas.

Preparación y acondicionamiento de la muestra.

Muestras reproducidad y/o remoldeadas.

• Se toman de 2 a 3 kg de material el cual es preparado, desmoronándolo ytamizándolo por la criba 4,75 mm (No. 4) y se colocan en una charola delamina con su respectiva identificación

• Se vuelven a desmoronar los grumos del material que pasaron a través dela criba 4,75 mm (No. 4) con un mazo de madera evitando romper losgranos de arena.

• Con un atomizador se humedece el material y al mismo tiempo serevuelve con la espátula para lograr humedad uniforme. Se da al materialla humedad desead considerando que se conocen los datos con los que sevan a reproducir las probetas.

• Se introduce la probeta en un recipiente que se pueda cerrarherméticamente para evitar perdidas de humedad y se deja reposar por12 h para que la humedad se uniformice

• Se toma una porción del material para determinar su contenido de agua

• La probeta remoldeada tiene que satisfacer: Masa volumétrica húmeda ycontenido de agua, que la compactación sea igual y uniforme.

Preparación y acondicionamiento de la muestra.

Muestras reproducidad y/o remoldeadas.

Procedimiento

• Se coloca la probeta en posición horizontal sobre una placa devidrio, se mide su altura (h) y su diámetro en parte superior, mediae inferior en dos secciones perpendiculares para obtener sudiámetro promedio (d)

• Se determina su masa de la probeta en una balanza conaproximación de 0,01 g

Procedimiento

• Se coloca la probeta en el pedestal de la base inferior de la cámara triaxialen posición vertical.

• En el cabezal se ha colocado previamente una fonda de hule, sujeta conuna liga y este conjunto se coloca sobre la probeta deslizando la fundahacia abajo, con mucho cuidado, tratando de no desprender material

• El extremo inferior de la funda de hule se sujeta sobre el pedestal queesta provisto la base inferior de la cámara triaxial con otra liga

Procedimiento

• Se verifica que la probeta este bien centrada, se coloca el tubo delucita sobre el empaque de la base de la cámara y se pone la tapade la cámara, teniendo precaución de levantar el vástago para notocar la probeta

• Se cierra herméticamente la cámara.

Procedimiento

• La cámara se coloca en el marco de carga de ensaye.

• Se coloca el micrómetro en el soporte de la cámara y apoyado sobre elmarco, procurando que quede en posición vertical.

• Verificar que todas las llaves de que esta proviso el equipo estén cerradas

• Se abre la válvula de alivio que se encuentra en la tapa de la cámara paradejar salir el aire que se desaloje en el momento de ir llenado la cámara

Procedimiento

• Se conecta la manguera del tanque deposito con agua

• Se abre la válvula de la base para llenar la cámara tratando de que noqueden burbujas de aire atrapadas, una vez llena la cámara se cierran lasválvulas.

• Se conecta la manguera del deposito tanque regulador con el que se vaaplicar la presión lateral (de confinamiento)

Procedimiento

• Una ves dada la presión lateral de ensayo se ajusta el micrómetro del anillo acero

• En el control de marcha se fija la velocidad de ruptura a la cual se va someterel espécimen durante el ensayo que generalmente es de 1 mm/min (En casode que la altura del espécimen sea diferente de 90 mm, debe darse unavelocidad de ruptura igual a un centésimo de su altura por minuto)

• Se pone en marcha el dispositivo, tomando lecturas simultaneas en elindicador de anillo de carga y el del micrómetro indicador de deformación

Procedimiento

• Las lecturas deben suspenderse cuando la carga, después de haber llegado aun máximo, empiece a decrecer (materiales arenosos) o bien cuando ladeformación corresponda a un 20% con respecto a al altura inicial (materialesplásticos).

• Se procede a desmontar el espécimen de las bases, se lee nuevamente lapresión lateral y se anota la presión final.

• Se desliga el espécimen de las bases, se quita la funda y se coloca en unacapsula determinando su masa húmeda.

