Ensayo de colapso en cámara triaxial

José Medina

In the proceedings of: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Laboratory Testing

ABSTRACT: A procedure for the test of collapse soils in the triaxial compression test is presented. The method offers the following advantages: it takes into account the state of the confining-stress of the field`s soil; it permits the soil to deform in three directions and the test specimen to fail by shear strength; lastly, it permits a clear definition of the stress of the soil fail by shear and lateral deformation. In addition, this test offers a better approximation to reality compared with the test in which the material is confined within a metallic ring. Based on the results obtained with the triaxial compression test, a methodology is presented for realizing the stability analysis of a build foundation upon an collapse soil PRESENTACIÓN TÉCNICA Se expone un procedimiento para el ensayo de suelos colapsables en cámara de compresión triaxial. El método presenta las siguientes ventajas: toma en cuenta el estado de confinamiento de la masa de suelo en el campo; se permite que la probeta se deforme en tres direcciones y que ésta falle por resistencia al esfuerzo cortante; se define de manera clara el esfuerzo de falla del material por esfuerzo cortante y deformación lateral; además este ensayo ofrece una mejor aproximación a la realidad si se compara con el ensayo en el que se confina al material en un anillo metálico. Por otra parte, con base en los resultados obtenidos en el ensayo en la cámara triaxial, se expone una metodología para efectuar el análisis de estabilidad de una cimentación desplantada sobre un suelo colapsable. 1 INTRODUCCIÓN Los suelos colapsables son característicos de las zonas áridas y están compuestos por arenas finas y limo unidos por arcillas y carbonato de calcio. Cuando estos suelos entran en contacto con el agua se rompe la estructura del material y las edificaciones colocadas sobre ellos experimentan importantes asentamientos con daños considerables. Tradicionalmente estos materiales se han estudiado en el odómetro, en donde se restringe la deformación lateral y se impide a la probeta fallar por cortante y deformación lateral (Jennings and Knight, 1975; Zeevaert, 1983). En este trabajo se expone un procedimiento para ensayar un suelo colapsable en la cámara de compresión triaxial, en donde se permite la deformación de la probeta en tres direcciones y no se impide la falla de la misma por resistencia al esfuerzo cortante. Se realizan ensayos de colapso tanto en la cámara de compresión triaxial como en el odómetro. Las pruebas se efectúan en muestras del tipo inalterado de un suelo colapsable de la ciudad de Hermosillo, Sonora, México. Las muestras ensayadas se tomaron lo más cercanamente posible unas de otras. 2 ENSAYOS DE COLAPSO El suelo ensayado presentó las siguientes características: humedad natural de 6.6 %; masa volumétrica natural de 1 540 kg/m3; contenido de arena de 29.1 %; contenido de finos de 70.9 %; límite líquido de 33 %; límite plástico de 24 % y gravedad específica de sólidos de 2.72; relación de vacíos de 0.92. El suelo se clasifica de acuerdo con el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos como limo de baja compresibilidad (ML). Los ensayos anteriores se realizaron de acuerdo con las normas ASTM (2007). 2.1 Ensayo en cámara triaxial Este ensayo se realiza en la cámara de compresión triaxial, en ensayos del tipo consolidado drenado con esfuerzos controlados. A continuación se describe el procedimiento utilizado para el ensayo del suelo colapsable en la cámara triaxial, (Figura 1): 2.1.1 Primera etapa del ensayo: a) La probeta con su contenido de humedad natural se monta en la cámara de compresión triaxial. b) Se aplica el esfuerzo de confinamiento similar al esfuerzo horizontal al que estaba sometido el material en campo, de acuerdo con la siguiente ecuación: sc = ko soz [1] ko es el coeficiente de presión lateral de tierras en reposo. c) Seguidamente se aplica un incremento de carga en el eje vertical, para llevar a la muestra a un esfuerzo vertical similar al de campo:

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