Ensayo triaxial: equipamiento y mediciones en …materias.fi.uba.ar/6408/Laboratorio - Equipamiento...
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Mecánica de Suelos 64.08
Ensayo triaxial: equipamiento y mediciones en
laboratorio
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Ensayo triaxial: objeto
• Curva tensión – deformación del material (! – ") • Medición de deformaciones longitudinales (") • Medición de deformaciones radiales (#) • Medición de resistencia (!df, c , $) • Medición de rigidez (Ei , Es ) • Medición de presiones neutras (uf)
ll!="
a
r!
!" ##$=
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Cámara triaxial
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Mediciones locales
Einterna > Eexterna FUENTES DE ERROR (medición externa de
deformación axial)
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Medición local deformación: celdas de carga OBJETO: MEDIR CARGA DESVIADORA
medición directa de carga desviadora
Puente Wheatstone
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Medición presiones neutras: transductores de presión
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Medición local deformación
• LDT (Local Deformation Transducer) • LVDT (Linear Variable Differential Transformer) • Técnica PIV (Particle Image Velocimetry) • Otros (X-ray and optical methods, Arthur and Phillips
(1975), proximity transducers, Hird and Yung (1989), Hall efect transducers (Clayton and Kathrush (1986))
LDT LVDT
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Medición local: LDT Principio de funcionamiento: registro de desplazamientos por variación de resistencias eléctricas (strain gauges) en una configuración de Puente de Wheatstone
SG1 – SG3: cara traccionada (aumenta resistencia) SG2 – SG4: cara comprimida (disminuye resistencia)
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Medición local: LDT
MONTAJE
Reglas del buen arte:
• Alejar los extremos de los cabezales
• Verticalidad
• Buena fijación a la membrana
• Controlar T° durante el ensayo
• Curvatura inicial
• Mínimo 2 LDT (promediar lecturas)
Dispositivo manual
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Medición local: LVDT
Principio de funcionamiento: registro por desplazamiento de un núcleo ferromagnético móvil dentro de un bobinado primario y secundario
+/- 1.5mm
+/- 6.0mm
+/- 12.5mm
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Adquisición de datos
OBJETO: CONVERSION ANALÓGICA - DIGITAL
HARDWARE (adquisición)
INSTRUMENTOS (lectura)
SOFTWARE (manipulación)
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Calibración
Dispersión en la respuesta:
• Ruido eléctrico en la señal (reducir cables)
• Histéresis del instrumento.
• Mala alineación del instrumento.
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Ensayo no drenado: Influencia de la velocidad de carga
Ensayos rápidos
Materiales plásticos V" = 1.0% / min
Materiales friccionales V" = 0.3% / min
Ensayos lentos (c´ ; $´) V" ~ 1 – 2µ / min
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Ensayo Q: curvas típicas
! 53.2 %" 16.2 KN/m3
"s 27.1 KN/m3 "
d 10.6 KN/m3
einicial 1.56Sr 92 %LL 68 %LP 29 %SUCS CHPasa #200 98 %vel. def. 0.80 mm/mincte def 0.01 mm/divHinicial 100.5 mm#
inicial 50.5 mm
$3 150 kPa$3 300 kPa
DATOS INICIALES
PRESION EN CAMARA
ENSAYO TRIAXIAL ESCALONADO
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0.0% 1.0% 2.0% 3.0% 4.0% 5.0% 6.0%
%1
$d
(kPa)
( )1 3
3
1
1
1 2
1
1
d
df
d
fi df
ds i f
df
N c N
RE
E E R
! !
" " "
" "
#"
#"
""
= $
= $ +
=+
% &= $' (' (
) *
En la falla df!3!
(medido)
Diagrama % - !&
(máximo o residual) (parámetros cuu, $uu)
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Cámara triaxial: equipamiento para ensayo R´
Procedimiento
• Saturación de espécimen (flujo de agua)
• Verificar Sr=100% (parámetro B Skempton)
• Consolidar el espécimen (drenaje liberado)
• Llevar a la falla (drenaje impedido, medición de p. neutras, parámetro A Skempton)
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Ensayo R´: curvas típicas
En la falla df!3! fu(medido)
Diagrama % - !&
(máximo o residual)
(parámetros ccu, c´,$cu, $´)
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Parámetros A y B (Skempton)
3!""
=uB Saturación espécimen
(si B ~1 , Sr~100%)
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3
!!!"#"
"#"=
uA Proceso de carga
CONCEPTO: predecir la variación de las presiones neutras conociendo la variación del estado tensional en el terreno.
( )313 !!! "#"$+"=" Au