• Si la falla fue de tipo plástico se determina su altura final

Procedimiento

• Se determina la zona de falla tomando dos diámetros perpendicularesentre si en tres plano horizontales procurando que uno de estos planossea la sección mas deformada.

• Se introduce al horno a una temperatura de 383K ± 5 K (110°C ± 5°C) parasu secado por un periodo mínimo de 18 h para determinar su contenidode agua.

Este procedimiento se repite en 3 o 4 probetas del material en estudio condiferentes presiones de confinamiento para definir la envolvente de Mohr.

Cálculos.

• Con los datos registrados se calcula la masa de agua Ww y la masa de solidos Ws

• Se obtiene el volumen V de la probeta, con el valor del peso de solidos Ws, divididoentre la densidad de los mismos Ss, se obtiene el volumen de solidos Vs que , restandoal volumen total V nos da el volumen de vacíos Vv

• Se calcula el contenido de agua en % de las probetas.

• La relación de vacíos:

𝑒 =𝑉𝑣

𝑉𝑠• El grado de saturación G en porciento se obtien dividiendo el peso de agua Wwm entreel volumen de vacíos Vv y multiplicado por 100

𝐺 =𝑊𝑤

𝑉𝑣

• Cuando el espécimen no se deforma en toda su longitud, se calcula su diámetro medio(dm) de la siguiente manera, se suman los diámetros de los extremos y dos veces losdel centro, dividiendo entre 8

• Se calcula la deformación lineal en mm, retando la lectura inicial del micrómetro a cadauna de las lecturas subsecuentes tomadas .

Cálculos.

• Se obtiene la deformación unitaria en porciento𝜀 =

𝑥

ℎDonde:

X es la deformación lineal en mm, para un tiempo cualquiera y la h, en mm es pal altura inicial del espécimen.

• Se calcula el área corregida

• Si la falla no es plástica se emplea la deformación unitaria con la siguiente formula:

𝐴𝑐𝑜𝑟𝑟 =𝐴𝑖

1 −𝜀

100

Donde:

Acorr es el área corregida, Ai es el área inicial, ɛ es la deformación unitaria en porciento.

• Si la falla es plástica se emplea el diámetro defromado utilizando:

𝐴𝑐𝑜𝑟𝑟 = 𝐴𝑖 +(𝐴𝑓 − 𝐴𝑖)

𝑇∗ 𝑥

Donde:

Acorr es el área corregida, Ai es el área inicial, Af es el área final que se obtiene con el diámetro deformadodm, T es la deformación lineal total y x es la deformación en cualquier tiempo.

Cálculos.

• Se obtiene la columna “esfuerzo σ1 - σm en kgf/cm2” dividiendola carga entre el área corregida.

• Se dibuja la grafica deformación unitaria-esfuerzo

• Se procede al trazo de los círculos de Mohr, para ello se elige unaescala de esfuerzos; a partir del origen y sobre el eje horizontal yvertical se lleva el valor de la presión lateral o~m y desde estepunto se marca l calor del esfuerzo principal de ruptura σ1 - σm,que viene a ser el diámetro del circulo; por tanto, con centro en elpunto medio del segmento así determinado se traza el semicírculocorrespondiente.

• Una vez trazados los semicírculos se dibuja la envolventetangencial que mejor se ajuste a ellos

• El Angulo de fricción interna es el que forma la envolvente con lahorizontal y el valor de la cohesión, esta dado por la ordenada alorigen de dicha envolvente.

Informe

Los registros que se elaboren y entreguen como informe de la prueba deben incluir todoslos datos necesarios que se emplearon en los cálculos de las pruebas, asi como el registrodonde se presenta el resumen y las graficas obtenidas; incluyendo en cada registro lossiguientes datos:

• Nombre del proyecto

• Procedencia de la muestra

• Sondeo No. Tipo

• Tipo de muestra

• Profundidad superior e inferior de la muestras

• Clasificación de la muestra

• Fecha de inicio del ensaye y tipo de ensaye

• Fecha de calculo

• Nombre del operador

• Nombre del calculista

• Todos los datos y referencias del equipo empleado

• Observaciones adicionales.

Informe